閆世普 劉占勝 付向東 陳松華 向春生

東方地球物理公司塔里木物探處 新疆 巴音郭楞 841000

一、前言

塔里木盆地作為我國石油勘探開發(fā)及西氣東輸、增油增氣的主戰(zhàn)場。隨著勘探市場由常規(guī)地形向特殊復(fù)雜地區(qū)的轉(zhuǎn)變,地震勘探也隨之向縱深方向發(fā)展。由于該施工區(qū)域地質(zhì)地表?xiàng)l件復(fù)雜,為獲得高品質(zhì)的地震資料,車載鉆機(jī)經(jīng)常超負(fù)荷作業(yè),隨之造成鉆機(jī)故障頻發(fā),導(dǎo)致鉆機(jī)保養(yǎng)修理頻次高,勞動強(qiáng)度、難度大,嚴(yán)重制約著施工進(jìn)度。

二、鉆機(jī)泥漿泵缸套拆裝工具的研制

(一)現(xiàn)狀。車載鉆機(jī)是為適應(yīng)復(fù)雜地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探而開發(fā)的一種具有泥漿、空氣和空氣震擊鉆井功能的移動式鉆機(jī)。廣泛應(yīng)用于沙漠、戈壁及山前礫石區(qū)域的地震勘探鉆井工作。在塔里木、克拉瑪依、吐哈、青海、長慶、內(nèi)蒙、華北、東北遼河、等國內(nèi)探區(qū)及非洲、外蒙等國際探區(qū)中都使用著大量的車載鉆機(jī)。

鉆機(jī)和泥漿泵

某型泥漿泵是該類鉆機(jī)的主要部件,在鉆井過程中產(chǎn)生高壓泥漿,并把泥漿從鉆桿中送入井底,通過鉆桿與井壁形成的環(huán)形空間把鉆頭切削下的巖屑及時攜帶至地面,完成鉆井作業(yè)。塔里木探區(qū)屬多沙地層,泥漿泵缸套磨損快,更換頻次高。泥漿泵缸套在鉆井過程中容易磨損,如不及時更換會發(fā)生鉆進(jìn)速度下降、卡鉆、深井施工困難等問題,嚴(yán)重時完全失去鉆井能力,直接影響野外生產(chǎn)的勘探進(jìn)度。

更換泥漿泵缸套常用的方法是：采用隨車工具中的缸套拉力器,操作費(fèi)力耗時,本身也極易損壞。遇到缸套粘連嚴(yán)重時,使用隨車工具則無法拉動,只能依靠手工切割,極易割壞泵頭。安裝缸套時,只能使用大錘。

對近兩年泥漿泵缸套更換情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),采用氧氣乙炔切割拆缸套的比例高達(dá)87%,拆裝缸套平均消耗16小時;同時因切割缸套還易割壞泵頭,泵頭損壞達(dá)5.61%。

(二)確定方案。如何快速拆裝泥漿泵缸套,節(jié)省維修時間,減輕勞動強(qiáng)度,降低維修成本,贏得更多的鉆井時間,已迫在眉睫。經(jīng)過分析評價(jià)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,確定了最佳方案如下：

1.選購合適的液壓千斤頂和手動油泵。

某型泥漿泵缸套與殼體采用的軸為鋼、孔為鑄鐵配合,其缸套壓入殼體壓力的計(jì)算公式：

P—壓入力.KN D－－－包容件外徑mm i－－－實(shí)測配合過盈量mm

d－－－被包容件外徑 L－－－包容件與被包容件的配合長度mm

根據(jù)450 型泥漿泵的參數(shù)D＝230mm(換算后) L＝82mm d＝124mm i＝0.052mm 帶入計(jì)算公式得：

P(缸套壓入力)＝45.22KN

由于拆卸比裝配時壓力大,選增大系數(shù)為1.3,則最終拆卸壓力為： P(缸套拆卸力)＝45.22×1.3＝58.786KN

根據(jù)上面的計(jì)算,選用了型號為RCH302的液壓千斤頂和型號為SYB－1的手動油泵(其產(chǎn)生的頂力為293.4KN)。

三、效果確認(rèn)

1、拆裝缸套時間明顯降低

某型泥漿泵缸套拆裝工具共加工完成三套后,投入到維修中心、2170隊(duì)、2113隊(duì)使用,共拆裝缸套392個,拆裝一組缸套由活動前平均16小時降到2個小時,再沒有發(fā)生因拆裝缸套而損壞泵頭的事情,且省力,省時,操作方便,受到了操作者的好評。

2、經(jīng)濟(jì)效益：

①.減少修理工時費(fèi)5.4880萬元

每臺減少修理時間：(16－2)＝14小時;

修理工時單價(jià)：20元/小時;

已修理更換缸套數(shù)量：196組;

節(jié)省修理工時費(fèi)：14x20x196＝54880元

②.節(jié)省因氣割缸套損壞泵頭費(fèi)用7.14714萬元

節(jié)省泵頭數(shù)量：196x5.61%(個)

泵頭單價(jià)：6500元/個;

節(jié)省材料費(fèi)費(fèi)：(196x5.61%)

x6500＝71471.4元

③.研制開銷支出1.35萬元：

材料采購及加工費(fèi)：4500元/套;

共加工數(shù)量：3套;

研制開銷共計(jì)：4500 x3＝13500元

總經(jīng)濟(jì)效益：

5.4880 ＋7.14714－1.35＝11.28514(萬 元)

3、社會效益

①.某型泥漿泵缸套液壓拆裝專用工具的研制成功,徹底改變了舊的缸套拆裝方法,開創(chuàng)了缸套拆裝方法的先例,此工具的推廣應(yīng)用既可節(jié)省泥漿泵修理時間,又可避免因氣割缸套對泥漿泵泵頭的損壞。在地震隊(duì)現(xiàn)場使用,還可贏得寶貴的實(shí)際打井時間,為野外生產(chǎn)安全高效運(yùn)作奠定了硬件基礎(chǔ)。

②.此類鉆機(jī)是地震采集的重要設(shè)備,據(jù)設(shè)備物資處最新統(tǒng)計(jì),目前東方公司保有量近800臺,按塔里木物探處年均消耗測算,東方公司年需更換缸套2670組(5340個),為此,泥漿泵缸套拆裝專用工具極具推廣價(jià)值。