石油钻井泵高压闸阀阀位指示器的改进

苏伟 丰光强 白洪书

摘 要：石油钻井泵是整个钻机的心脏，钻井液通过钻井泵形成高压，将钻井产生的岩屑带出地面，并对地层岩石产生一定的破碎作用；但是钻井泵及其附属高压管汇在使用中存在：闸阀开关状态指示不清楚，易误操作，费时费力等现象；该文就上述状况，进行了深入的分析，提出了加装液压远程控制装置的方法，有效地解决了上述问题，并对其优缺点和安全效益进行了评估。通过对石油钻井泥浆泵高压闸阀阀位指示器结构、现场使用出现的安全问题进行分析，并提出改进措施，使操作者更加安全。

关键词：高压明杆闸阀；阀位自动指示器；泵房

中图分类号：TE92 文献标志码：A

0 引言

在石油钻井行业中，石油钻井泵组由2台泵或3台泵组成，相互交替使用或并用，过程中排出空气及检、维修作业时，均要“开关”高压管明杆闸阀，高压管汇的压力等级高，阀位“开关”状态直接关系到操作者的安全；高压管汇闸阀在完全关闭状态下，运行钻井泵，泵压快速上升，会导致泥浆泵出口高压软管蹩压瞬间爆炸，造成人员受伤，在工作中此类事件屡屡发生，鉴于检维修安全的重要性，行业高度重视，相继出台了上锁挂签作业管理程序，并把该重要条款提升到川庆公司“保命”条款中。

明杆闸阀的“开关”状况不清楚，判断不明，就会发生安全责任事故，造成无法挽回的经济损失。为了保障检维修钻井泵作业安全，对钻井泵高压明杆闸阀阀位指示器的显示进行改进，清楚显示钻井泵高压明杆闸阀的“开关”状况，使其指示明确，从而保障人员、设备安全。

1 钻井泥浆泵高压明杆闸阀阀位指示器使用现状

1.1 高压明杆闸闸阀现状

（1）目前石油钻井管汇中使用的闸阀有暗杆阀和明杆阀2种类型，各油田根据各自特点选择使用，新疆油田主要使用暗杆阀，四川油气田则普遍使用明杆阀。由于泥浆泵易损件更换较多，都必须在泵房这个高压区域频繁的开关闸阀，现有的“开关”指示都必须抵近观察，不能满足人员保持安全距离观察的需要，泥浆闸阀的“开关”状态非常重要，其 “开关”错误就有可能造成安全事故，从而产生无法挽回的经济损失。

