接地線樁輔助敲擊工具

段小明 王海濤 劉慶杰 蘇鐵鋼 劉小波

【摘要】當前，石油鉆井行業發展迅速，為適應新發展趨勢，企業必須改進作業方法及工具。固定接地線樁現有方法和工具，存在作業人員多、風險高等弊端。因此，我們發明了一種接地線樁輔助敲擊工具。可有效降低作業難度，節約人力成本，提高工作效率，為企業帶來經濟效益。

【關鍵詞】石油鉆井行業;接地線樁輔助敲擊工具

引言

石油鉆井行業是高風險行業，也是系統工程，包含測、錄、固、定等作業項目，每一項作業都以鉆井為基礎。因此，每一道工序都要落實到位，并嚴格把關。為助力企業發展，應創新思路、方法及工具。

1.當前作業現狀分析

現場作業人員，都遇到過棘手問題，有些看似簡單，如解決不好就增加作業難度，影響效率，進而增加成本。而有些作業人員沿襲老思想，總認為雖然干的慢點，甚至不太順手也無妨。這些人大都會認為，同樣的問題，誰也沒想過發明一種新工具或創新一種作業方法，我也不能多事。表面看，只是埋頭干活，不用動腦筋多省事！但從長遠來看，這種消極的態度很不好。只要稍稍用點心就能讓工作更輕松。

1.1固定接地線樁作業描述

固定接地線樁作業鉆井現場每口井都會遇到，每當所有設備都就位后，就要有專人負責完成這項工作。很多人認為這個工作很簡單，但卻時常影響工作進度。鉆井行業相關標準明確要求發電機、值班房、員工宿舍等設備設施，都必須有接地線樁。直徑大于2.5m，容積大于或等于50m3的設備，接地點不應少于2處，因此現場接地線樁數量還是挺多的。有時，因作業不規范、安裝不標準還會引起觸電、火災爆炸等電器事故，甚至威脅人員生命安全。因此，必須保質保量完成該項工作。

1.2當前作業過程遇到的困難

有些作業區塊地表較松軟，不需要廢多大力氣就可輕松將接地線樁釘入地下，但不是所有作業現場、作業環境都一樣。如東北地區寒冷的冬季，室外溫度最低可達零下幾十度，作業現場的地表普遍會有30—50公分凍土，有的凍土層更厚。在這種情況下要完成作業難度可想而知。有時一支接地線樁，需要使用大錘敲擊上百次才能達到要求。不光增加了工作量，同時還延長了工作時間，進而增加了風險。

1.3鉆井行業相關標準及作業風險

鉆井行業相關標準也明確，接地線樁宜使用直徑不小于25mm、長度不小于1500mm，表面鍍鋅的鋼制圓鋼制成。接地線樁釘入地表后，余長不超過300mm。大家可以想象一下，將一根直徑相當于成年人手腕粗細，長度相當于成年人高度的鋼制圓鋼，用大錘釘入地下1200mm的深度是個什么概念。僅僅是將大錘一次次舉過頭頂這么一個簡單動作，如果多次重復就很不容易。因此，這項作業往往需要幾個人交替配合來完成。

我們通過多次現場實踐摸索，對參與作業人員的動作，以及作業現場的現狀進行了深入分析。

一是作業人員使用大錘往復敲擊接地線樁時，因接地線樁太高不容易發力，需借助凳子或其它物體抬高作業面。但是作業面高了，往往又會造成另外一個風險，那就是人員墜落的風險。所以需要增加一個扶凳子的人，來保證作業面的穩固性。

二是使用大錘敲擊接地線樁時，會產生鐵屑，易造成鐵屑飛濺傷人事故，尤其當接地線樁剛開始釘入地下時，人員頭部距離鐵屑飛濺部位最近，風險最高。

三是為了防止接地線樁在敲擊作業中發生偏移，需要有人始終將其扶正，又增加了一個作業人員。當前鉆井生產一線崗位人員本就不多，只這一項作業就占用了至少三個作業人員，而現場還要同時完成其他作業，勢必會造成人力資源緊張。

四是如果長時間用大錘直接敲擊接地線樁上端面，易造成接地線樁本體受損。因此，我們設計發明了這個接地線樁輔助敲擊工具。

2.設計思路及操作方法

2.1設計思路

設計一個類似于鏈鉗一樣的管狀工具。這個管狀工具工作原理和電工攀爬電線桿時穿的登高助理器十分相似。當然，它所形成的用于卡緊接地線樁的內徑要小的多，它的本體呈螺旋狀，在螺旋的內壁設計一些類似卡瓦牙的摩擦塊，只要將這個工具調整一定角度，就可以輕松將其一端卡在圓柱狀的接地線樁上，這個螺旋狀的卡緊裝置幾乎可以均勻包繞在接地線樁的四周，這樣設計的目的就是為了增大接觸面積，進一步增加摩擦力，降低敲擊過程產生的沖擊力，從而避免發生下滑。

在接地線樁輔助敲擊工具的頂部，連接著一個半圓柱狀的實心圓鋼，我們把它叫敲擊頭，敲擊頭是和大錘直接接觸的部位，因此用料更粗更厚實。另一端連接一根1—1.5m長的手柄，這個手柄相當于一根杠桿，通過按壓手柄使得卡緊部分緊緊將接地線樁包緊。手柄還可防止接地線樁轉動或偏移。同時，作業人員根據需要，可隨意調整敲擊工具的高度。

開始將接地線樁釘入地面時，需要一人配合扶著接地線樁，另一人對其頂部端面進行敲擊。這樣既不安全也不便于操作，同時還多占了一個人。為了解決這個問題，我們又設計了一個用于支撐接地線樁的立體梯形支架，作為接地線樁的輔助裝置，它的結構是通過四根金屬材料，將上小下大兩個正方形組合成一個高度0.5m的立體梯形。因在立體梯形支架下平面的正方形四周，均勻焊接了幾個錨定點。因此可以助力立體梯形支架抓牢地面，增加了其穩定性。在兩個正方形的同心位置設計一個圓形通孔，通孔可以使用一整根鋼管制作，但要考慮梯形支架整體重量，所以選材很重要。使用這個輔助裝置，可以節省一個作業人員。

2.2操作方法

首先將接地線樁從上向下插入梯形立體支架中間的上下通孔內，并確保將接地線樁垂直固定在地面上保證其平穩。立體梯形支架的圓形通孔直徑，略大于接地線樁外徑。將輔助敲擊工具卡在合適的位置上，一人扶著手柄，另一人就可使用大錘完成敲擊，伴隨著接地線樁插入地下的深度增加，可以根據需要隨時調整敲擊頭的高度，直到將接地線樁釘入地下合適的位置，即可完成該項作業。

結語

綜上，隨著石油鉆井行業不斷發展，行業競爭日漸激烈，各企業都提倡安全高效的作業方式，因此，為適應高速快節奏的發展趨勢，必須加快創新步伐，只有不斷更新思想、拓寬思路，不斷改進更高效的作業工具和方法，才能為企業高效快速發展添磚加瓦。接地線樁輔助敲擊工具的發明不僅僅只是為了方便快捷、降低作業風險，同時它也提高了工作效率，節省了作業時間，進一步為企業增加了效益。

參考文獻：

[1]林少偉， 晏超穎， 邱澤鵬，等. 一種接地線快速裝拆輔助工具的研制[J]. 機電信息， 2019（9）：2.