立放井架背車的技術改造

劉廣友

(中國石化勝利油田孤東采油廠，山東 東營 257237)

S G5223T LF型井架立放背車是用來立放和搬運18～21m修井井架的特種車輛。該設備采用三橋驅動的越野車底盤，臺上安裝了可以向車后傾翻的背架，其結構如圖1所示。

圖1

背架為槽式結構，帶4個橫向夾緊油缸和1個縱向調整油缸，橫向夾緊油缸和縱向調整油缸在立起井架時可以沿縱向和橫向調整井架的位置，以便對正井口。在行車時，橫向夾緊油缸又可以將井架夾緊固定。

一、存在的問題

一是立、放井架時慣性沖擊大，安全風險大；二是操作需多人配合，勞動強度較大；三是支腿布置和結構不夠合理，車身穩定性不好。

二、技術改造標準

井架立放車改造采用的標準為S Y/T5139-2008，適用于油氣田專用的18～21m采油井架試油、撈油、修井用立放井架車的設計、制造和質量檢驗。按此標準，由具備生產油田作業資質的廠家對立放井架車進行改造。

三、技術改造方案設計

原車沒有井架收放功能，勞動強度大，安全性低。手動操作換向閥的閥芯與閥體之間多采用間隙密封，在其自身重力及井架載荷重力的雙重作用下，高壓油液常會通過換向閥閥芯與閥體之間的間隙泄漏，不能對各機構液壓缸實現有效地鎖緊，是易發生井架下降、變幅速度不可控、支腿下沉或回縮的主要原因。為此，對原有的井架立放背車進行技術改造。

1.加裝井架收放裝置，以防立放井架時井架與背車自動脫離

(1)收放裝置夾緊位置必須位于井架質心上方，夾緊力應保證井架不會因自重脫開。

(2)收放裝置能實現自動復位，即在不夾緊井架時能緊靠在背架上，防止前后擺動，避免超高超寬。

(3)工作順序：液壓油進入鎖緊油缸伸出鎖銷后，由收放液壓缸活塞桿開始慢慢拉動井架靠近背架，橫向液壓油缸夾緊井架，變幅油缸變幅到行駛位置，縱向伸縮缸活塞桿推動井架到背架的中央位置；松開后收回鎖止油缸，迅速脫開井架，然后再縮回收放油缸，直至靠到背架上為止。立井架的動作相反。

(4)收放缸活塞有足夠的行程，保證井架能從較遠的位置拉向背架。結構示意圖見圖2。

2.變幅液壓缸增加平衡閥，自動控制變幅速度

原車采用手動換向閥限速，手動換向閥在換向的同時，通過控制閥口開度的大小實現限速和節流調速的作用。實際操作時很不理想，容易出現控制閥開口太大，背架在自重作用下，發生下行加速現象，或者因突然關閉控制閥，造成背架慣性沖擊。

圖2

為此在回油路中串聯平衡閥，不但能鎖緊，還能限速。當機構或載荷下降時，平衡閥內的順序閥能借助閥芯的平衡作用，使液壓缸的回油流量保持穩定狀態，保持液壓缸均速運動。由于井架回落時舉升油缸會產生背壓，背壓必須小于系統壓力14M P a。采用外控接法，平衡閥開啟壓力(即上腔進油壓力)與背壓沒有關系，可以盡可能設置的低一些，在2～7M P a左右。此時換向閥在中位位置的機能應能保證由變幅缸“下降”扳到“中立”的操作時，能向形成真空的進油口補油。

3.增加2個前液壓支腿，提高立放井架時的穩定性

原車僅設計2個后支腿，在此基礎上背架車增加2個前支腿。4個支腿可調平車輛，也可解除輪胎負荷，還能防止車輛傾倒。

由于在背架前端增設了收放機構，背架重心發生了上移，需要重新校核縱向穩定性，受力如圖3示。

圖3

考慮井架下端未受地面支承力時極限情況，若縱向不傾翻，應滿足條件：aG+cGy＞eQ+dGb。經過以上計算滿足該條件。操作時應盡可能讓井架先著地，避開上述情況，確保安全。

4.液壓支腿增加雙向鎖止閥，防止車輛行駛中自行下落和支起時自動回縮(圖4)

圖4

原車油路中沒有鎖止裝置，現改成在回油路中串聯液壓鎖。液控單向閥的反向油路只有當其控制油路輸入一定壓力油液之后才可能連通。將液壓鎖反向串接在液壓缸的回油路中，并將其控制油路與液壓缸的進油路相連，就能使回油路因控制油路無壓力油作用而切斷，對支腿液壓缸起到應有的鎖緊作用。液壓鎖閥芯應該選用密封性能好的錐芯。

5.對輪胎進行改進，增強越野性能

通過加寬輪胎和加大輪胎花紋，增強輪胎的附著力，提高車輛越野通過性能，確保雨雪天氣安全生產。

四、實施效果

立放井架背車進行技術改造后，完善了設備功能，消除了安全隱患，降低了職工勞動強度。平均每立放1部作業井架可節約30m in以上；原來立放井架不少于7人，現可由3人操作完成，工作效率明顯提高。

[1]魏喜新．液壓技術手冊[M]．上海：上?？茖W技術出版社，2013.

[2]姚春東．石油礦場機械[M]．北京：石油工業出版社，2012.