分體式測(cè)井防爆撬的研制

于龍

摘 要：針對(duì)國內(nèi)各大測(cè)井公司大多使用進(jìn)口測(cè)井防爆撬來完成海洋平臺(tái)作業(yè)生產(chǎn)，不僅用戶采購成本昂貴，而且后期維護(hù)成本高等問題，研制了分體式測(cè)井防爆撬。該設(shè)備用三分體式防撞架結(jié)構(gòu)，絞車系統(tǒng)可快速吊裝，各個(gè)撬體分別吊裝，在作業(yè)過程中可根據(jù)不同井場(chǎng)環(huán)境靈活擺放。該設(shè)備采用正壓防爆技術(shù)進(jìn)行防爆處理。各撬之間的電、氣、液管線采用快速接頭鏈接，方便安裝、拆卸。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)采用了閉式液壓原理，無極調(diào)速，減少了動(dòng)力損耗并降低噪音，不但提高了工作效率而且大大降低了設(shè)備采購成本及后期的維護(hù)成本。試驗(yàn)證明，該設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并且順利通過了中國船級(jí)社天津分社的CCS認(rèn)證檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：分體式；防爆橇；正壓防爆；防撞架

測(cè)井防爆橇是海洋平臺(tái)測(cè)井設(shè)備中的重要組成部分，主要用于海洋平臺(tái)上的油、氣、水井的測(cè)井、射孔和打撈等作業(yè)。隨著海上油氣勘探規(guī)模的不斷擴(kuò)大。用戶對(duì)于設(shè)備的采購量逐年升高。而目前能夠達(dá)到海上平臺(tái)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的橇裝測(cè)井設(shè)備大多為國外進(jìn)口設(shè)備。為此廊坊新賽浦石油設(shè)備有限公司應(yīng)渤海鉆探工程有限公司測(cè)井公司的委托，研制了分體式測(cè)井防爆撬。該防爆橇采用正壓防爆形式，分體式防撞結(jié)構(gòu)，并且絞車采用液壓帶鏈條驅(qū)動(dòng)形式，方便吊裝拆卸。各個(gè)分體橇結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，可根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地環(huán)境靈活擺放。液壓系統(tǒng)平穩(wěn)可靠。完全滿足了用戶的測(cè)試技術(shù)要求。

1 技術(shù)分析

1.1 工作原理

分體式測(cè)井防爆撬由絞車橇、動(dòng)力撬和空壓機(jī)撬三部分組成。空壓機(jī)撬內(nèi)的防爆風(fēng)機(jī)，將新鮮安全的空氣打入絞車橇操作艙內(nèi)，在艙內(nèi)建立起正壓，防止橇體外部的有害、可燃?xì)怏w進(jìn)入艙內(nèi)，從而起到了正壓防爆的作用。動(dòng)力撬內(nèi)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供原動(dòng)力，通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)（油泵、馬達(dá)和管線等）驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，減速機(jī)通過雙排滾子鏈驅(qū)動(dòng)纏繞有電纜的絞車滾筒。電纜上的儀器在井下上提或下放，將底層的各種數(shù)據(jù)通過電纜傳輸?shù)降孛嫔系膬x器機(jī)柜中，通過電腦進(jìn)行分析處理，并以曲線形式打印出來。從而取得地質(zhì)資料和開發(fā)數(shù)據(jù)，為能源開采同理論支持。

1.2 結(jié)構(gòu)

本撬為三體結(jié)構(gòu)，分別由絞車橇、動(dòng)力撬和空壓機(jī)撬三部分組成，每個(gè)撬體，底部為集裝箱角件，頂部為吊裝吊耳結(jié)構(gòu)，單獨(dú)吊裝，互不連接。各個(gè)撬體均采用由防撞骨架套內(nèi)墻骨架結(jié)構(gòu)。

1.2.1 絞車撬由絞車艙和操作艙前后兩個(gè)艙組成。絞車艙為開放式，裝有電纜絞車，減速機(jī)，馬達(dá)，防爆燈具和排繩系統(tǒng)，氣體檢測(cè)報(bào)警裝置等。操作倉由兩道水密門和一道逃生門封閉。內(nèi)部安裝有正壓通風(fēng)裝置的控制箱、電器控制防爆箱、防爆燈具和一些測(cè)井儀器及防爆頂式空調(diào)等。操作倉的撬體內(nèi)層50mm厚發(fā)泡處理。所有的過墻管線都經(jīng)過過墻密封組合板以達(dá)到操作艙內(nèi)良好的密閉性。

1.2.2 動(dòng)力撬結(jié)構(gòu)分上下兩層，下層安裝有康明斯6BT發(fā)動(dòng)機(jī)，通過定制，此發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)安裝有電啟動(dòng)和氣啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式，以氣啟動(dòng)為主，電啟動(dòng)為輔。上層安裝有液壓油箱、柴油箱及液壓油散熱和過濾系統(tǒng)。液壓油泵液壓主控閥件及同絞車橇鏈接的電、氣、液管線等都安裝在動(dòng)力撬內(nèi)。

