新型采油气树安全带系挂装置研究与应用

杜　江

中国石油西南油气田公司川西北气矿,　四川　江油　621709



新型采油气树安全带系挂装置研究与应用

杜江

中国石油西南油气田公司川西北气矿,四川江油621709

摘要：为解决采油气树维护、测试、安装调试等高处作业无处系挂安全带的生产难题,在满足安全带系挂“高挂低用”使用要求的基础上,参考电力、航运等相关行业类似研究成果和装置,结合川渝地区采油气树结构、规格实际,通过大量现场实验,创新优选、比对设计制作了强度高、质量轻的新型可调式安全带系挂装置。该装置主要由底座、抱箍组件及立杆组成,安装于采油气树阀门联接法兰上,安装、使用、拆卸及运输均较方便。通过在多规格采油气树上的实验可知,该装置能够满足油气生产现场额定压力等级35、70、105、140 MPa,公称通径52、65、78、80、103、180 mm的采油气树的维护、测试、安装调试等高处作业时安全带系挂所需,弥补了行业空白。

关键词：采油气树；可调式；安全带系挂装置；底座；抱箍组件；立杆

0前言

随着油气田勘探、开发的不断深入,试井和井口维护作业已发展成为相对独立的体系。在试井和井口维护等作业过程中,井口作业人员须站在采油气井口的采油气树上进行操作。根据安全要求,井口作业人员必须系挂安全带,但目前的采油气树未设计有可将安全带以“高挂低用”方式进行系挂的装置,井口作业人员身体上方无固定的“着力点”用于系挂安全带,导致作业过程中存在一定安全隐患,安全带系挂成为制约采油气井口试井及井口维护作业安全操作的难题。

为有效预防采油气井口特殊工作场所安全事故的发生,消除安全隐患,确保井口作业人员人身安全,针对井口施工作业时作业人员无法系挂安全带的问题,特研发新型采油气树安全带系挂装置[1-5]。

1基本原理与结构

该装置主要由底座、抱箍组件及立杆组成,安装于采油气井井口装置右翼3#、6#阀和9#、11#阀(或者左翼2#、5#阀和8#、10#阀)的联接法兰上。立杆上焊有挂钩,用于系挂安全带,满足试井和井口维护作业人员安全带系挂的要求。通过现场实验总结得出,底座和抱箍组件宜采用强度较高的钢材,保证其受到坠落的冲击力后不会发生损坏和变形；而立杆则宜采用延伸性较强的钢材,保证其受到坠落的冲击力后不会断裂。安全带系挂装置安装示意图见图1。由图1可见,安全带系挂装置由底座1、抱箍2、抱箍3、立杆4、立杆5、挂钩6和联接节箍7联组成。抱箍2固定在采油气树大四通外侧法兰上,抱箍3固定在采油树同侧小四通外侧法兰上,将立杆4插入抱箍2的底座1内,立杆5穿过抱箍3上的联接节箍7与立杆4联接,用顶丝锁紧,挂钩6焊接在立杆5上。安装好安全带系挂装置后,使用时将安全带系挂在挂钩6上即可实现系挂功能。安全带系挂装置各部件结构见图2～5。

