鉆井柴油機供油裝置現狀分析與改進應用

周凱+徐冰+蔡兵

摘 要：每個鉆井隊至少有1套柴油機和發電機的燃油供應裝置。隨著科技、社會的進步和安全生產要求的提高，柴油機供油裝置日益暴露出其弊端和缺陷， 不能適合當今安全生產要求，非常有必要設計一種安全、方便、省力新型供油裝置。本文探討的鉆井柴油機供油裝置設計合理， 體現了以人為本的設計理念 ， 而不是只注重完成裝置功能；使用方便、安全可靠，降低鉆井隊生產成本和作業風險。

關鍵詞：鉆井；柴油機；供油裝置；低位固定結構；改進

多年來，鉆井隊一直使用高架油罐給柴油機供油，在油罐拆卸、安裝、使用過程中， 存在嚴重的安全隱患，且使用不便。為此 ， 設計并制造了安全方便的低位固定結構的供油裝置，從根本上消除了設備存在的事故隱患和弊端。

1原燃油供給裝置的結構及弊端

多年來， 鉆井隊燃油供給系統沿襲采用高架油罐。方式為動力設備供油， 高架油罐的高度為5～6 m， 滿載質量為4～5t ，在拆卸和安裝過程中需要吊車吊起油罐， 至少2～3個工人共同在油罐下抬起頂桿安裝或拆卸 ， 安裝很麻煩，不能一次到位，而且由于設備重心不穩，吊車操作困難， 人與吊車協調困難，極易出現意外情況，曾多次出現鋼絲繩斷裂或脫鉤致使罐傾倒造成人員傷亡的嚴重事故。使用中，工人必須定時爬上罐頂檢查油位，由于罐頂無法安裝欄桿， 因此很不安全；檢修、維護時也存在這個問題；該油罐的組合閥門、流程管匯、電控開關箱常年裸露在外， 容易造成銹蝕和破壞， 以及燃油被盜等現象；冬季的防凍保溫復雜、工作量大、死角多，經常出現管線內柴油低溫結蠟，造成柴油機供油不足熄火停機，這一部分是整個冬防工作的一個薄弱環節。以上這些也就造成裝置維修費用高，壽命周期短。實際上， 為實現動力機組的正常供油， 沒有必要把油罐架到這樣的高度。目前， 新型鉆機的柴油機組都是直接安裝在地面上或是基礎上，老式機械鉆機使用的柴油機一般安裝在底座上， 高出地面約1.5m ，發電機房安裝在地面上。根據動力設備的用油要求，燃油液面高度只要高于高壓油泵就能保證設備的正常啟動和運行。鑒于高架油罐在設計、使用中存在的弊端和嚴重事故隱患，經過充分的論證和現場試驗， 進行改進設計。

2改進后裝置的組成及結構原理

設計制造的新型供油裝置在保留原儲備罐的基礎上， 把高架油罐去掉， 外形結構與原來使用的完全不同， 從根本上消除設備存在的事故隱患。在使用、維護等各個方面都做了改進， 有效延長了油罐的使用壽命， 能夠滿足目前所有類型鉆機動力設備用油要求。該供油裝置主要由3部分組成 ， 外形如圖。

a） 低位供油罐高度為2.8～3.1m ， 上部有效高度 0.8～1.0m ， 寬2.3m ， 低位供油罐長2.5m ， 其有效容積至少可容納約5t柴油， 與原高架油罐容積相當。該裝置外形尺寸與井隊上通用各種房體一呼吸器 、觀察口和液位傳感器安裝口，罐的外側安裝磁性翻板式液位計，方便指示油位。b）管匯全部安裝在低位柴油罐下部相對封閉空間內， 配備有通風窗、防爆排氣扇和防爆電熱器。該管匯流程設2 個供油泵，1臺主泵是雙向定量油泵，主要用于油料的卸油、倒流和低位架空罐的上油，也可以在特殊情況時向機組加壓供油；另1臺為輔泵，是小功率增壓泵，在搬家后柴油機第1次啟動或柴油需加壓時使用。c） 自動控制系統主要由液位傳感器、主控板、接觸器以及開關組成。這與其他開關組合在1個防爆開關箱內，能夠根據燃油液位的變化自動向低位柴油罐補充柴油，極大減輕工人勞動強度和人為失誤。

3供油裝置使用

a） 發電機啟動供油，在設備安裝就位后， 發電機啟動前 ， 只需打開閥門1，即可實現發電機的正常供油。b） 柴油機的啟動。發電機正常供電后，給自動泵油裝置供電，低位柴油罐自動上油。油位到達上限停止泵油后，打開油罐閥門3， 關閉閥門2，啟動增壓泵，通過壓力向柴油機高壓油泵供油，加速實現柴油機供油系統的排空。c）當柴油機正常運轉后 ， 打開閥門2，停止增壓泵，關閉閥門3，實現燃油供給系統的正常工作。 d） 所有的電氣控制集中在1個防爆配電箱中。自動泵油裝置只要設定好油位上下限，方式選擇開關置于“自動”位置就可自動控制供油泵起、停，實現低位柴油罐的油位自動控制。手動上油為輔助手段。這套自動控制系統是一個單獨的系統 ， 根據具體情況稍加變動可以配備不同形式的供油裝置。

4 應用分析

a） 裝置整體設計為低位固定結構，整體安裝簡單，結構緊湊，無論是在吊裝還是在使用過程中，均不會造成傾倒現象，而且減化了拆、裝程序， 搬家安裝時一次到位 ， 即節省安裝時間又非常安全，從根本上消除了原裝置存在的事故隱患。b） 所有閥門 、流程管匯 、配電柜全部安裝在封閉的箱體內， 整齊美觀， 避免了裝置常年暴露在外受風吹日曬等自然侵蝕；同時解決了野外施工柴油被盜、冬季保溫、用電安全等問題；整套管匯無泄露現象，都在低位安裝，避免了登高檢查油位存在的危險，特別是在惡劣天氣條件下，工人的操作、維護、管理強度大大降低 ， 維修費用相應減少。c） 實現自動泵油，極大地改善了勞動環境和條件， 同時也避免了因人為失誤忘記補油造成設備停機的嚴重事故。

參考文獻：

[1]孟祥卿，李循跡.鉆機高架油罐油位顯示與自動供油裝置的研制[J].石油礦場機械， 2008， 37（3）：86-88.endprint