斜直井大修機(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂的研制與應(yīng)用

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1、斜直井大修機(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂的研制與應(yīng)用　　［摘　要］　河南油田引進(jìn)的國內(nèi)第一臺斜直井大修機(jī)在大修作業(yè)中存在方鉆桿靠人力裝入轉(zhuǎn)盤，方鉆桿長約9M，重達(dá)800kG；作業(yè)人員在大修機(jī)井架上搬動方鉆桿存在滑倒和高空墜落風(fēng)險。文章分析斜直井大修機(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂的研制背景及主要指標(biāo)，制訂并實施方鉆桿旋轉(zhuǎn)吊臂的研制方案，現(xiàn)場應(yīng)用得到實現(xiàn)和檢驗。　?。坳P(guān)鍵詞］　斜直井；大修機(jī)；旋轉(zhuǎn)吊臂；研制；應(yīng)用；河南油田　?。酆喗椋荨∈Y新宇，中石化河南油田分公司井下作業(yè)處機(jī)械工程師，研究方向：作業(yè)機(jī)應(yīng)用與管理，河南　唐河，473400；何林，河南油田分公司井下作業(yè)處助理機(jī)械師，河南　唐河，473400；唐紅斌，南

2、陽海達(dá)石油工程有限公司，河南　南陽，473132；張濤，河南油田分公司井下作業(yè)處，河南　唐河，473400　?。郏軹E92［］A［］1007-7723（2012）06-0027-0003　　一、斜直井大修機(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂的研制背景及指標(biāo)　　2010年購置的第一臺斜直井大修機(jī)（含轉(zhuǎn)盤）主體部分能滿足簡單斜直井小修，復(fù)雜的斜直井大修因無旋轉(zhuǎn)吊臂，方鉆桿吊裝和就位不可靠，費事費力；用吊車吊裝還受場地的限制?！　⌒敝本笮迿C(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂研制的主要指標(biāo)：（1）旋轉(zhuǎn)吊臂的旋轉(zhuǎn)半徑1.2m、最大起吊重量800kg；（2）斜直井大修機(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂改成后不影響原整機(jī)安全性能?！　《?、方鉆桿旋轉(zhuǎn)吊臂的研制

3、方案　?。ㄒ唬┿@臺上旋轉(zhuǎn)折疊式吊臂　　在鉆臺上，增加旋轉(zhuǎn)折疊式吊臂（見圖1）。　?。ǘ┚苌闲D(zhuǎn)折疊式吊臂　　在井架上增加旋轉(zhuǎn)折疊式吊臂（見圖2）?！　〗Y(jié)構(gòu)組成：由旋轉(zhuǎn)小吊臂（一上一下兩個），旋轉(zhuǎn)臂支座（一上一下兩個），回收液壓缸（一上一下兩個），提升液壓缸（一上一下兩個）或液壓馬達(dá)（兩個）、導(dǎo)向滑輪，銷軸、遠(yuǎn)程控制閥，液壓系統(tǒng)等部件組成。使用時，先通過一上一下兩個旋轉(zhuǎn)小吊臂將方鉆桿提起，然后再用回收液壓缸將方鉆桿吊到井架的方鉆桿支座上方，提升液缸放繩，將方鉆桿放到支座內(nèi)，用蓋板鎖死，方鉆桿就不會移動了。最后再將旋轉(zhuǎn)小吊臂旋轉(zhuǎn)90°，小吊臂與井架在一個軸線方向上，不影響

4、起下鉆桿作業(yè)。需要再用方鉆桿時，反向重復(fù)上述動作。由于旋轉(zhuǎn)小吊臂采用銷軸式固定，路面情況復(fù)雜時，行車可拆掉小吊臂。路面情況較好時，小吊臂轉(zhuǎn)到豎直方向就可以行車，不用拆卸。由于回收方鉆桿采用液壓缸結(jié)構(gòu)，通過液缸行程能夠控制方鉆桿位移尺寸，就位很可靠。采用井架上旋轉(zhuǎn)折疊式吊臂方案能夠很好解決方鉆桿吊裝和就位不可靠，費事費力，省去用吊車吊裝及受場地的限制的弊病。減少方鉆桿拆卸時間，提高作業(yè)效率，增強(qiáng)安全性，降低使用成本，增加效益?！　∪?、井架上折疊式吊臂主要部件選型及校核　　鋼絲繩選用Φ12mm，鋼繩公稱抗拉強(qiáng)度1570Mpa，鋼絲繩最小破斷拉力74.6kN。本案最大提升載荷8

5、kN，故鋼絲繩安全。提升及回收液壓缸選用活塞直徑Φ50mm，活塞桿直徑不小于Φ35mm，液壓缸推力及拉力計算如下：　?。ㄒ唬┮簤焊自O(shè)計計算　　單個起吊裝置的最大提升拉力設(shè)計值為8kN，系統(tǒng)壓力按P=10Mpa設(shè)計，液壓缸筒內(nèi)徑D=32mm，按1.56倍的安全系數(shù)，活塞直徑選用Φ50mm。圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列，按油缸內(nèi)徑系列選D=50mm，液缸活塞桿按如下選擇：　　液壓缸工作壓力與活塞桿直徑：　　液壓缸工作壓力MPa＜55～7＞7推薦活塞桿直徑d=(0.6～0.7)D，系統(tǒng)壓力為10Mpa，選d=　0.7D=0.7×50=35mm，圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列，d=35mm　　液壓缸工作時，活

6、塞桿只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓負(fù)載的強(qiáng)度公式進(jìn)行計算：　　推力F=8000N缸徑D=50mm　　計算得σ=4Mpa,活塞桿材料用45#，材料抗拉強(qiáng)度【σ】=340Mpa,經(jīng)驗算，滿足要求?！　∫簤焊子脽o縫鋼管作缸筒，壁厚按δ=10mm設(shè)計，δ/D=10/50=0.2﹤0.3，按下面公式校核δ0≧2mm。壁厚δ遠(yuǎn)大于理論壁厚δ0?！　　睛摇繛楦淄膊牧系脑S用應(yīng)力，【σ】=σb/n=σp,σb為材料的屈服強(qiáng)度，n為安全系數(shù),一般取n=5，缸筒用無縫鋼管，材料為45#,【σ】=600N/mm2，系統(tǒng)壓力=10Mpa，缸徑D=50mm，經(jīng)驗算，滿足設(shè)計要求?！　。?/p>

7、二）液壓缸最大負(fù)荷計算　　1.液壓缸最大拉力計算　　液壓缸活塞桿收回，有效截面積A=π×(D2－d2)/4=π×(502－352)/4=1000.875mm2，最大拉力F=P×A=10×106×1000.875×10-6=10.875K　　［摘　要］　河南油田引進(jìn)的國內(nèi)第一臺斜直井大修機(jī)在大修作業(yè)中存在方鉆桿靠人力裝入轉(zhuǎn)盤，方鉆桿長約9M，重達(dá)800kG；作業(yè)人員在大修機(jī)井架上搬動方鉆桿存在滑倒和高空墜落風(fēng)險。文章分析斜直井大修機(jī)旋轉(zhuǎn)吊臂的研制背景及主要指標(biāo)，制訂并實施方鉆桿旋轉(zhuǎn)吊臂的研制方案，現(xiàn)場應(yīng)用得到實現(xiàn)和檢驗?！　。坳P(guān)