2安全注意事项

新型安全带系挂装置在使用前应进行完好性检查,以保证安全使用[6-8]。安全注意事项如下：

1)安全带挂钩、调节底座、抱箍等焊接接口不能有裂纹、变形、损坏等现象。

2)抱箍、立杆不能有裂纹、变形、损坏等现象。

图1　安全带系挂装置安装示意图

图2　安全带系挂装置中抱箍组件及底座结构图

图3　安全带系挂装置中抱箍结构图

图4　安全带系挂装置中立杆结构图

图5　安全带系挂装置中立杆与挂钩结构图

3)抱箍橡胶衬垫、固定铆钉(螺钉)不能有脱落、松动现象。

4)抱箍活页、销子完好。

5)抱箍固定螺栓、调节底座固定螺栓完好。

6)立杆锁紧螺栓及立杆2与立杆3联接锁销等配件齐全、完好。

3使用方法

新型安全带系挂装置安装使用结构见图6[9],安装使用实例见图7～9。该装置的具体使用方法为：

1)根据井口装置型号选取大小匹配的抱箍,将抱箍1、抱箍2分别套在采油气树大四通、小四通外侧法兰上,适当上紧抱箍固定螺栓,松紧度以抱箍能在法兰上旋转为宜。

2)将立杆1下端插入抱箍1的底座套筒内,并固定。

3)将立杆3下端插入立杆2上端套筒内,上紧联接锁销。

4)将立杆3、立杆2联接件穿过抱箍2上的套筒,用绳子拉起,插入立杆1上端套筒内。

5)根据采油气树情况,适当左右调节底座位置,保持立杆与水平面垂直,然后上紧底座固定螺母、抱箍固定螺栓及所有锁紧螺栓。

6)检查整个装置稳固情况,确认无松动、摇晃等现象后,即可使用。

7)使用时根据作业者的位置高度,将安全带系挂在立杆上适当部位的挂钩上。现场安装时,可根据实际操作高度考虑只装立杆3和立杆1或只装立杆2和立杆1[10-12]。

图6　新型安全带系挂装置安装使用结构图

图7　安全带系挂装置在试井作业中运用

图8　安全带系挂装置在井口维护作业中运用

图9　底座、抱箍及立杆实际安装图

4新型装置的特点及设计亮点

1)结构简单,体积小,方便运输,易于安装。该安全带系挂装置主要由底座、抱箍组件及立杆三大部件构成,无需很大体力搬运、安装、拆卸,且安装人员能很快掌握其使用方法。

2)抱箍下部设计有橡胶衬垫,使用中可有效避免损伤井口装置阀门法兰处防腐涂层。

3)最大限度地利用了采油气井口装置本身的结构,合理使用了井口装置固有阀门之间的法兰联接处作为支撑点,将受力平均分配到阀门上。

4)采用可调节式结构,适应行强：第一,抱箍直径可调,以适应不同公称通径的井口阀门法兰；第二,安装位置可调,抱箍既可单独安装在采气井口装置的左侧或者右侧,也可在井口装置两侧同时安装；第三,立杆高度可调,可根据不同井口装置高度,选择不同长度的立杆组合,组合后可满足不同工况需求；第四,安全带挂钩位置高度可调,以适应不同操作者的身高差异；第五,因抱箍设计宽度大于阀门法兰宽度,上下两个抱箍组件如不在一垂直线上,可有一定的左右调节幅度。

5)强度高、质量轻。底座、抱箍组件应采用强度较高的钢材,保证其受到坠落的冲击力后不会损坏和变形；立杆则采用延伸性较强的钢材,采用多节空心钢管承插式组合结构,保证其受到坠落的冲击力后不会断裂。该装置本体质量较轻,便于在井口装置上的安装、拆卸[13-15]。

6)安全可靠,应用广泛。该装置研发后,先后在60余口不同类型的井口装置成功试用,试井及井口维护作业人员均对该装置表示满意。该装置能够满足油气生产现场额定压力等级35、70、105、140 MPa,公称通径52、65、78、80、103、180 mm的采油气树的维护、测试、安装调试等高处作业时安全带系挂需求。

5实现功能和价值

根据国家对高处作业劳动保护的规定,2 m及2 m以上的高空作业必须穿戴安全带,且必须满足“高挂低用”的使用要求,但目前川渝地区采油气树没有系挂安全带的装置,即使有操作平台,其高度也无法满足“高挂低用”的安全带使用要求。该新型装置为井口作业人员提供了安全带系挂着力点,使用时可根据不同挂靠高度,任意选择合适的挂靠位置,先将本装置固定后再与人体安全带联接,可有效提高和保证使用者的人身安全,满足安全带“高挂低用”的安全要求,成功解决了生产与安全的矛盾[16-21]。

6结论

新型采油气树安全带系挂装置适用于所有井口作业相关的作业过程中,特别是在试井和井口维护等施工作业过程中,既方便井口作业人员的操作,又能确保人员安全,有效解决了现有采油气树安全带无固定“着力点”和井口作业人员存在一定安全隐患的问题,弥补了行业空白。目前,该装置已广泛应用于西南油气田川西北气矿各类油气井试井及井口维护等井口相关作业,对石化行业同类施工安全受控作业具有借鉴和参考价值。

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收稿日期：2016-01-12

作者简介：杜江(1981-)，男，四川南充人，工程师，学士，主要从事油气田开发管理工作。

DOI:10.3969/j.issn.1006-5539.2016.03.011