FS型内装式井口防盗装置的研制

高栋梁，王发元，强蔚民，韩兵奇，张 军

(1.中国石油大学(华东)机电装备教学实习总厂，山东 东营 257061;2.中原油田分公司物资供应处设备科，河南 濮阳 457000)

FS型内装式井口防盗装置的研制

高栋梁1，王发元1，强蔚民2，韩兵奇1，张 军1

(1.中国石油大学(华东)机电装备教学实习总厂，山东 东营 257061;2.中原油田分公司物资供应处设备科，河南 濮阳 457000)

针对目前井口原油频频被盗、采油井口丝堵封堵失效、丝堵拆卸困难、防盗措施差等问题，研制了一种FS型内装式井口防盗装置。本装置含一套内装式丝堵及专用拆装扳手。丝堵采用端部为内圆结构的设计，安装后，与节流器、卡箍头处是平齐的，使用一般工具根本无法拆卸，与之相配套的专用扳手采用横牙卡瓦的形式，在装卸丝堵的过程中，能够顺利咬住丝堵内壁，进行丝堵的拆卸与安装。该装置有效地解决了长期以来油田上所困扰的原油被盗问题，大大降低了生产成本及工人的劳动强度，减少了油井周围的环境污染。

井口防盗;丝堵;专用扳手;卡瓦

采油生产中，丝堵常用作井口装置卡箍头、节流器等处的堵头，也有的用作油管管头的堵漏。目前，井口上常见的丝堵为实心结构，前端为连接螺纹，后端为六方结构，方便装卸。这种丝堵结构简单，便于安装使用。但在实际生产运用中，由于大部分油井都位于荒郊野外及农村附近，不便于管理监控，经常有盗油和偷窃采油井口配件的事件发生。特别是这种丝堵拆卸方便，成为主要的盗油点和盗窃配件。这不仅影响了油田的正常生产，还会由于原油泄漏造成周围环境的污染。为了防止盗窃的发生，往往采用将丝堵直接焊死在管道上，或者是使用电磁的方法安装拆卸丝堵，这给正常的施工带来了极大的困难，大大增加了生产成本，造成了人力和财力的浪费。针对这一情况，设计了一种内装卸防盗丝堵及其专用拆卸扳手。

1 结构与工作原理

1.1 结构组成

本装置由内装式防盗丝堵及其专用卡瓦扳手两部分构成。其结构如图1所示。

专用扳手的安装卡瓦在设计时采用横牙淬火处理［1-2］。使用时，工具可轻松插入防盗丝堵内孔，卡瓦牙顶能咬住内装卸防盗丝堵表面，通过正反转来拆装部件;工具可用手柄直接拧紧，亦可拆开手柄插入加力管或在扭杆四方部用大钳加力装卸，安装、拆卸一次完成。

1.2 工作原理

新型内装卸防盗丝堵的安装和拆卸是通过内装式专用卡瓦扳手上扭杆上面的3个均布的凹槽与带有圆弧面的卡瓦相配合，使卡瓦与防盗丝堵内装孔相咬合，从而使丝堵顺利进行安装和拆卸。

安装和拆卸丝堵时，将专用扳手的头部插入内装卸防盗丝堵后端的内孔，旋转手柄，卡瓦牙凸出(如图2所示)，咬住内装卸防盗丝堵后端的内圆，即可实现防盗丝堵的装卸。

2 主要技术参数

内装卸防盗丝堵、内装卸卡瓦扳手主要技术参数分别见表1和表2。

表1 内装卸防盗丝堵主要技术参数

表2 内装卸卡瓦扳手主要技术参数

3 创新点

3.1 丝堵采用内圆滑面设计、防拆卸

由于采用内圆滑面设计，该产品在安装后其端面与所装零件螺纹端面基本平齐，使用一般的拆装工具很难拆卸此种丝堵。

3.2 丝堵安装面硬度高、拆装可靠、密封性能好［3］

丝堵采用40Cr材料，后端为内圆结构，前端为加厚结构，表面淬火处理，使其硬度可达48～55HRC。在使用内装卸专用扳手拆装时，不易破坏安装面，保证丝堵在反复拆装过程中的使用寿命，并有效防止了管路内带压原油的冲蚀。经试验，确保35 MPa无渗漏。

3.3 扳手携带轻巧方便、适用范围广

该专用工具结构紧凑、小巧，整体重量仅为3.2 kg，携带比较方便，非常适合野外使用;卡瓦的自由伸缩量可用于直径在60～65 mm的管件内拧卡钳，可做内管钳进行使用。