（2）钻井泵高压管汇所使用的闸阀压力等级都较高；南方油田使用明杆阀较普遍，西北地区油田由于风沙气候原因，沙尘易黏附在明杆闸阀丝杆上，而使用明杆阀较少。

1.2 阀位指示器

（1）方式：共有原厂设计的高压明杆闸闸阀安装设计有阀位指示器，钻井队补充使用悬挂“开关”状态提示牌2种。

（2）作用：在检查确认闸阀开关状态时，通过阀位指示进行确认。

（3）结构：阀位指示装置由护罩和透明塑料防尘罩组成。

1.3 原厂设计阀位指示器缺点

（1）阀位指示装置由护罩和透明塑料防尘罩组成，阀位指示不清晰，确认困难。

（2）原厂设计阀位指示器必须抵近观察，不能满足安全观察的需要。

（3）在使用中，阀杆丝扣需要涂抹润滑脂进行保养，透明塑料变得模糊，看不清里面的“开关”状态。

（4）由于护罩的遮挡，不能远距离观察。

（5）2条观察窗狭窄且有方向性，只有正对时才能勉强观察确认。

（6）2个观察视窗防尘效果不佳。

1.4 悬挂“开关”状态提示牌显示方式缺点

（1）泵房高压管线工作时震动大，牌子容易抖掉滑落。

（2）泵房环境差，泥浆时常弄脏提示牌，看不清提示的内容。

（3）使用清洗机清洁设备时易将提示牌冲掉。

（4）特别是西北方大风吹翻转提示牌。

（5）人員操作有失误，改变了“开关”状态不去翻提示牌或忘记翻转提示牌。

2 使用中的安全问题

下列各种情况都会造成对钻井泵高压闸阀的“开关”状态错误判断，运行钻井泵酿成事故。

（1）夜间作业精力差，视线不好。

（2）麻痹大意。

（3）人员较多时，相互配合不到位，误会别人已“开关”闸阀。

（4）操作后未翻转提示牌。

（5）配合人员安全距离外不能明显地看见高压闸阀的“开关”状态。

（6）现场人员无法监护确认。

（7）以上各种情况是人员使用过程中易发生的错误，也是现有高压明杆闸阀阀位指示器的最大缺陷。

3 技术改进

3.1 改进措施

（1）在钻井泵明杆高压闸阀的护罩顶端中心开一个Φ5 mm圆孔。

（2）在闸阀丝杆中心顶端连接固定一根Φ4 mm长度与钻井泵高压闸阀开关行程相等实心铁杆，从圆孔内穿出。

（3）指示器的顶端加一个直径SΦ8 mm安全塑胶圆球，以丝扣方式连接安装，便于拆卸护罩、保养丝杆和防止人员碰伤。

（4）封闭原护罩两边透明塑料观察窗，防止沙尘的进入。

（5）当泥浆闸阀关闭或开启时，指示杆随着高压闸阀丝杆同时自动下降或上升指示“开关”状态。

3.2 改进后效果

（1）指示更加明确：通过改进能够在“开关”钻井泵明杆高压闸阀的同时，明确指示阀位开度情况。

（2）方便监护：现场人员都能实施监护确认钻井泵高压明杆闸阀的“开关”状态。

（3）使用方便：便于操作人员的安全操作与维护保养。

（4）安全塑胶圆球，防碰效果明显，封闭了的透明塑料观察窗，改变了以前不防沙尘的状况，丝杆清洁润滑效果极佳。

4 实践效果

4.1 改进后的高压明杆阀位指示器具有以下优点

（1）指示杆指示清楚：消除了通过透明塑料模糊不清的状况。

（2）能够实现远距离多角度监护确认：泵房有摄像头的井队，司钻通过摄像头里的视屏，也能掌握钻井泵闸阀“开关”状况，达到监护确认效果。

（3）夜晚光线较弱的情况下也能明确指示。

（4）改变悬挂“开关”提示牌易震动掉落、清洗枪冲刷滑落、泥浆、油污覆盖的状况。

（5）方便操作：实现钻井泵高压闸阀阀位开度自动指示。

（6）封闭护罩两旁透明塑料观察窗，实现防尘防沙，加强了丝杆的润滑，护罩保护丝杆的作用不受影响。

4.2 实施效果

（1）改进后的泵房高压管汇泥浆闸阀指示装置，在使用过程中达到了理想的效果，在开关闸阀的同时，能够指示高压明杆阀位开关程度，指示清楚明了，现场人员在安全距离以外就能检查验证闸阀的“开关”状况，达到多人监护的目的，方便实用，极大地减少由于闸阀“开关”错误带来的隐患或事故，阻断安全事故发生隐患，避免造成人员伤亡、经济损失。

（2）通过改进创造巨大的经济效益：省略翻指示牌与确认步骤，可节约时间1分/次，平均每班2次。每台钻机可节约120分/月；节省开关提示牌成本费用。目前，公司八千钻机机3台，七千钻机22台，七千钻机费用9.6万元/日，加上其他钻机总共50余台，可提高经济效益40多万元/月。

5 结论

改进钻井泵高压管汇闸阀阀位为明杆指示，通过阀位指示杆的明确指示，在使用过程中理想效果明显，现场操作人员都能确认高压明杆闸阀的“开关”状态，达到现场工作人员都能实现监护的目的，方便实用，减少由于闸阀“开关”失误带来的隐患及事故，阻断安全事故发生隐患，避免造成人员伤亡、经济损失。

此项目可在其他施工的高压管汇中进行推广，象钻井节流、压井管汇等井控高压闸阀上，实现现场人员都参与监护确认的目标。

参考文献

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