浅析气动下灰车的输送能力及其影响因素

欧阳玉雪

（大庆油田装备制造集团，黑龙江 大庆 163411）

在石油企业各个项目的施工建设过程中，气动下灰车发挥着重要的基础性作用，气动下灰车在作业过程中通常与固定车进行联合使用，这样才能在石油生产作业过程中发挥出其效能，才能够有效提升其输送能力。但是，气动下灰车在实际使用过程中很容易出现受潮、变质、污染等现象。在当前的石油行业中，气动下灰车由于本身重心较低从而得到广泛应用。气动下灰车输送能力会直接影响油田正常生产作业，因此，针对气动下灰车输送能力进行探讨具有重要实践意义。

1 气动下灰车输送能力概述

目前，我国石油行业使用的气动下灰车通常采取的都是气压输送原理来装卸灰料。目前我公司生产气动下灰车主要采取的是卧式结构（见图1），该结构体现出了罐体重心低、装备工艺简单、可靠性强等一些优势。其罐体主要采取双层结构，这样在主车爬坡过程中可以有效避免罐体内部水泥出现大范围流动，从而有效提升车辆整体的稳定性。

图1 气动下灰车罐体结构示意图

下灰车输送能力与气固两相流质量浓度之间存在密切关联。因此，要想进一步提升下灰车输送能力，就必须液态化装置机进行不断更新。气动下灰车的液态化装置主要有滑料板和流化床等。下面重点以我公司生产下灰车为例对液态化装置设计问题进行探讨。

（1）滑料板。在下灰车罐体中滑料板目前采取的对称布置方式，滑料板的主要作用是有效承载罐体内部的粉粒体，保障粉粒体能顺利滑入流化床中，详见图2。滑料板与管壁之间形成一个气室，为保障滑料板上不残留粉粒体，在设计时需要保障滑料板与水平面的夹角超过粉粒体的安息角。根据大量实践经验可知，水泥的安息角为39°。因此，滑料板与水平面夹角β 要略大于安息角，取值应处于40°～42°。滑料板外形尺寸设计可以通过计算求解，也可以利用三维绘图软件放样进行求解。滑料板制作过程中使用4mm 厚钢板，如果面积较大的情况下，可以按照多块拼接方式进行焊接，但需注意拼接缝下部要设置侧板进行支撑，以此避免下灰车在使用中出现滑料板变形问题。

图2 滑料板示意图

（2）流化床结构设计。在下灰车的设计过程中，流化床属于非常关键的一个部件，对下灰车输送能力会直接产生影响。流化床与滑料板、罐体内壁形成一个密闭气室，此外，通过高压气流的作用可以保障流化床上的粉粒体保持悬浮状态，最终形成液态气固两相流，并可以在一定方向上保持流动。其中多孔板可以对液态化元件及物料等形成有效支撑，进而可以使高压气体的均匀穿过。在设计中通常会按照安息角的1/3 来设计多孔板与水平面夹角，但综合下灰车作业过程中地面平整度等因素后，其实际取值会略微大一些，因此多孔板与水平面夹角通常会设置在14°。多孔板的制作使用的是5mm 钢板，孔直径应该设置在20 ～30mm，采取均布方式布置，在设计孔的过程中，要尽可能综合支撑强度、均匀布气、节约钻孔时间等相关因素来合理设置孔的数量和孔距。气体分布板根据下灰车作业需求使用的是耐高温多层尼龙帆布。这种材料具有一定透气阻力，而且其透气阻力会随着气体流速的增加而增加；其次，多层尼龙帆布只允许气体透过，但会截留输送介质，帆布表面平整，很难发生堵塞或磨损等问题，而且材料的化学稳定性和强度完全可以满足下灰车作业需求；最后，多层尼龙帆布表面空隙均匀分布，且具有较高的分散度，粉层厚度不会对其造成较大影响。

2 气动下灰车输送能力影响因素及改进

2.1 操作前检查

气动下灰车作为一种油田专业特种车辆对施工技术及器械要求相对较高，因此，在作业过程中，要对操作人员技能水平、专业知识等进行严格要求。操作前检查则是影响气动下灰车输送能力的一个主要因素。

操作前检查并不仅仅是对车况进行简单检查，要对球阀等是否完好高度关注。作为一种复杂油田设备，气动下灰车各个部件之间联系紧密，尤其是球阀等关键部件会对下灰车作业效果产生直接影响，一旦出现问题必然会导致作业效果无法达到预期，甚至可能导致安全事故。因此，为有效提升下灰车输送能力、保障下灰车作业安全性和稳定性，要对操作前检查问题给予高度关注，通过检查保障各固件得到及时紧固。

2.2 润滑剂使用

油田固井作业主要使用的机械设备有下灰车和固井车，在作业前不仅要对2 台设备车辆、球阀、零部件等进行检查，还要对润滑剂的使用给予高度关注。下灰车是由多种零部件组成的一个复杂结构，且大部分零部件都属于金属材质，要想保障各部件之间能实现顺畅运行，就必须合理使用润滑剂。但润滑剂使用也要注重科学性，润滑剂不足会导致无法发挥润滑作用，进而影响机械结果运行效果，甚至可能对操作人员造成机械伤害，例如，润滑不足很容易导致机械部件升温或磨损，给设备运行埋下隐患；润滑剂过度使用也可能会导致部件之前操作失控，如操作人员经验不足的情况下可能会导致事故发生，因此，润滑剂的使用最好有具备丰富经验的操作人员执行。

2.3 施工操作技术

首先，满载下灰车必须及时关闭人孔、上灰管口以及放空球阀等。如下灰车需要长时间停放，尽可能让车辆后轮离地，否则，空气潮湿的情况下，可能会导致罐体内部灰料出现板结问题，进而对下灰车输送能力造成影响。其次，工作压力也会影响下灰车输送能力，气动下灰车在作业前通常都会将工作压力严格控制在0.3MPa以下，带压作业过程中要坚决杜绝使用锐器敲击罐体，同时，要将空压机转速严格控制在额定转速范围内，一旦操作失当就可能导致人员伤亡事故。打开下灰车人孔前，必须提前打开放空球阀泄压，这样才能保障安全开启压力处在0.35MPa 左右，另外，还需要对安全阀压力设定值进行定期检查，保障罐体内部压力降为零。最后，下灰车在作业过程严禁出现的单仓上灰或单仓剩灰现象，否则，很可能导致车辆底盘质量分布出现变化而影响车辆正常性能，另外，罐体加压时坚决杜绝车辆行驶。利用外接气源排除罐体内部残余气体的情况下，要避免管内物料出现渗入气化室的情况，以此来避免对操作人员造成伤害。

3 结语

总而言之，针对气动下灰车相关人员要对其工作原理、输送能力影响因素等进行充分了解。这样才能在日常作业过程中及时关注各类影响因素，并采取有效应对措施，进而全面提升下灰车作业效率，也能提升固井作业整体水平。另外，还需要加大对流化装置、气固混合装置的研究，合理提升气固两相流平均质量浓度。此外，在特殊作业环境下要采取反复试验和极端的方式来确定下灰车作业的最佳参数组合，这样才能让气动下灰车的输送能力达到最佳。