淺析氣動下灰車的輸送能力及其影響因素

歐陽玉雪

（大慶油田裝備制造集團，黑龍江 大慶 163411）

在石油企業各個項目的施工建設過程中，氣動下灰車發揮著重要的基礎性作用，氣動下灰車在作業過程中通常與固定車進行聯合使用，這樣才能在石油生產作業過程中發揮出其效能，才能夠有效提升其輸送能力。但是，氣動下灰車在實際使用過程中很容易出現受潮、變質、污染等現象。在當前的石油行業中，氣動下灰車由于本身重心較低從而得到廣泛應用。氣動下灰車輸送能力會直接影響油田正常生產作業，因此，針對氣動下灰車輸送能力進行探討具有重要實踐意義。

1 氣動下灰車輸送能力概述

目前，我國石油行業使用的氣動下灰車通常采取的都是氣壓輸送原理來裝卸灰料。目前我公司生產氣動下灰車主要采取的是臥式結構（見圖1），該結構體現出了罐體重心低、裝備工藝簡單、可靠性強等一些優勢。其罐體主要采取雙層結構，這樣在主車爬坡過程中可以有效避免罐體內部水泥出現大范圍流動，從而有效提升車輛整體的穩定性。

圖1 氣動下灰車罐體結構示意圖

下灰車輸送能力與氣固兩相流質量濃度之間存在密切關聯。因此，要想進一步提升下灰車輸送能力，就必須液態化裝置機進行不斷更新。氣動下灰車的液態化裝置主要有滑料板和流化床等。下面重點以我公司生產下灰車為例對液態化裝置設計問題進行探討。

（1）滑料板。在下灰車罐體中滑料板目前采取的對稱布置方式，滑料板的主要作用是有效承載罐體內部的粉粒體，保障粉粒體能順利滑入流化床中，詳見圖2。滑料板與管壁之間形成一個氣室，為保障滑料板上不殘留粉粒體，在設計時需要保障滑料板與水平面的夾角超過粉粒體的安息角。根據大量實踐經驗可知，水泥的安息角為39°。因此，滑料板與水平面夾角β 要略大于安息角，取值應處于40°～42°。滑料板外形尺寸設計可以通過計算求解，也可以利用三維繪圖軟件放樣進行求解。滑料板制作過程中使用4mm 厚鋼板，如果面積較大的情況下，可以按照多塊拼接方式進行焊接，但需注意拼接縫下部要設置側板進行支撐，以此避免下灰車在使用中出現滑料板變形問題。

圖2 滑料板示意圖

（2）流化床結構設計。在下灰車的設計過程中，流化床屬于非常關鍵的一個部件，對下灰車輸送能力會直接產生影響。流化床與滑料板、罐體內壁形成一個密閉氣室，此外，通過高壓氣流的作用可以保障流化床上的粉粒體保持懸浮狀態，最終形成液態氣固兩相流，并可以在一定方向上保持流動。其中多孔板可以對液態化元件及物料等形成有效支撐，進而可以使高壓氣體的均勻穿過。在設計中通常會按照安息角的1/3 來設計多孔板與水平面夾角，但綜合下灰車作業過程中地面平整度等因素后，其實際取值會略微大一些，因此多孔板與水平面夾角通常會設置在14°。多孔板的制作使用的是5mm 鋼板，孔直徑應該設置在20 ～30mm，采取均布方式布置，在設計孔的過程中，要盡可能綜合支撐強度、均勻布氣、節約鉆孔時間等相關因素來合理設置孔的數量和孔距。氣體分布板根據下灰車作業需求使用的是耐高溫多層尼龍帆布。這種材料具有一定透氣阻力，而且其透氣阻力會隨著氣體流速的增加而增加；其次，多層尼龍帆布只允許氣體透過，但會截留輸送介質，帆布表面平整，很難發生堵塞或磨損等問題，而且材料的化學穩定性和強度完全可以滿足下灰車作業需求；最后，多層尼龍帆布表面空隙均勻分布，且具有較高的分散度，粉層厚度不會對其造成較大影響。

2 氣動下灰車輸送能力影響因素及改進

2.1 操作前檢查

氣動下灰車作為一種油田專業特種車輛對施工技術及器械要求相對較高，因此，在作業過程中，要對操作人員技能水平、專業知識等進行嚴格要求。操作前檢查則是影響氣動下灰車輸送能力的一個主要因素。

操作前檢查并不僅僅是對車況進行簡單檢查，要對球閥等是否完好高度關注。作為一種復雜油田設備，氣動下灰車各個部件之間聯系緊密，尤其是球閥等關鍵部件會對下灰車作業效果產生直接影響，一旦出現問題必然會導致作業效果無法達到預期，甚至可能導致安全事故。因此，為有效提升下灰車輸送能力、保障下灰車作業安全性和穩定性，要對操作前檢查問題給予高度關注，通過檢查保障各固件得到及時緊固。

2.2 潤滑劑使用

油田固井作業主要使用的機械設備有下灰車和固井車，在作業前不僅要對2 臺設備車輛、球閥、零部件等進行檢查，還要對潤滑劑的使用給予高度關注。下灰車是由多種零部件組成的一個復雜結構，且大部分零部件都屬于金屬材質，要想保障各部件之間能實現順暢運行，就必須合理使用潤滑劑。但潤滑劑使用也要注重科學性，潤滑劑不足會導致無法發揮潤滑作用，進而影響機械結果運行效果，甚至可能對操作人員造成機械傷害，例如，潤滑不足很容易導致機械部件升溫或磨損，給設備運行埋下隱患；潤滑劑過度使用也可能會導致部件之前操作失控，如操作人員經驗不足的情況下可能會導致事故發生，因此，潤滑劑的使用最好有具備豐富經驗的操作人員執行。

2.3 施工操作技術

首先，滿載下灰車必須及時關閉人孔、上灰管口以及放空球閥等。如下灰車需要長時間停放，盡可能讓車輛后輪離地，否則，空氣潮濕的情況下，可能會導致罐體內部灰料出現板結問題，進而對下灰車輸送能力造成影響。其次，工作壓力也會影響下灰車輸送能力，氣動下灰車在作業前通常都會將工作壓力嚴格控制在0.3MPa以下，帶壓作業過程中要堅決杜絕使用銳器敲擊罐體，同時，要將空壓機轉速嚴格控制在額定轉速范圍內，一旦操作失當就可能導致人員傷亡事故。打開下灰車人孔前，必須提前打開放空球閥泄壓，這樣才能保障安全開啟壓力處在0.35MPa 左右，另外，還需要對安全閥壓力設定值進行定期檢查，保障罐體內部壓力降為零。最后，下灰車在作業過程嚴禁出現的單倉上灰或單倉剩灰現象，否則，很可能導致車輛底盤質量分布出現變化而影響車輛正常性能，另外，罐體加壓時堅決杜絕車輛行駛。利用外接氣源排除罐體內部殘余氣體的情況下，要避免管內物料出現滲入氣化室的情況，以此來避免對操作人員造成傷害。

3 結語

總而言之，針對氣動下灰車相關人員要對其工作原理、輸送能力影響因素等進行充分了解。這樣才能在日常作業過程中及時關注各類影響因素，并采取有效應對措施，進而全面提升下灰車作業效率，也能提升固井作業整體水平。另外，還需要加大對流化裝置、氣固混合裝置的研究，合理提升氣固兩相流平均質量濃度。此外，在特殊作業環境下要采取反復試驗和極端的方式來確定下灰車作業的最佳參數組合，這樣才能讓氣動下灰車的輸送能力達到最佳。