法蘭開口器研制與應(yīng)用

林婷婷等

摘 要：本文針對(duì)采油計(jì)量站日常維修更換法蘭式閥門石棉密封墊子時(shí)采用撬杠和千斤頂，操作速度慢、停井時(shí)間長(zhǎng)、安全性差、原油產(chǎn)量受影響等問題，研制了法蘭開口器。主要是改變了操作人員使用的工具，把過去使用撬杠和千斤頂才能進(jìn)行維修保養(yǎng)的方式改變成利用法蘭開口器進(jìn)行維修保養(yǎng)方法，避免操作人員操作時(shí)的不安全性，達(dá)到了操作簡(jiǎn)單、節(jié)約采油成本的目的。

關(guān)鍵詞：法蘭；開口器；研制；應(yīng)用

目前，油田油、氣、水集輸處理中法蘭連接方式廣泛應(yīng)用，連接面的密封墊片經(jīng)常需要更換，而閥門更換、管件更換等原因也同時(shí)需要更換法蘭墊片，但此時(shí)就出現(xiàn)了一個(gè)難題：集輸運(yùn)行需要滴水不漏，管件、流程等的膨脹、擠壓、流程變形、內(nèi)部應(yīng)力、場(chǎng)地狹窄等多種因素經(jīng)常將更換法蘭墊片這個(gè)小小操作演變成為大動(dòng)干戈，嚴(yán)重影響了工作效率，同時(shí)，采取大力砸、別、頂、撬等操作不同程度地增加了施工風(fēng)險(xiǎn)，降低安全系數(shù)。

1 現(xiàn)狀及主要技術(shù)難點(diǎn)

目前對(duì)法蘭開口使用的工具為撬杠和千斤頂，依靠多人配合把法蘭片敲開或用千斤頂把法蘭片頂開，然后把損壞的墊子取出在把新墊子裝好用固定螺絲上緊，但是存在以下幾個(gè)問題：

1、使用撬杠操作需要兩個(gè)操作人員配合：其中一個(gè)人用撬杠敲開法蘭片，另一個(gè)人取出壞墊子裝好新墊子，撬開后的法蘭墊片兩端面容易變形錯(cuò)位，造成固定螺絲不能回位，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力造成長(zhǎng)時(shí)間停井、停產(chǎn)影響到油井正常生產(chǎn)，如果撬杠打滑操作人員極容易傷到手指具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2、使用千斤頂操作也需要兩個(gè)人員配合，操作的方法是使用輔助物與千斤頂配合頂開法蘭片，頂開的法蘭片也極易變形錯(cuò)位，輔助物也存在打滑飛出造成物體打擊事故，用時(shí)過長(zhǎng)造成長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)，造成一定經(jīng)濟(jì)上的損失，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證一般時(shí)間為30分鐘。

3、由于法蘭片的直徑不同，法蘭片之間的縫隙不同，因此操作人員需要選擇大小不同的撬杠和千斤頂。又由于法蘭安裝的位置不同撬杠和千斤頂有時(shí)根本就起不到作用還需要用其他的方法，加大了工作難度和不安全因素，而且耗時(shí)造成停產(chǎn)時(shí)間過長(zhǎng)，影響了油井的開井時(shí)率，影響了原油產(chǎn)量，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2 法蘭開口器的研制

法蘭開口器要解決三個(gè)方面的問題：一是要減少操作人員的人數(shù)，二是要改變操作的方法，降低停產(chǎn)時(shí)間；三是要加工一套能適合計(jì)量站各種型號(hào)法蘭式閥門開口工具，增加安全有效性。

2.1 背景

1）法蘭加墊子困難原因分析

法蘭與閥門難以開口：流程應(yīng)力、變形、擠壓、膨脹等原因形成較大阻力；

2）法蘭接觸面受力點(diǎn)面積小，固定困難，致使單項(xiàng)受力無法平衡推進(jìn)；

3）空間狹小：無法使用較長(zhǎng)的發(fā)力工具，如扁頭撬杠、砸楔鐵、以及千斤頂?shù)龋瑹o法清理法蘭上的舊墊子。

4）法蘭加墊片的關(guān)鍵是法蘭開口，足夠的縫隙便于清理法蘭密封面、置入墊片，通過以上分析可以看出，不論是砸、撬、頂、別都效率低，受力不平穩(wěn)，存在操作風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 法蘭開口器結(jié)構(gòu)

