钻井井口上卸扣装置损耗的解决方案

李新跃 池大伟 郭靖 刘昌

摘 要：低油价下的石油市场“冰冻期”，各单位不断寻求挖潜增效的方案。我单位组织召开设备节油降耗研讨会，提出了十大节油降耗措施，其中就包括了通过设备创新发明来减少用电量，从而节约柴油消耗，减少生产成本，提高生产效益这一项。在钻井施工过程中，柴油的消耗是钻井生产成本重要支出，节约柴油消耗是提高钻井生产效益的方法。钻井生产过程中，部分钻井队不使用液气大钳时，动力源电机仍然长时间空运转耗电、耗油，存在浪费的现象，并且，液气大钳的空负荷运转也会各部件的磨损和能耗，缩短使用寿命。本文通过对液气大钳动力源自动启停装置进行分析研究，论述液气大钳自动启停装置的设计方案，阐述了液气大钳自动启停装置的实施过程。笔者认为对设备的研究工作既要在主观上针对设备使用和运行进行分析，还要客观上根据环境和设备的特点及其他要求，进行最合理的剖析，以达到最佳研究成果和目的，最终解决和避免问题的发生。

关键词：液压大钳;自动启停;延长寿命;经济效益;社会效益

通过使用创新发明的液气大钳动力源自动启停装置，实现液气大钳动力源电机的自动启停，当操作液气大钳移送气缸时，会接通动力源电机启动电路，进入运转状态;当超过设定的时间未操作液气大钳时，电机就会自动停止运转，从而减少用电量，从而节约发电机组柴油的消耗量，节省钻井生产成本。伴随着技术的发展，钻井公司对设备管理体制也进行了改革，更加鼓励和支持能源回收利用方面的创新，另外，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位，所以，设备使用实现自动化已势在必行。综上所述，笔者提出推广使用液气大钳动力源自动启停装置。这是实现设备使用自动化的一项举措，其意义十分重大，而且是必要的。

1 液气大钳动力源自动启停装置的原理

在移送气缸的两端进气管路上各安装并联一个三通气开关，并用气管线连接该三通气开关和自动启停装置控制箱的气控开关，控制箱内同时应安装中间继电器和时间继电器，在该装置上应装有启动和停止功能的按钮，并设置自动和手动控制功能。当操作液气大钳操作手柄时，气控开关就会接通动力源电机启动电路，进入运转状态;当超过设定的时间未操作液气大钳时，装置内的时间继电器发挥作用，电机就会自动停止运转从而保证液气大钳在不使用时没有无效运转，减少其液压站各个部件的磨损，降低电能和油料的消耗，延长液气大钳的使用寿命。

2 推广使用液气大钳动力源自动启停装置的必要性

在石油钻修井除起下钻、扩划眼、快速钻进中液气大钳使用比较频繁、使用间隔时间较短外，钻进速度慢的井段接单根少或有些事故或复杂处理过程中液气大钳的使用间隔时间就比较长。但岗位工人在使用液气大钳过程中因忙于其他工作，就疏忽了液气大钳长时间不使用时的停止运转，使其在长时间不使用的时间始终处于运转状态。这既加剧了液气大钳液压站、液压泵、液压管路的磨损，也浪费了其35-55kW的能源损耗，既不利于延长设备的使用时间、更加剧了各成本的损耗带来的损失。

3 液气大钳动力源自动启停装置的实施

准备材料：该自动启停装置主要由三通接头、气管路、控制箱、气控开关、中间继电器、时间继电器、启动按钮、停止按钮组成，

具体实施过程：在原有液气大钳移送气缸前进气缸上加装三通接头，接引一根气管线至自动启停装置控制箱的气控开关上，控制箱内同时配置中间继电器和时间继电器，以及启动和停止按钮，并设置自动和手动控制按钮。当操作液气大钳移送气缸时，气体控制开关就会接通动力源电机启动电路，进入运转状态;当超过设定的时间未操作液气大钳时，电机就會自动停止运转，从而减少用电量和柴油消耗量。

