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(yùn)18～21m修井井架的特種車輛。該設(shè)備采用三橋驅(qū)動的越野車底盤，臺上安裝了可以向車后傾翻的背架，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

背架為槽式結(jié)構(gòu)，帶4個(gè)橫向夾緊油缸和1個(gè)縱向調(diào)整油缸，橫向夾緊油缸和縱向調(diào)整油缸在立起井架時(shí)可以沿縱向和橫向調(diào)整井架的位置，以便對正井口。在行車時(shí)，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(shí)慣性沖擊大，安全風(fēng)險(xiǎn)大；二是操作需多人配合，勞動強(qiáng)度較大；三是支腿布置和結(jié)構(gòu)不夠合理，車身穩(wěn)定性不好。

二、技術(shù)改造標(biāo)準(zhǔn)

井架立放車改造采用的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量檢驗(yàn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，由具備生產(chǎn)油田作業(yè)資質(zhì)的廠家對立放井架車進(jìn)行改造。

三、技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)

原車沒有井架收放功能，勞動強(qiáng)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(jī)構(gòu)液壓缸實(shí)現(xiàn)有效地鎖緊，是易發(fā)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(jìn)行技術(shù)改造。

1.加裝井架收放裝置，以防立放井架時(shí)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(zhì)心上方，夾緊力應(yīng)保證井架不會因自重脫開。

(2)收放裝置能實(shí)現(xiàn)自動復(fù)位，即在不夾緊井架時(shí)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(jìn)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(yuǎn)的位置拉向背架。結(jié)構(gòu)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(shí)，通過控制閥口開度的大小實(shí)現(xiàn)限速和節(jié)流調(diào)速的作用。實(shí)際操作時(shí)很不理想，容易出現(xiàn)控制閥開口太大，背架在自重作用下，發(fā)生下行加速現(xiàn)象，或者因突然關(guān)閉控制閥，造成背架慣性沖擊。

圖2

為此在回油路中串聯(lián)平衡閥，不但能鎖緊，還能限速。當(dāng)機(jī)構(gòu)或載荷下降時(shí)，平衡閥內(nèi)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(wěn)定狀態(tài)，保持液壓缸均速運(yùn)動。由于井架回落時(shí)舉升油缸會產(chǎn)生背壓，背壓必須小于系統(tǒng)壓力14M P a。采用外控接法，平衡閥開啟壓力(即上腔進(jìn)油壓力)與背壓沒有關(guān)系，可以盡可能設(shè)置的低一些，在2～7M P a左右。此時(shí)換向閥在中位位置的機(jī)能應(yīng)能保證由變幅缸“下降”扳到“中立”的操作時(shí)，能向形成真空的進(jìn)油口補(bǔ)油。

3.增加2個(gè)前液壓支腿，提高立放井架時(shí)的穩(wěn)定性

原車僅設(shè)計(jì)2個(gè)后支腿，在此基礎(chǔ)上背架車增加2個(gè)前支腿。4個(gè)支腿可調(diào)平車輛，也可解除輪胎負(fù)荷，還能防止車輛傾倒。

由于在背架前端增設(shè)了收放機(jī)構(gòu)，背架重心發(fā)生了上移，需要重新校核縱向穩(wěn)定性，受力如圖3示。

圖3

考慮井架下端未受地面支承力時(shí)極限情況，若縱向不傾翻，應(yīng)滿足條件：aG+cGy＞eQ+dGb。經(jīng)過以上計(jì)算滿足該條件。操作時(shí)應(yīng)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(shí)自動回縮(圖4)

圖4

原車油路中沒有鎖止裝置，現(xiàn)改成在回油路中串聯(lián)液壓鎖。液控單向閥的反向油路只有當(dāng)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(jìn)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(yīng)有的鎖緊作用。液壓鎖閥芯應(yīng)該選用密封性能好的錐芯。

5.對輪胎進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)越野性能

通過加寬輪胎和加大輪胎花紋，增強(qiáng)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(chǎn)。

四、實(shí)施效果

立放井架背車進(jìn)行技術(shù)改造后，完善了設(shè)備功能，消除了安全隱患，降低了職工勞動強(qiáng)度。平均每立放1部作業(yè)井架可節(jié)約30m in以上；原來立放井架不少于7人，現(xiàn)可由3人操作完成，工作效率明顯提高。

[1]魏喜新．液壓技術(shù)手冊[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013.

[2]姚春東．石油礦場機(jī)械[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2012.