SKB70空壓機泵車的研制

張超峰

摘 要：SKB70空壓機泵車主要是針對配合連續油管起下設備使用，以確保鉆井及修井作業時，不同介質的加熱及增壓，以及完成作業時連續油管內壁沖洗作業而研制的設備。該設備以Benz Actros 4151/8x8型全驅動重載越野底盤作為載體，集成了具有國際先進水平的STP600S三缸柱塞泵、Gardner Denver型號為LAFAI的空壓機以及性能優越的車載式加熱鍋爐。整臺設備的設計性能可以達到泵最高壓力70MPa，泵最低排量20L/min，空壓機最大排量1.86m3/min，空壓機最高排氣壓力7MPa，鍋爐額定排量400L/min，出水溫度80度等。能夠較好地配合連續油管設備完成當今油田深井、氣井的施工作業需要。

關鍵詞：空壓機泵車;三缸柱塞泵;空壓機;鍋爐;低排量;研制

中圖分類號： TH457 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2017）01-163-2

0 ?引言

隨著全球工業化發展，對石油的需求不斷增加，各國都加大了石油的開采力度，叢林、沙漠、丘陵等油氣田作業量越來越大，井場道路條件越來越差，井場場地條件嚴重受到地形地貌的制約，油田現場惡劣的條件對設備提出了更高的要求。占地面積小、作業效率高、作業范圍廣以及自動化程度高安全性強的設備越來越多的受到油田用戶的青睞。

目前連續油管作業工藝及設備廣泛應用于油氣資源開發生產作業中，單一的連續油管作業機將不能滿足連續油管作業工藝的需要，集工藝液加熱、增壓泵注和管路吹掃為一體的連續油管輔助作業裝備是連續油管作業必不可少的設備之一。研制開發低溫連續油管輔助作業裝備不僅可以開拓新市場，并將對中石化油服公司進入俄油田服務起到重要的支撐、保障作用。

1 ?技術特征

1.1 整車結構

SKB70空壓機泵車主要由BenZ Actros 4151 8x8型重型底盤、空壓機、鍋爐、分動箱、變速箱、STP600S三缸柱塞泵、計量罐、操作室、液壓系統、電控系統、高低管匯、潤滑系統等組成。

1.2 主要技術參數

整車主參數：

[項目＼&參數＼&總長（mm）

總寬（mm）

總高（mm）

整機重量（kg）

最高工作壓力（MPa）

空壓機排氣量（m3/min）

空壓機排出壓力（PSI）

鍋爐出水溫度（℃）

鍋爐額定排量（L/min）

計量罐容積（m3）＼&13000

3000

4100

<35000

70

1.86

1000

80

400

8＼&]

2 ?技術關鍵

2.1 整機布局

針對俄羅斯-45℃低溫環境、井場狀況的特殊性，對底盤和上裝結構的受力狀況和作業振動進行分析研究，確定底盤的動力、前、后橋以及車架的加固形式以及主要承力部件低溫材料的選取。分析底盤車前橋、后橋以及單邊的承載能力，結合柱塞泵、空壓機、鍋爐以及控制室等關鍵部件的質量屬性，確定出部件的合理布置方式。

2.2 單臺設備的多功能集成

在研究工藝液加熱系統，增壓泵注系統，管路吹掃系統的功能設計分析，設備的總體布置，配套設備選型，各系統的集中控制技術等基礎上完成多功泵注設備的集成研究。

各主要部件，如空壓機、鍋爐以及柱塞泵從底盤車二橋向四橋延伸分層合理布置，安裝緊湊又互不干涉，為主要部件均預留足夠的維護空間。通過控制信號的采集在控制室實現對各部件的集中控制。

2.3 低溫保溫加熱技術

對設備在-45℃環境溫度下正常作業的材料選型、油品選型，管路的保溫方式以及液壓油、潤滑油、燃油、防凍液和電瓶等的加熱方式進行研究，形成集中供熱技術，采用串聯兩臺空壓機的冷卻系統的結構形式，通過加熱空壓機機體、空壓機底部潤滑油油腔設置熱交換器實現潤滑油的加熱，同時，保證空壓機散熱水箱與補水水箱間的液面高度差，確保水箱間壓差平衡，水箱中的水不溢出。