1.2.3 空壓機(jī)撬結(jié)構(gòu)分為上下兩層。下層安裝有柴油發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、干燥罐；上層安裝有柴油箱和正壓通風(fēng)用的防爆風(fēng)機(jī)及可拆卸風(fēng)道，用來向絞車橇操作倉內(nèi)打壓。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)：

滾筒容量：7000m（φ8mm）

最大拉力：50kN

作業(yè)速度范圍：120-8000m/h

1.4 技術(shù)要求及特點(diǎn)

1.4.1 材料的防腐處理。首先按圖下料，對(duì)下料件進(jìn)行噴砂處理，達(dá)到Sa2.5級(jí)，粗糙度40-75？滋m。然后進(jìn)行酸洗、磷化、浸鋅處理。處理完畢后進(jìn)行打磨，噴涂海洋防腐底漆。未與其它構(gòu)件連接的骨架構(gòu)件，兩端要進(jìn)行焊接堵板滿焊密封。防止管內(nèi)進(jìn)水、受潮、腐蝕。整撬焊接完畢后底部噴涂防水裝甲。各裸露接頭噴涂高溫防腐海洋漆。艙內(nèi)外的蒙皮均為不銹鋼板制作完成。

1.4.2 各分體撬的防撞方式。采用整體防撞框架結(jié)構(gòu)。按圖分別對(duì)底防撞骨架、左右防撞側(cè)骨架、頂防撞骨架、及后防撞側(cè)骨架依次進(jìn)行組焊。在平板上按圖1：1放樣底座尺寸位置樣線，點(diǎn)焊定位擋塊（無邊框的單片骨架加定位邊框，點(diǎn)焊牢固，待單片骨架組合后再去掉。根據(jù)樣線位置組合骨架、定位點(diǎn)焊，保證圖紙各部尺寸。

框架分內(nèi)外兩層。外部為防撞架，制作米字型防撞梁，對(duì)于需要開門的墻面，制作活動(dòng)可拆卸防撞橫梁。

1.4.3 有關(guān)正壓防爆的技術(shù)要求及特點(diǎn)。操作倉采用的正壓防爆方式，通過高低壓傳感器來檢測(cè)和控制艙內(nèi)氣壓大小。考慮到安全以及人對(duì)氣壓的承受能力和舒服度，室內(nèi)工作壓力下限暫定為10mm水柱，上限為24mm水柱。當(dāng)高于設(shè)定最高壓力時(shí)，電動(dòng)氣閥自動(dòng)打開進(jìn)行放氣。當(dāng)?shù)陀?mm水柱時(shí)，艙內(nèi)報(bào)警，并切斷供電電源。艙內(nèi)同時(shí)安裝有各種有害可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀表、煙霧報(bào)警等裝置。

2樣機(jī)試驗(yàn)：設(shè)備試制完成后，進(jìn)行初步的運(yùn)轉(zhuǎn)后，進(jìn)行了吊點(diǎn)的吊重實(shí)驗(yàn)。將各個(gè)單臺(tái)設(shè)備均增加自身重量一倍的砝碼，吊起后，保持十分鐘時(shí)間，落地后進(jìn)行測(cè)量骨架的整體變形量，完全滿足要求。并在吊重試驗(yàn)前后請(qǐng)專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)每個(gè)吊耳進(jìn)行滲透探傷。探傷結(jié)果合格。正壓通風(fēng)系統(tǒng)的檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)操作艙內(nèi)氣壓的建立，各項(xiàng)報(bào)警、通斷電正常并且可實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)氣體的有效交換。對(duì)整個(gè)設(shè)備中的液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)、以及發(fā)電機(jī)的供電系統(tǒng)的檢測(cè)試驗(yàn)均滿足要求。對(duì)滾筒的提升能力，及運(yùn)轉(zhuǎn)速度均滿足用戶的使用要求。

3結(jié)束語

新研制的分體式測(cè)井防爆撬在材料上采用了新的防腐工藝，結(jié)構(gòu)上采用了整體防撞框架。既滿足了海洋平臺(tái)作業(yè)溫度高，濕度大，腐蝕性強(qiáng)的要求，又滿足了高空吊運(yùn)過程中對(duì)設(shè)備的碰撞保護(hù)的要求。整套設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，布局緊湊，在維修和后續(xù)保養(yǎng)過程中可方便拆卸的對(duì)開門設(shè)計(jì)提供了幫助。此外滾筒絞車的快捷可更換結(jié)構(gòu)，也是本臺(tái)設(shè)備的一大亮點(diǎn)。隨著海洋作業(yè)平臺(tái)的快速發(fā)展，該設(shè)備必將成為今后測(cè)井拖撬設(shè)備市場(chǎng)的重要產(chǎn)品。

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