柱塞气举排水采气装置防喷管与焊径法兰的对焊工装

□ 刘永恒 □ 黎 敏 □ 口小琴 □ 章惠中□ 王学峰 □ 黄 慧

长庆油田公司机械制造总厂 西安 710201

1 设计背景

在天然气井生产过程中,地下水会从井壁渗出,流入井筒,从而产生井筒积液,影响气井的正常生产。为确保气井的正常生产,需要将气井中的积液举升到地面排出。对此,使用柱塞气举排水采气装置是一种有效的手段[1-4]。

柱塞气举排水采气装置地面部分的主要零件有防喷管、焊径法兰、接箍等,防喷管与焊径法兰之间采用对焊结构,如图1所示。

防喷管和焊径法兰焊接前,需要对焊接部位划线,然后按线找正,确定好防喷管与焊径法兰之间的位置关系,再点焊。焊接过程费时费力,生产效率也比较低。对此,笔者设计制作了对焊工装,不需要对零件焊接部位进行划线,利用工装直接定位,定位准确,速度快,效率高,保证了防喷管与焊径法兰的对焊质量[5]。

2 工装结构

防喷管与焊径法兰对焊工装结构如图2所示,由转轴、定位杆、芯轴组成。

对焊工装各零件如图3所示。芯轴能够保证防喷管φ63 mm孔与焊径法兰φ63 mm孔在同一轴线上。防喷管与焊径法兰点焊时,会在孔中形成焊缝凸起[6],阻碍防喷管与焊径法兰焊接后从芯轴上顺利上提、抽出、分离,对此,在芯轴上加工有花键和宽度为31 mm的槽,便于拆装。转轴用于穿入防喷管的壁孔,扳动转轴带动防喷管一起转动,并与定位杆一起配合定位,保证防喷管的壁孔和焊径法兰φ25 mm孔之间有确定的相互空间位置关系[7]。

3 对焊过程

将防喷管、焊径法兰,以及对焊工装准备好,进行对焊,对焊过程如下:

(1) 将芯轴置于平板上;

(2) 将焊径法兰套在芯轴上;

(3) 将防喷管装在芯轴上;

(4) 为了保证V形坡口间隙为2 mm,在防喷管与焊径法兰之间放置两根φ2 mm钢丝[8];

(5) 将定位杆插入焊径法兰φ25 mm孔中;

(6) 将转轴穿入防喷管的壁孔中,扳动转轴带动防喷管旋转,使定位杆圆柱面A面与转轴的圆柱面B面靠实;

▲图1 防喷管与焊径法兰对焊结构

(7) 在需要焊接部位点焊三四处。

通过上述七个步骤,完成防喷管与焊径法兰的对焊。对焊完成后,取出定位杆、钢丝、转轴,抽除芯轴,将防喷管与焊径法兰转移至滚轮架上进行焊接,形成连续焊缝[9-10]。

4 结束语

笔者设计制作的防喷管与焊径法兰对焊工装,结构简单,定位准确、可靠,对焊过程方便快速,满足了生产需要,有效解决了生产过程中采用划线对焊方式效率低、劳动强度大的问题,确保了防喷管与焊径法兰的对焊质量,为柱塞气举排水采气装置的大批量生产奠定了良好的基础。

▲图2 防喷管与焊径法兰对焊工装结构▲图3 防喷管与焊径法兰对焊工装零件