黃 琳

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院,黑龍江大慶163413）

1 概述

目前該項技術(shù)在國外比如威德福公司、哈里伯頓公司等，都有比較成熟和配套的裝置，一般有3種形式的工作臺：一是從地面開始搭建的工作臺，采用鋼管和卡子配合固定而成，安裝部件較多，時間較長，一般在特殊的欠平衡井使用，比如沒有環(huán)形防噴器等；二是利用環(huán)形防噴器安裝工作臺，威德福是利用一種特殊的固定方式把2個半圓裝的平臺固定在一起；三是利用旋轉(zhuǎn)防噴器本身來安裝工作臺，這種工作臺的好處是安裝不受井口裝置的限制，但安裝起來比較困難。目前我們研制的套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺結(jié)構(gòu)精巧、安裝方便，不僅外表美觀而且完全能夠滿足現(xiàn)場要求。

2 套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺的組成及原理

該工作臺適用于旋轉(zhuǎn)防噴器與環(huán)型防噴器直接連接或轉(zhuǎn)換短節(jié)高度小于200mm的井口組合。該工作臺由4塊腳踏板、8根護欄桿、16塊護欄板、8套支撐架、8塊底擋片、調(diào)節(jié)梯及相應(yīng)的連接件構(gòu)成，見圖1。該工作臺軸向采用套筒與球形環(huán)型防噴器上端蓋螺母連接、底擋片與支架底螺紋連接的方式進行固定，徑向采用腳踏板與支架、護欄與支架進行固定，腳踏板之間靠螺栓固定，螺栓端部有銷孔，防止緊固螺母脫落，護欄之間靠銷釘固定，腳踏板與支架之間靠鎖緊裝置固定，固定方式可靠、安全，整套工作臺能夠承載500kg以上的重量。

圖1 套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺結(jié)構(gòu)圖

3 主要連接構(gòu)件設(shè)計

3.1 設(shè)計原則

總體原則滿足便于安裝、拆卸、使用安全可靠的條件，為此設(shè)計了分體式結(jié)構(gòu)，在保證安全的前提下，各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計盡量簡化，減輕重量，人工即可安裝。

3.2 支架總成設(shè)計

支撐架總成是只要承載部件，承受腳踏板以及工作人員重量，采用套筒、三角支架和防護接頭一體式設(shè)計，見圖2。根據(jù)環(huán)型防噴器上端蓋螺母外徑大小，進行套筒尺寸設(shè)計，為了便于安裝，套筒與環(huán)型防噴器上端蓋螺母采用間隙配合，套筒徑向尺寸大于螺母10mm，軸向尺寸與螺母同高。三角支架優(yōu)選了?42.3mm、壁厚3mm鋼管，在保證安全的前提下，三角支架重量最輕,其中豎桿長度與環(huán)型防噴器本體高度一致，下端設(shè)計為絲扣，與底擋片進行連接，橫桿與腳踏板橫向尺寸一致，支撐桿與橫桿、豎桿45°焊接。防護接頭高20mm，優(yōu)選了?42.3mm、壁厚3mm鋼管，用于與護欄連接。

圖2 支架總成結(jié)構(gòu)圖

3.3 腳踏板設(shè)計

腳踏板是工作臺的重要組成部分，是工作人員在井口維護旋轉(zhuǎn)防噴器的平臺，要求有較高的強度，表面防滑，同時考慮到安裝方便，尺寸盡可能小、重量盡量輕，為此采用了骨架與承載面一體式設(shè)計，見圖3。在保證人員操作空間的前提下，骨架采用36mm×4mm等邊角鐵，承載面表面采用8mm鋼格網(wǎng)，為了防止與小鼠洞碰撞，設(shè)計了小腳踏板總成，缺口尺寸與小鼠洞吻合，實現(xiàn)了防滑、重量輕、便于安裝的目的。4塊腳踏板彼此之間采用雙螺栓固定方式，腳踏板與三腳架之間采用軟性連接，確保腳踏板平穩(wěn)、可靠。