2.4 低壓管匯系統的設計

低壓管路直徑為76mm（3），計量罐容積8m3，分兩室每室4m3，每室均設有計量尺，100L為一個刻度。通過閥門切換，低壓管匯能從計量罐和外部液罐抽取工藝液，也能將工藝液輸送回計量罐、外部液罐和三缸柱塞泵吸入總管。

3 ?效益分析

3.1 社會效益分析

SKB70空壓機泵車的研發成功，將打破美國海德瑞公司對空壓機泵車的壟斷，對縮小我國與國外大的石油服務公司在低溫多功能泵注設備的研制開發能力、縮小國產石油固井設備與國際領先水平的差距、提高我國油服公司的國際競爭力、打破國外技術壟斷、跟蹤國際先進技術都有重大的意義。

3.2 經濟效益分析

由于國內基礎工業的差距，發動機、變速箱等關鍵部件性能達不到要求而不得不采用進口，越野性能強BenZ Actros 4151底盤需要進口，高排氣壓力的空壓機也需要進口，液壓元件由于可靠性原因采用進口等。但總體上說該設備相對比進口一臺要經濟得多。目前，美國海德瑞公司生產的SKB70空壓機泵車單臺價格約需480萬元人民幣，而我廠生產的同等配置的SKB70空壓機泵車售價不足402元人民幣，單臺設備節約開支約78萬元，按年產15臺計算，可為用戶節約 1170萬元。這將降低油田的開發成本。

3.3 市場前景分析

3.3.1 ?國內市場

隨著我國經濟的發展，對石油的需求也進一步加大。我國許多油田已紛紛進入中后期開采，油田井況、地質狀況已越來越復雜，這些都對各種石油設備提出了更高的要求。有著“萬能作業機”之稱的連續油管作業設備以其多出色功能性、高效性、安全性在內外油田獲得了認可，其需求量這幾年有了顯著提高，作為其配套輔助設備的空壓機泵車的需求量也將隨之不斷加大。其次空壓機泵車是集工藝液加熱、增壓泵注和管路吹掃為一體的多功能泵注設備，該設備的多功能使得其在油田開采作業時有了更多的可能性，可單獨作為應急鍋爐設備、空壓機設備能完成泵注作業，這也成為該設備在目前油田設備中獨特的優勢。

3.3.2 ?國外市場

SKB70空壓機泵車有著較好的國外市場前景有兩方面的原因：其一：隨著世界經濟越來越全球化，發達國家的產業結構進行了很大的調整，傳統制造業逐步向發展中國家轉移，國外傳統固井設備制造公司紛紛停產或向外轉移技術，這勢必使國外固井公司需要尋求替代廠家或產品。其二：我廠制造的設備有著國外公司無法比擬的價格優勢，同時產品性能和可靠性與國外基本一致，可見該設備在出口方面市場前景非常廣闊，經初步調查每年俄羅斯、哈薩克和土庫曼等國每年有近30臺左右的設備需求量，可見該設備在出口方面市場前景非常廣闊。

4 ?結論

SKB70空壓機泵車主要是針對配合連續油管起下設備使用，以確保鉆井及修井作業時，不同介質的加熱及增壓，以及完成作業時連續油管內壁沖洗作業而研制的設備。能夠較好地配合連續油管設備完成當今油田深井、氣井的施工作業需要。該設備具有以下優點：①該車設計合理、操作方便，柱塞泵的高低排量、空壓機的排氣壓力以及鍋爐的自動控制均達到設計需求，總體技術水平達到了國際領先水平。②整車設計布局合理，操作方便：整車動力都來自底盤發動機，柱塞泵放在車尾部，更換盤根和維修泵非常方便。空壓機平臺外側及車左側設置有翻著式踏板，有效拓寬了人員活動和維修空間。整體設備中的三大關鍵件柱塞泵、空壓機、鍋爐即可成套作為連續油管作業機的輔助設備，又可以各自單獨工作，作為應急泵注設備、吹掃設備和工藝液加熱設備。③SKB70空壓機泵車由于其性能優越，價格比國外同類產品便宜20%，節約了大量的投資成本，具有廣泛的市場前景。該產品的研制成功能夠較大程度上提升我國國產裝備的技術含量和國際市場的競爭能力。

參 考 文 獻

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