闫世普 刘占胜 付向东 陈松华 向春生

东方地球物理公司塔里木物探处 新疆 巴音郭楞 841000

一、前言

塔里木盆地作为我国石油勘探开发及西气东输、增油增气的主战场。随着勘探市场由常规地形向特殊复杂地区的转变,地震勘探也随之向纵深方向发展。由于该施工区域地质地表条件复杂,为获得高品质的地震资料,车载钻机经常超负荷作业,随之造成钻机故障频发,导致钻机保养修理频次高,劳动强度、难度大,严重制约着施工进度。

二、钻机泥浆泵缸套拆装工具的研制

(一)现状。车载钻机是为适应复杂地表地质结构勘探而开发的一种具有泥浆、空气和空气震击钻井功能的移动式钻机。广泛应用于沙漠、戈壁及山前砾石区域的地震勘探钻井工作。在塔里木、克拉玛依、吐哈、青海、长庆、内蒙、华北、东北辽河、等国内探区及非洲、外蒙等国际探区中都使用着大量的车载钻机。

钻机和泥浆泵

某型泥浆泵是该类钻机的主要部件,在钻井过程中产生高压泥浆,并把泥浆从钻杆中送入井底,通过钻杆与井壁形成的环形空间把钻头切削下的岩屑及时携带至地面,完成钻井作业。塔里木探区属多沙地层,泥浆泵缸套磨损快,更换频次高。泥浆泵缸套在钻井过程中容易磨损,如不及时更换会发生钻进速度下降、卡钻、深井施工困难等问题,严重时完全失去钻井能力,直接影响野外生产的勘探进度。

更换泥浆泵缸套常用的方法是：采用随车工具中的缸套拉力器,操作费力耗时,本身也极易损坏。遇到缸套粘连严重时,使用随车工具则无法拉动,只能依靠手工切割,极易割坏泵头。安装缸套时,只能使用大锤。

对近两年泥浆泵缸套更换情况进行了统计,采用氧气乙炔切割拆缸套的比例高达87%,拆装缸套平均消耗16小时;同时因切割缸套还易割坏泵头,泵头损坏达5.61%。

(二)确定方案。如何快速拆装泥浆泵缸套,节省维修时间,减轻劳动强度,降低维修成本,赢得更多的钻井时间,已迫在眉睫。经过分析评价及实验验证,确定了最佳方案如下：

1.选购合适的液压千斤顶和手动油泵。

某型泥浆泵缸套与壳体采用的轴为钢、孔为铸铁配合,其缸套压入壳体压力的计算公式：

P—压入力.KN D－－－包容件外径mm i－－－实测配合过盈量mm

d－－－被包容件外径 L－－－包容件与被包容件的配合长度mm

根据450 型泥浆泵的参数D＝230mm(换算后) L＝82mm d＝124mm i＝0.052mm 带入计算公式得：

P(缸套压入力)＝45.22KN

由于拆卸比装配时压力大,选增大系数为1.3,则最终拆卸压力为： P(缸套拆卸力)＝45.22×1.3＝58.786KN

根据上面的计算,选用了型号为RCH302的液压千斤顶和型号为SYB－1的手动油泵(其产生的顶力为293.4KN)。

三、效果确认

1、拆装缸套时间明显降低

某型泥浆泵缸套拆装工具共加工完成三套后,投入到维修中心、2170队、2113队使用,共拆装缸套392个,拆装一组缸套由活动前平均16小时降到2个小时,再没有发生因拆装缸套而损坏泵头的事情,且省力,省时,操作方便,受到了操作者的好评。

2、经济效益：

①.减少修理工时费5.4880万元

每台减少修理时间：(16－2)＝14小时;

修理工时单价：20元/小时;

已修理更换缸套数量：196组;

节省修理工时费：14x20x196＝54880元

②.节省因气割缸套损坏泵头费用7.14714万元

节省泵头数量：196x5.61%(个)

泵头单价：6500元/个;

节省材料费费：(196x5.61%)

x6500＝71471.4元

③.研制开销支出1.35万元：

材料采购及加工费：4500元/套;

共加工数量：3套;

研制开销共计：4500 x3＝13500元

总经济效益：

5.4880 ＋7.14714－1.35＝11.28514(万 元)

3、社会效益

①.某型泥浆泵缸套液压拆装专用工具的研制成功,彻底改变了旧的缸套拆装方法,开创了缸套拆装方法的先例,此工具的推广应用既可节省泥浆泵修理时间,又可避免因气割缸套对泥浆泵泵头的损坏。在地震队现场使用,还可赢得宝贵的实际打井时间,为野外生产安全高效运作奠定了硬件基础。

②.此类钻机是地震采集的重要设备,据设备物资处最新统计,目前东方公司保有量近800台,按塔里木物探处年均消耗测算,东方公司年需更换缸套2670组(5340个),为此,泥浆泵缸套拆装专用工具极具推广价值。