在考虑好设计思路的基础上，我们制作出液气大钳动力源自动启停装置，并在部分井队安装实验，开始边实验表调整。

4 液气大钳动力源的维护保养

液压系统的滤清器根据使用情况，要及时清洗或更换其滤芯，以防滤芯被污物堵塞，影响正常使用。新钳子使用后，一个月就应该换掉液压油，以后每半年换油。在使用过程中，油箱油面不允许低于指示器下限，若低于下限应随时补充，向油箱加油时，应避免其他杂物混入油箱。钳头每次起钻之后用清水洗干净，夏天用压缩空气吹干，冬天蒸气吹干。坡板滚子部分清洗干净后涂一薄层黄油。要求坡板清洁，滚子、销轴转动灵活。每三口井，换齿轮箱机油一次，换变速箱二硫化钼润滑油一次。移送缸，夹紧缸，在每次起下钻完后用清水洗净，活塞杆用棉纱榛干涂一薄层黄油，伸出部分全部收入缸筒内。每趟起下钻后气阀板中要注入50mL清洁机械油润滑气路各元件并防锈。钳牙跟着转，必须换钳牙，更换前先断气。

5 液气大钳动力源自动启停装置的应用情况

首先将旋钮切换到自动档，时间继电器动作时间设置为5min（时间继电器设定时间可由几分钟到几小时），然后操作液气大钳操作手柄，移送气缸进行上卸扣作业，等待5min后一直未再操作使用液气大钳，动力源可实现自动停止。再操作液气大钳时，动力源会重复该启动过程，又能自动启动。当控制系统损坏或需要维修时，可切换到手动档进行操作动力源。该装置设计安全可靠，性能稳定，各部件体积小、重量轻，便于维护，减轻了人员的劳动强度，提高了安全操作水平。

6 使用液气大钳动力源自动启停装置的效益分析

通过对液气大钳动力源自动启停装置的使用，我们可以看到：

经济效益方面：该装置的投入使用，可以改变钻井队不使用液气大钳时，动力源电机仍然长时间空运转耗电的现象，从而节省发电机组的柴油消耗量，具有较好的节约能源、经济环保的效果。动力源电机的功率是37kV，每小时可消耗柴油8140g（发电机组的柴油消耗量为220g/h），每口井运转400h，就是3256kg的柴油，按照每吨柴油5600元计算，可节省18234元，我公司共有40个钻井队，如果都使用该装置，则可以节省729360元，可见具有较大的挖潜增效成果。

社会效益方面：通过液气大钳动力源自动启停装置的使用，可以很大程度的避免由于工作人员忘记或未停动力源检维修液气大钳、或工作中由于各种原因造成的误合开关造成的人身伤害，人员在误合开关后，有一定的装置启动时间而免受伤害，可见，该装置不仅有显著的经济效益，还有一定程度的社会效益。

7 结语

笔者认为今后的研究工作既要强化设备使用和运行控制，又要善于研发综合利用新技术，应根据环境和设备的特点及要求，进行最优化的选择和组合，以达到最佳环境效益和经济效益，促进环境和企业的可持续发展。随着企业的快速发展，节能减排问题越发突出，其重要性已经越来越明显。如何在生产能源的过程中有效地降低能源消耗，实现油气勘探开发领域的节能发展、清洁发展和可持续发展，是使当前急需解决的紧迫问题，以液气大钳动力源自动启停装置作为代表的自动节能技术，为钻井行业带来较大的经济效益、社会效益和环境效益，建议大范围推广。

参考文献：

[1]耿玉广，谷全福，孙连会，王铁峰.远程控制液压油管钳自动上卸扣装置设计[J].机械设计与制造，2015（12）.

作者简介：

李新跃（1982- ），男，汉族，山东鱼台人，钻井柴油机工高级技师，主要从事钻井设备管理工作。