套筒式旋转防喷器工作台的研制

黄 琳

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413）

1 概述

目前该项技术在国外比如威德福公司、哈里伯顿公司等，都有比较成熟和配套的装置，一般有3种形式的工作台：一是从地面开始搭建的工作台，采用钢管和卡子配合固定而成，安装部件较多，时间较长，一般在特殊的欠平衡井使用，比如没有环形防喷器等；二是利用环形防喷器安装工作台，威德福是利用一种特殊的固定方式把2个半圆装的平台固定在一起；三是利用旋转防喷器本身来安装工作台，这种工作台的好处是安装不受井口装置的限制，但安装起来比较困难。目前我们研制的套筒式旋转防喷器工作台结构精巧、安装方便，不仅外表美观而且完全能够满足现场要求。

2 套筒式旋转防喷器工作台的组成及原理

该工作台适用于旋转防喷器与环型防喷器直接连接或转换短节高度小于200mm的井口组合。该工作台由4块脚踏板、8根护栏杆、16块护栏板、8套支撑架、8块底挡片、调节梯及相应的连接件构成，见图1。该工作台轴向采用套筒与球形环型防喷器上端盖螺母连接、底挡片与支架底螺纹连接的方式进行固定，径向采用脚踏板与支架、护栏与支架进行固定，脚踏板之间靠螺栓固定，螺栓端部有销孔，防止紧固螺母脱落，护栏之间靠销钉固定，脚踏板与支架之间靠锁紧装置固定，固定方式可靠、安全，整套工作台能够承载500kg以上的重量。

图1 套筒式旋转防喷器工作台结构图

3 主要连接构件设计

3.1 设计原则

总体原则满足便于安装、拆卸、使用安全可靠的条件，为此设计了分体式结构，在保证安全的前提下，各部件结构设计尽量简化，减轻重量，人工即可安装。

3.2 支架总成设计

支撑架总成是只要承载部件，承受脚踏板以及工作人员重量，采用套筒、三角支架和防护接头一体式设计，见图2。根据环型防喷器上端盖螺母外径大小，进行套筒尺寸设计，为了便于安装，套筒与环型防喷器上端盖螺母采用间隙配合，套筒径向尺寸大于螺母10mm，轴向尺寸与螺母同高。三角支架优选了∅42.3mm、壁厚3mm钢管，在保证安全的前提下，三角支架重量最轻,其中竖杆长度与环型防喷器本体高度一致，下端设计为丝扣，与底挡片进行连接，横杆与脚踏板横向尺寸一致，支撑杆与横杆、竖杆45°焊接。防护接头高20mm，优选了∅42.3mm、壁厚3mm钢管，用于与护栏连接。

图2 支架总成结构图

3.3 脚踏板设计

脚踏板是工作台的重要组成部分，是工作人员在井口维护旋转防喷器的平台，要求有较高的强度，表面防滑，同时考虑到安装方便，尺寸尽可能小、重量尽量轻，为此采用了骨架与承载面一体式设计，见图3。在保证人员操作空间的前提下，骨架采用36mm×4mm等边角铁，承载面表面采用8mm钢格网，为了防止与小鼠洞碰撞，设计了小脚踏板总成，缺口尺寸与小鼠洞吻合，实现了防滑、重量轻、便于安装的目的。4块脚踏板彼此之间采用双螺栓固定方式，脚踏板与三脚架之间采用软性连接，确保脚踏板平稳、可靠。

图3 脚踏板结构设计

3.4 护栏设计

护栏由护栏杆与护栏片组成，见图4，起到防坠落作用。其中护栏杆优选为∅42.3mm、壁厚3mm钢管，高度设计为1m，下端插销式设计，可以直接与防护接头连接，并用开口销锁紧，上部120°焊接插筒，用于与护栏片连接。护栏片优选为10mm厚钢板，两侧焊接插筒轴，与护栏杆连接，并用开口销固定。

图4 护栏结构设计

3.5 底挡片设计

为了防止三角架使用过程中发生晃动，设计了底挡片，与三脚架竖杆下端进行连接，并用防松螺母固定，底挡片靠环型防喷器下端面进行限位，从而限制三脚架轴向移动。底挡片优选了10mm厚钢板，为了便于安装，两端设计为环槽型开口，见图5。

图5 底挡片结构设计

3.6 其他附件设计

为了便于工作台的运输及日常管理，设计了一体式集装箱；为了适应不同井架高度，设计了分级连接式附体；为了防止上下工作台坠落，配套了速差自控器。

4 安装流程及现场应用

4.1 安装流程

（1）在环型防喷器上端盖上每隔2个螺母安装1个支撑架，支撑架与螺母之间靠套筒连接，共安装8套支撑架，摆正支撑架位置，使支撑架横杆反向延长线与环型防喷器圆心重合；

（2）安装支撑架底挡片，对支撑架进行限位；

（3）在地面把4块脚踏板用螺栓连接为一体，用钻台气动绞车调至支撑架上方，用连接件把脚踏板总成与8套支撑架进行固定；

（4）根据脚踏板总成高度，确定分节梯数量，安装梯子，使用梯子上方挂钩与脚踏板总成进行固定；

（5）安装旋转防喷器，待旋转防喷器安装好后，安装护栏杆及护栏总成，检查连接件安装是否牢靠，完成旋转防喷器工作台安装。

4.2 现场试验

目前大庆油田使用旋转防喷器井全部应用套筒式旋转防喷器工作台，累计应用35口井，安装/拆卸快捷，与安装脚手架工作台7人6h完成相比，安装套筒式旋转防喷器工作台只需3人0.5h即可完成，减轻了劳动强度，缩短了安装时间，使用安全可靠，符合了井场规格化要求，得到施工井队的一致好评。

5 结论

（1）套筒式旋转防喷器工作台分体式结构设计，安装更加方便、快捷，具有重量轻、便于运输、拆装快等特点。

（2）现场试验表明：套筒式旋转防喷器工作台可减少安装/拆卸工人数量，降低劳动强度，提高作业效率，使用过程中，安全可靠，更加符合HSE要求，已在全油田推广应用。

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