加工一直徑為100mm厚度為16mm的圓形鋼板，鋼板周圍用臺(tái)鉆鉆10mm、12mm、14mm、17mm、19mm、22mm、24mm、27mm八個(gè)不同直徑的孔眼，鋼板的中間鉆一直徑為20mm的孔眼并攻絲，然后加工一長(zhǎng)150mm直徑為20mm的螺桿，在螺桿上焊兩個(gè)螺帽，在加工兩個(gè)與螺帽相匹配的頂絲就制作成了一個(gè)法蘭開口器，

2.3 法蘭開口器工作原理

此法蘭開口器由兩個(gè)環(huán)形鋼板、固定銷桿和兩條頂絲組成，利用法蘭本身具有的螺栓孔，依據(jù)作用力與反作用力的原理，一拉一頂，將錐狀尖端平穩(wěn)頂進(jìn)法蘭接觸面，可實(shí)現(xiàn)大力撐開法蘭的效果。

使用時(shí)把開口器上的孔眼與維修的法蘭片的孔眼用銷桿連接轉(zhuǎn)動(dòng)圓型鋼板貼靠住法蘭片，此時(shí)頂絲正好處在兩法蘭片的縫隙之間，用制動(dòng)扳手旋轉(zhuǎn)頂絲后端，帶錐度的前端隨著轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入兩法蘭片之間，就能安全可靠的使法蘭片張開，開口達(dá)到操作的要求可停止，保證有足夠的空間操作。

2.4 優(yōu)點(diǎn)

1）撐開寬度20mm完全可滿足清理法蘭表面舊墊子、方便更換安裝新墊子的操作。

2）改變操作的方法，降低操作風(fēng)險(xiǎn)。

3）提高效率，減少停產(chǎn)時(shí)間，提高時(shí)率。

4）適合計(jì)量站各種型號(hào)法蘭式閥門開口工具，增加安全系數(shù)。

5）圓形鋼板上同心等分六個(gè)不同直徑的通孔，從∮10mm-∮22mm，可適用不同規(guī)格的法蘭。

6）體積小巧，可廣泛應(yīng)用，同樣適用于狹小空間，絲毫不覺局促。

3 法蘭開口器的應(yīng)用

2010年5月，一研制成功，就深受職工好評(píng)，在193個(gè)大小不同的法蘭片上使用，解決了以往使用撬杠和千斤頂存在的問題，一是可以在不同的角度操作，大大增加了安全可靠性，具有了足夠的操作空間。二是由于開口器固定在被維修的法蘭片上解決了開口后法蘭片錯(cuò)位現(xiàn)象。三是可以在不同直徑的法蘭上使用。四是重量輕便于攜帶存放。。據(jù)在193個(gè)大小不同的法蘭片上使用的時(shí)間來看，開口的時(shí)間平均為10分鐘，節(jié)約了近三分之二的時(shí)間。

4 效果評(píng)價(jià)

1、實(shí)現(xiàn)了施工迅速、提高效率1倍以上。2、實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)操作，降低操作風(fēng)險(xiǎn)。3、降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，化繁為簡(jiǎn)。4、操作方式更加合理，適用各種型號(hào)法蘭片的開口，降低停產(chǎn)時(shí)間增加經(jīng)濟(jì)效益。

5 綜述

1、法蘭開口器的研制成功取代了一直以來只能使用撬杠和千斤頂?shù)膫鹘y(tǒng)維修方法，大大的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，而且解決了因更換法蘭石棉密封墊子造成停井時(shí)間過長(zhǎng)和影響原油產(chǎn)量等問題，同時(shí)更具有安全性，保證了油井的正常生產(chǎn)運(yùn)行，完全符合企業(yè)HSE安全要求。

2、應(yīng)用范圍較廣，直徑大的法蘭可多個(gè)配合使用。

3、可設(shè)計(jì)大小不等的規(guī)格，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)要求。

綜上所述，值得大面積推廣使用。