手动带压开孔机在油区施工中的应用

手动带压开孔机在油区施工中的应用

孙爱国 1 李强 1 徐希成 1 赵健 1 李祖海 2

1中国石油大港油田公司第六采油厂 061100 河北黄骅； 2中国石油渤海钻探井下技服公司钻修试采作业部 300280 天津

摘要 使用带压开孔机在在用管线上安装旁通管、支管能避免停井放空，减少原油产量损失和环境污染，并能提高施工的安全性。本文主要介绍了带压开孔机的选用、KKJ80型手动开孔机结构、性能，并详尽描述了手动带压开孔机开孔的操作步骤和注意事项，为油区管网相关改造、施工提供了依据。

关键词 旁通管；支管；带压开孔；手动开孔机

前言 油区生产运行过程中，由于生产、工艺条件的变化和需求，经常会有在管道上焊接旁通管、支管、放空管的施工，按照传统的施工方法，必须先进行停产、放空、扫线工作，然后才能进行开孔、接管焊接的操作，给正常生产造成了一定的麻烦。首先，停产会造成油井的停井，使采油时率降低，影响油井的产量，在集油管线上接管时，需对整个采油站甚至几个采油站的油井关井停产，造成很大的产量损失；其次，在管道放空过程中会造成不同程度的环境污染，甚至进一步发生环境治理、赔偿等经济损失；再次，在放空、开孔施焊过程中，存在诸多不安全因素，危机施工人员及管道、油站设施的安全；同时，加大了岗位工人的工作量。

1 带压开孔设备的选择

1.1 对比分析：鉴于此类施工给我们带来的困扰，我们建议采用在国内发展日趋成熟的带压开孔技术，经过调查咨询，有专业施工队伍提供开孔服务，但价格较高，经济性较差，领导决定购置设备，自己进行开孔操作。此类设备一般有三种，包括液动式、电动式、手动式。液动式开孔机运行平稳，安全性高，劳动强度低，可对大管径、大壁厚的管道进行开孔，但价格昂贵；电动式价格较为便宜，但缺乏控制能力，安全性较差；手动式结构紧凑、体积小、重量轻，比较灵活，操作方便，由于手动操作，可平稳运行，保证了安全性，但效率较低，而且开孔直径有限，最大开孔直径140mm，否则开孔困难，劳动强度过大，且会降低安全性。

1.2 使用需求：考虑到我厂最大集油干线管径为273mm，在在用管线上安装直径159mm以上旁通管的可能性很小，管道压力一般在0.3至0.7Mpa之间，通过安全、性能、经济性等多方面的综合对比，决定采购KKJ80型手动开孔机。

1.3手动开孔机结构性能：KKJ80型手动开孔机由三部分组成：主机（图1）、连箱（图2）、开孔刀（图3），其开孔范围直径25—140，钻杆最大行程500mm，钻头进给速度3mm/r，允许瞬时最大扭矩250N.M，适应输送管线的介质压力≤6.4Mpa；适合温度： -20℃～80℃，重量：12kg，完全符合我们的使用要求。

图2 连箱

图3 开孔刀

2 带压开孔操作步骤

2.1 切割下料、预制法兰短节：计算法兰短节应预留的长度，气割下料并在一端制作马鞍口，组对短节、法兰，马鞍口方向应与法兰相邻两个螺丝孔的连线平行，然后进行焊接。

2.2 焊装法兰短节：将法兰短节焊接到在用管道上。

2.3 安装闸板阀：将阀门安装到法兰上，加石棉垫紧固，并全开阀门。

2.4 安装开孔机：将开孔机连箱安装到阀门上，加石棉垫紧固。

2.5 快速进刀：记下机壳上的尺寸刻度，将销子插入螺母压盖与主轴之间，使螺母与钻杆连成一体，实现非负载状态下快速进刀。

2.6 负载开钻：当进刀出现阻力时，表示中心钻已顶到管线外壁，拔掉销子，转动旋杆带动钻头旋转，同时旋转花纹套进刀，旋杆每旋转2圈，轻微旋转花纹套一下。

2.7 钻通管壁：进刀过程中观察标尺，理论上达到计算长度时表明开孔已经完成，但由于误差的存在，需继续进刀，当进刀、旋转无负载时才能确认管壁完全钻通，可停止进刀。

2.8 确认退刀：插入销子后继续下旋，进一步确认无负载，可快速反转退刀，退刀至标记刻度后，关闭阀门。

2.9 完成开孔：打开连箱上的放空阀进行放空后，拆开连箱与阀门的连接，安装法兰，进行后续施工。

3 注意事项

3.1 虽然开孔过程不动火，但焊接过程仍存在复杂的燃、爆危险性，应根据施工区域位置、主管道尺寸和介质等申请相应级别的动火作业票，并排除隐患、制定相应的措施后才能进行施工。

3.2 操作前应仔细检查开孔机各连接部位、密封部位及法兰处的连接，确保连接牢靠，不渗不漏。

3.3 因采用了闸板阀替代了夹板阀，定制钻头时应小于阀门公称直径10mm，便于钻头通过，并在施工前进行预通，确保施工能正常进行。

3.4 马鞍口制备必须左右对称，并尽量减少组对误差，避免钻头跑偏钻开在用管线侧壁，造成事故。

3.5 连接连箱前应在法兰短节内注入黄油或机油，使液面高于主管线上壁，为钻头润滑、降温，保护钻头，对于侧面开孔的情况，可将黄油注入主钻内部，并涂抹中心钻。

3.6 操作动作要平稳，严禁径向晃动开孔机，防止中心轴弯曲或断裂，损坏设备，造成事故，侧面开孔时应用支架支撑主机，防止重力作用对设备的不利影响。

3.7 当手动旋杆不能转动或较为费劲时，不能盲目加力，会造成负荷过大损坏钻头，严重时使钻头断裂，使开孔失败。此时应反转花纹套，上提退刀，然后再行操作。

3.8 开孔机在运输过程中，平稳放置，尽量减小径向载荷，以免造成杆件弯曲而损坏机器。

3.9 正常情况下，每半年或运行500小时后拆卸螺母压盖，对轴承进行更换或添加润滑油脂，卸下填料压盖，检查更换填料，同时在钻杆上涂抹润滑油脂，卸下螺钉和挡圈对螺母套和机壳上的螺纹进行润滑。

4 应用效果

我厂到目前已进行了十余次带压开孔作业，开孔直径分别为40mm、60mm、90mm、140mm，实际开孔时间35分钟至50分钟不等，应用效果良好。由于加强了对钻头的保护，操作平稳，钻头未发生磨损或损坏。经测算，共减少原油损失60余吨；避免了对环境的污染；减轻了岗位工人的劳动强度；避免了停井、放空、扫线的繁琐工序，提高了劳动效率，更为重要的是，保证了施工过程的安全可靠，为油区生产起到了保驾护航的作用。

作者简介：孙爱国 男1968 河北盐山 电焊高级技师 主要从事油区地面工艺改造、维修和培训教学工作