液压钳配套系统的研制与应用

郭玉山

摘 要：2018年以前我厂作业系统一直使用人力上卸抽油杆螺纹，不仅效率低，工人劳动强度大，而且上扣力道不均，容易造成抽油杆脱扣。为了解决上述问题，我厂在2018年引入了抽油杆液压钳，这种液压钳具有体积小、质量轻、上扣扭矩大，操纵灵活方便和性能安全等特点，可以减轻操作工人的劳动强度，保证上扣质量，减少脱扣现象。

关键词：液压钳 分压系统 扭矩控制阀 固定托盘 提高效率 节约

1、液压钳配套系统的改造和创新

为了保证了质量提高了时效，根据上述问题我们对液压钳系统进行了改造和创新研制，

1.1液压钳分压控制系统

以前修井机只提供一套液压钳供压系统，起下抽油杆和油管交替作业过程中，要来回拆卸两台液压钳的液压管线进行调换，费时费力，并且每次更换还要浪费一定数量的液压油，为此我们计划将液压钳供油系统进行分供改造。

1.1.1工作原理：分供液压系统通过两个液控分压阀和四个截止阀进行控制液压油的流向和流量，在不改变原有液压钳安全性能和动力的前提下，实现两台液压钳分流供压。

1.1.2结构组成：整个系统由若干根硬管线、管接、两个液控分压阀和四个截止阀串联组成了两个独立的回路系统，一路为油管液压钳提供动力，另一路为抽油杆液压钳提供动力。工作时通过开、关两组截止阀即可单独使其中一路工作。

1.2 液压钳固定托盘

以前搬迁时，需要来回吊装液压钳，拆卸液压管线，不仅费时费力，每次拆卸液压管线不仅是对管线的一种损伤，同时还要损失一定量的液压油，为此，我们设计了一种装液压钳固定托盘，用以固定抽油杆液压钳和油管液压钳，实现不拆卸管线即可整体搬迁。

液压钳固定托盘是由钢板，拉筋、圆柱管焊接组成，是在井架车大梁基础后侧安装一个比液压钳体积稍大的钢板平台支架，支架两边分别安装一根柱状管。搬迁之前，将液压钳放在钢板平台支架上，转动液压钳主钳齿轮，使其抱在支架中心柱状管上用以固定，使用时用绞车通过吊绳将液压钳吊起，即可操作使用。 达到不用拆卸整体搬迁的效果

1.3抽油杆液压钳扭矩控制阀

抽油杆液压钳在使用过程中，如果操作不当扭距过大，极易造成抽油杆螺纹损坏或本体损伤导致抽油杆断裂，造成管材的浪费的同时极易造成质量返工，为此我们设计了抽油杆液压钳扭矩控制阀。

1.3.1工作原理：由于抽油杆液压钳输出扭矩的大小是由液压马达进出口的压力差决定的，因此抽油杆液压钳扭矩控制阀是通过控制液压钳马达进油口与出油口之间的压力差来控制螺纹上的扭矩。

1.3.2结构组成：抽油杆液压钳扭矩控制阀主要有固定孔、背钳油孔和导向阀调整螺钉等组成。通过控制液压钳马达进油口与出油口之间的压力差来控制螺纹上的扭距，当该压力差值超过规定值时，扭矩控制阀开始溢流，使压力恢复到规定值，从而保证上紧螺纹的扭矩不超过规定值当液压钳卸扣时，液压马达的进油口变为出油口，压力方向与扭矩控制阀的预留方向相反，该阀失去作用，液压源有多大压力就是多大扭距，先导式结构，压力调整范围大，压力损失小，启闭特性好，其最大扭距值恒定。

2.现场应用

2018年初，我们在华联大修厂陆续对我厂作业系统15支小修队的修井机改造液压钳配套系统，对液压钳供压系统进行了分改造，并在修井机后桥上焊制了液压钳托盘，为每台抽油杆液压钳安装了扭矩控制阀。

为了掌握油油杆液压钳对修井时效的影响，我们绘制了起抽油杆生产时效对比图表，从此图可以直观地反映出，抽油杆液压钳的推广使用使得起下抽油杆速度提高了1倍，大大降低了作业工人的劳动强度，提高了生产时效。

4、经济效益

1、以我厂油井平均单井100根抽油杆为基数，单井作业该工序提高时效1小时。以2011版《辽河油田小修作业工程计价标准》中21-1项（生产时效317元/小时）计算，我厂小修队2017年施工3000余井次，该工序提高生产时效创效：3000井次*317元/小时=95.10万元。

2、对液压钳供油系统进行油压分供系统改造之后，平均每井次减少更换液压钳次数为3次，减少更换液压管线时液压油漏失量2升，按我厂2018年15支小修队修井工作量3000余井次计算，累计节省液压油6000升，按每升液压油10元计算，每年约节约油耗6万元。

3、研制液压钳整体搬迁支架后，单井装卸液压钳一项就提高时效10分钟，以2018年在我厂15台修井机完成小修生产任务3000井次计算，合计提高时效：3000井*10分钟/60=500小时，以2011版《辽河油田小修作业工程计价标准》中21-1项（生产时效317元/小时）计算，提高生产时效创效：500小时*317元/小时=15.85万元。

5、社会效益

抽油杆液压钳的引进和改进创新以后，进一步推进了锦州采油厂作业机械化的进程，提高了小修作业的生产时效和修井质量，降低了作业工人的劳动强度，改善了作业工的工作条件，为我厂修井作业健康发展创造了有利的条件。该成果适用于整个油田小修作业行业，具有很高的推广价值。

6、结论

1、抽油杆液压钳提高了生产效率，降低了作业工人的劳动强度，提高修井质量，为油田开采节省了许多费用。

2、对液压钳供压系统和安装固定支架的改造和创新，以最小的成本实现了最大的效益化。

3、抽油桿液压钳扭矩控制阀操作简便，只需按标准扭矩调整好压力，上卸螺纹时不需要任何调整即可达到规定标准扭矩，降低了抽油杆的损坏率