牟春書+王洪臣+張吉平+楊濱

摘 要：空氣壓縮機(jī)是鉆井施工現(xiàn)場為動力機(jī)及傳動機(jī)機(jī)提供壓縮空氣的設(shè)備，空氣壓縮機(jī)的運行安全性非常重要。本文針對鉆井現(xiàn)場普遍使用的壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)與活塞式空氣壓縮機(jī)配合使用過程中存在的問題進(jìn)行分析，找出了問題發(fā)生的原因以及提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：空氣壓縮機(jī)；原理；分析；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.116

目前鉆井施工現(xiàn)場30型、32型、45型鉆機(jī)使用的供氣設(shè)備是一臺壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)與一臺活塞式空氣壓縮機(jī)配合使用。鉆機(jī)搬遷安裝后，首先啟動壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)往儲氣罐供氣，儲氣罐氣壓達(dá)到0.6-0.8兆帕?xí)r，啟動柴油機(jī)驅(qū)動聯(lián)動機(jī)（或并車箱）帶動活塞式空氣壓縮機(jī)工作，正常情況下，一臺活塞式空氣壓縮機(jī)供氣，能夠滿足井場設(shè)備用氣需要；在快速鉆進(jìn)、下套管等特殊作業(yè)時，一臺活塞式空氣壓縮機(jī)供氣排量不足，需要另一臺壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)與活塞式空氣壓縮機(jī)配合使用。因活塞式空氣壓縮機(jī)排氣壓力有脈動且不夠穩(wěn)定，產(chǎn)生很大的慣性力，排氣溫度高，而且兩種機(jī)型往儲氣罐內(nèi)輸氣的管線是并聯(lián)在一根總輸氣管線上，壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)排氣管線出口無單項逆止閥，所以部分有脈動的氣體進(jìn)入壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)，從而引起壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)操作面板的P2主管線壓力表頻繁波動，長時間使用會導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)開關(guān)、最小壓力閥和壓力調(diào)節(jié)器失靈，造成壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)無法工作。30型、32型、45型鉆機(jī)機(jī)械傳動的離合機(jī)構(gòu)80%都是靠氣胎離合器離合傳動的，若氣體壓力不足會直接影響氣胎的使用壽命，嚴(yán)重者造成生產(chǎn)安全事故，因此，對壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)與活塞式空氣壓縮機(jī)供氣流程的改進(jìn)非常必要。

1 空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)Ls12-50系列機(jī)組由空壓機(jī)、電動機(jī)、啟動器、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)、氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、儀表板、冷卻器、組合分離器和護(hù)罩組成。

（2）機(jī)體內(nèi)有一對互相嚙合的轉(zhuǎn)子在電動機(jī)的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)不斷穩(wěn)定，無脈動的壓縮空氣。

1.2 活塞式空氣壓縮機(jī)空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）活塞式空氣壓縮機(jī)2V-6.5/12是活塞式往復(fù)空壓機(jī)由主機(jī)冷卻系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、安全閥及控制設(shè)備等組成。

（2）工作時傳動軸通過氣囊驅(qū)動曲軸帶動連桿十字頭及活塞桿，使活塞在空壓機(jī)的氣缸內(nèi)往復(fù)運動，完成吸入，壓縮、排出等過程。該機(jī)功耗偏大，排氣壓力有脈動且不夠穩(wěn)定，產(chǎn)生很大的慣性力，排氣溫度，噪音偏大，震動大。

2 壓縮空氣質(zhì)量分析

（1）活塞式空氣壓縮機(jī)是活塞往復(fù)式空壓機(jī)排氣溫度高，一般機(jī)組自身不設(shè)油氣分離過濾裝置，含油量和含雜質(zhì)量較多，壓縮分出的氣體質(zhì)量差。

（2）壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)排氣溫度低，排出前經(jīng)過分離器過濾，排出的氣體含油量和含雜質(zhì)量低而且無脈動，氣體質(zhì)量好。

3 壓縮機(jī)供氣流程分析

根據(jù)設(shè)備配置，鉆井現(xiàn)場兩種空氣壓縮機(jī)對儲氣罐內(nèi)輸氣的管線是并聯(lián)在一根總輸氣管線上。自動壓縮機(jī)工作時：

①活塞往復(fù)式空壓機(jī)工作輸出的氣壓在進(jìn)入儲氣罐的途中會分流一部分壓力輸入給壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)，從而引起壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)操作面板的P2主管線壓力表頻繁波動，長時間使用會壓力調(diào)節(jié)開關(guān)和壓力調(diào)節(jié)器失靈；

②由于進(jìn)入壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的氣體質(zhì)量太差、含油量和含雜質(zhì)量太高，會對壽力的散熱風(fēng)箱造成內(nèi)部結(jié)垢，散熱不良，還會增加壽力自動排污裝置的負(fù)荷。

③由于進(jìn)入壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的氣壓具有脈沖慣性力，會沖擊最小壓力閥，最小壓力閥損壞后，氣體將進(jìn)入壽力空壓的油氣分離罐繼續(xù)沖擊精分過濾芯，加速精分濾芯的損壞，同時把雜質(zhì)帶入油氣分離罐內(nèi)，導(dǎo)致壽力油使用壽命縮短，減少主機(jī)的使用壽命。

④氣壓還會損壞壽力的壓力控制部件。如：壓力調(diào)節(jié)開關(guān)和壓力調(diào)節(jié)器失靈。

4 改進(jìn)措施

（1）壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的主排氣管線增加一個單向逆止閥，當(dāng)壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)停機(jī)狀態(tài)時可以徹底解決活塞往復(fù)式空壓機(jī)的脈動沖擊（見圖1）。

（2）兩臺空氣壓縮機(jī)進(jìn)入儲氣罐的管線由原來的一根主氣管線分成兩路氣管線進(jìn)入儲氣罐，這樣儲氣罐內(nèi)部的氣體壓力會減緩消除一部分活塞往復(fù)式空壓機(jī)的氣壓脈動力，同時儲氣罐能夠沉淀過濾掉大部分的雜質(zhì)和油污（見圖2）。

（3）把壽力空氣壓縮機(jī)的壓力控制系統(tǒng)的氣壓管線連接在儲氣罐上端部位從而不影響空壓機(jī)的主氣壓與儲氣罐氣壓同步。

5 結(jié)論

通過對鉆井現(xiàn)場壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)與活塞式空氣壓縮機(jī)應(yīng)用分析，找出了原來供氣流程的不足，通過將兩臺壓縮機(jī)進(jìn)入儲氣罐的管線由原來的一根主氣管線分成兩路管線進(jìn)入儲氣罐，壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的主排氣管線增加一個單向逆止閥流程的改進(jìn)，解決了壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)停機(jī)狀態(tài)時自動空壓機(jī)的脈動沖擊，同時把壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的壓力控制系統(tǒng)的氣管線連接在儲氣罐上端部位，而不影響壽力螺桿式空氣壓縮機(jī)的主氣壓與儲氣罐氣壓同步問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]空氣壓縮機(jī)的比較[J/OL].中國空壓機(jī)網(wǎng).2008，01（29）.

[2]壽力LS16-60/75/100系列螺桿壓縮機(jī)操作手冊[S].