圖3 腳踏板結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.4 護欄設(shè)計

護欄由護欄桿與護欄片組成，見圖4，起到防墜落作用。其中護欄桿優(yōu)選為?42.3mm、壁厚3mm鋼管，高度設(shè)計為1m，下端插銷式設(shè)計，可以直接與防護接頭連接，并用開口銷鎖緊，上部120°焊接插筒，用于與護欄片連接。護欄片優(yōu)選為10mm厚鋼板，兩側(cè)焊接插筒軸，與護欄桿連接，并用開口銷固定。

圖4 護欄結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.5 底擋片設(shè)計

為了防止三角架使用過程中發(fā)生晃動，設(shè)計了底擋片，與三腳架豎桿下端進行連接，并用防松螺母固定，底擋片靠環(huán)型防噴器下端面進行限位，從而限制三腳架軸向移動。底擋片優(yōu)選了10mm厚鋼板，為了便于安裝，兩端設(shè)計為環(huán)槽型開口，見圖5。

圖5 底擋片結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.6 其他附件設(shè)計

為了便于工作臺的運輸及日常管理，設(shè)計了一體式集裝箱；為了適應(yīng)不同井架高度，設(shè)計了分級連接式附體；為了防止上下工作臺墜落，配套了速差自控器。

4 安裝流程及現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 安裝流程

（1）在環(huán)型防噴器上端蓋上每隔2個螺母安裝1個支撐架，支撐架與螺母之間靠套筒連接，共安裝8套支撐架，擺正支撐架位置，使支撐架橫桿反向延長線與環(huán)型防噴器圓心重合；

（2）安裝支撐架底擋片，對支撐架進行限位；

（3）在地面把4塊腳踏板用螺栓連接為一體，用鉆臺氣動絞車調(diào)至支撐架上方，用連接件把腳踏板總成與8套支撐架進行固定；

（4）根據(jù)腳踏板總成高度，確定分節(jié)梯數(shù)量，安裝梯子，使用梯子上方掛鉤與腳踏板總成進行固定；

（5）安裝旋轉(zhuǎn)防噴器，待旋轉(zhuǎn)防噴器安裝好后，安裝護欄桿及護欄總成，檢查連接件安裝是否牢靠，完成旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺安裝。

4.2 現(xiàn)場試驗

目前大慶油田使用旋轉(zhuǎn)防噴器井全部應(yīng)用套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺，累計應(yīng)用35口井，安裝/拆卸快捷，與安裝腳手架工作臺7人6h完成相比，安裝套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺只需3人0.5h即可完成，減輕了勞動強度，縮短了安裝時間，使用安全可靠，符合了井場規(guī)格化要求，得到施工井隊的一致好評。

5 結(jié)論

（1）套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝更加方便、快捷，具有重量輕、便于運輸、拆裝快等特點。

（2）現(xiàn)場試驗表明：套筒式旋轉(zhuǎn)防噴器工作臺可減少安裝/拆卸工人數(shù)量，降低勞動強度，提高作業(yè)效率，使用過程中，安全可靠，更加符合HSE要求，已在全油田推廣應(yīng)用。

[1] 劉忠懷，唐建平.旋轉(zhuǎn)防噴器試驗臺架的研制[J].石油礦場機械，2007(12).

[2] 張東鵬，裴學(xué)良.國內(nèi)井控新技術(shù)和新設(shè)備及其研究方向[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008(8).

[3] 竇金永，韓玉安.國內(nèi)氣體鉆井設(shè)備現(xiàn)狀[J].西部探礦工程，2010(12).

[4] 張慧.國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)防噴器的探索研究[J].機械研究與應(yīng)用，2011(3).

[5] 曹月臣.旋轉(zhuǎn)環(huán)形防噴器結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用[J].石油礦場機械，2013(7).

[6]Lyons，W.C.等.空氣和氣體鉆井手冊[M].曾義金,等譯.中國石化出版社，2006.

[7] 周英操，翟洪軍.欠平衡鉆井技術(shù)與應(yīng)用[M].石油工業(yè)出版社，2003.