4 使用方法及维护保养

1)丝堵安装。a)将原节流器上使用的丝堵拆下;b)在丝堵外螺纹上涂抹黄油;c)将丝堵先用手拧入节流器进行对扣，对好后将专用扳手插入丝堵内，顺时针旋转直至拧紧为止;d)丝堵拧紧后，打开生产闸门，检查螺纹处是否有渗漏;若无渗漏，安装完成。

2)丝堵拆卸。a)拆卸前，请关闭生产闸门;b)清理丝堵内端面的尘土，以保证专用扳手能够顺利插入;c)将专用扳手插入丝堵内端面，逆时针旋转进行拆卸，如若直接用扳手无法拧动时，可增加加力杆进行拆卸;d)拆卸过程中注意放空。

3)维护保养。a)保持内装卸防盗丝堵上螺纹完好无损;b)使用时应保持内装卸卡瓦扳手卡瓦牙尖利，防止使用时打滑;c)工具使用后应清洗干净，以防生锈;d)使用时工具应避免用力撞击，以防牙顶损伤;e)安装丝堵时，可用加力杆上紧，拧紧力不小于180 kgf。

5 现场使用情况

为了验证新型防盗丝堵的使用性能，先后在胜利石油管理局东辛采油厂采油一矿40-20#、48-12#、77-15#、76-X8#井安装了该装置。经过近一年的现场使用发现:1)安装方便、使用灵活。为防止井口配件及原油被盗，辛40-20#井从前采用焊接的方式进行防盗，每次更换或检修时耗时、费力，不易拆卸;安装本防盗丝堵后，可用专用扳手直接拧紧，无需焊接，安装方便可靠，使用一般工具无法拆卸，并大大降低了工人劳动强度。2)无被盗现象发生。经过近一年的安装和使用，各试验井口安装上防盗丝堵后，再没有发生井口配件及原油被盗的现象发生，防盗效果明显。

6 结论

1)丝堵内凹式设计，端面拧紧后与井口附件平齐。一般的丝堵后端都带有一个便于拆卸的外六方，此防盗丝堵使用一般的拆卸工具根本无法拆卸，必须使用专用的工具进行安装和拆卸。内装卸专用扳手中用于主要拆卸作用的卡瓦，采用横牙设计，属于安装拆卸一体工具。在将防盗丝堵进行安装或拆卸时，无需再用其它辅助工具，就可完成丝堵的安装和拆卸，使用时比较方便。

2)现场应用表明，该防盗丝堵在安装过程中，无需太多辅助工作(例如焊接等)，降低了工人的劳动强度，节约生产成本;同时，丝堵在安装使用过程中，已基本杜绝了井口配件被盗现象的发生，减少了井场的污染，值得推广使用。

［1］顾永泉.机械密封实用技术［M］.东营:石油大学出版社，2001.

［2］机械设计手册编委会.新机械设计手册［M］.北京:机械工业出版社，2008.

［3］万仁溥，罗英俊.采油技术手册［M］.北京:石油工业出版社，1993.

Development of FS Anti-Theft Units Fixing Inner Hole in Well Head

GAO Dong-liang1，WANG Fa-yuan1，QIANG Wei-min2，HAN Bing-qi1，ZHANG Jun1
(1.Mechanical＆ Electrical Equipment Factory，China University of Petroleum(East China)，Dongying 257061，Shandong，China;2.Equipment Supply Office，Zhongyuan Oilfield Company，Puyang 457000，Henan，China)

For the problems of blank plug fixing in well head，such as crud oil stolen，failure about the plug，difficulty in assembling and disassembling the plug，inefficient methods in anti-theft，a FS anti-theft units fixing inner hole in the well head was developed.It included a screw plug and a specific wrench，and the plug was designed for perforated one end which was accordant with one end face of the choke or hub，and it had no way to disassemble the plug with assual tools at all.The related wrench was designed for slips with lateral teeth.And it can seize the inner wall of the hole of the plug smoothly and assembled and disassembled the plug.It solved the problem of the oil stolen after fixing the units，and lowered the production cost and workers’labor capacity，reduced the environmental contamination.

anti-theft in well head;blank plug;specific wrench;slip

TE931

B

1008-9446(2014)03-0009-03

2013-12-02

高栋梁(1984-)，男，山东章丘人，中国石油大学(华东)机电装备教学实习总厂助理工程师，主要从事石油机械产品的设计工作。