西部管道甘肅輸油氣分公司

開(kāi)孔機是用于輸油氣管道施工、搶險過(guò)程中對管道進(jìn)行帶壓開(kāi)孔的設備。針對目前使用的部分開(kāi)孔設備存在動(dòng)力單元技術(shù)落后、開(kāi)孔效率低、安全系數低等問(wèn)題，提出改造設計方案，從而優(yōu)化開(kāi)孔設備動(dòng)力源，提高了工作效率，增加了作業(yè)的安全性。

1 改造設計

采用美國T-101b型開(kāi)孔機對X60以上鋼級、壁厚超過(guò)22 mm管道實(shí)施開(kāi)孔作業(yè)，手動(dòng)時(shí)需要至少4人不間斷作業(yè)，才能在2.5 h內完成100 mm開(kāi)孔。使用氣動(dòng)扳手為動(dòng)力源時(shí)， 11P-9.5V5C型空氣壓縮機氣源無(wú)法帶動(dòng)開(kāi)孔機膛桿旋轉。筆者和同事深入研究開(kāi)孔設備結構和工作原理后，將開(kāi)孔機動(dòng)力源改造為電機驅動(dòng)，取得了較好效果。

2 指標對比

開(kāi)孔機原動(dòng)力源為人工手動(dòng)或氣動(dòng)。手動(dòng)開(kāi)孔效率極低，而氣動(dòng)扳手所用動(dòng)力源11P-9.5V5C型空氣壓縮機設備笨重，無(wú)法驅動(dòng)高鋼級、大孔徑開(kāi)孔。 改造后動(dòng)力源采用380V-0.75 kW防爆電機搭配XLD2型擺線(xiàn)針輪減速機，開(kāi)孔轉速32 r/min。

3 改造內容

3.1 加工配件

（1）按技術(shù)標準購置0.75 kW、 32 r/min防爆立式電動(dòng)機1臺。

（2）按選型電機加工聯(lián)軸器1套，以保證電機動(dòng)力能夠傳遞至開(kāi)孔膛桿。

（3）設計并加工電機與進(jìn)給管同步進(jìn)給軌道，以確保開(kāi)孔作業(yè)時(shí)能夠順利進(jìn)刀。

（4）機加工軌道與開(kāi)孔法蘭固定連接件2套，將連接件與軌道焊接，通過(guò)開(kāi)孔法蘭固定連接件實(shí)現軌道在開(kāi)孔時(shí)的正確安裝.

（5）在軌道外軌加工定位片，開(kāi)定位孔，并在內軌開(kāi)同樣大小的定位孔，安裝定位銷(xiāo)，保證在不工作的時(shí)候內外軌處于鎖死狀態(tài)以便于開(kāi)孔作業(yè)時(shí)設備整體安裝。

（6）加工吊耳將其焊接在外軌道側面，可實(shí)現開(kāi)孔機組裝后利用吊車(chē)在開(kāi)孔部位整體安裝。

3.2 組對裝配

（1）完成開(kāi)孔機動(dòng)力源整體改造。將開(kāi)孔機改造 項目和加工附件以及原開(kāi)孔機附件進(jìn)行組對裝配，原則是原開(kāi)孔機附件全部采用，為開(kāi)孔連接法蘭設計并安裝開(kāi)孔機軌道，以節約成本。使用電機減速機端蓋法蘭與開(kāi)孔機實(shí)現一次找正連接成功，此裝配方式能很好地消除機組震動(dòng)。

（2）設計制作電控單元。選用380 V防爆電機，利用搶險車(chē)發(fā)電機作為動(dòng)力電源，設計制作電控單元。電控單元采用交流接觸器、熱繼電器、漏電斷路器及按鈕開(kāi)關(guān)，實(shí)現電機保護和安全便捷操作。采用航空插頭從開(kāi)孔機引出電源與電控單元連接，實(shí)現搶險過(guò)程中的快速安裝。

（3）集裝設計。改造完成后將動(dòng)力源與開(kāi)孔機以及附屬設備進(jìn)行集裝設計，實(shí)現搶險作業(yè)時(shí)的快速裝車(chē)。

4 試車(chē)情況

改 造 完 成 后 第 一 次 試 車(chē) ， 采 用 管 徑Φ 660 mm×22 mm、 X60管道，壓力0 MPa，設備打壓3 MPa，穩壓20 min無(wú)泄漏。使用75 mm筒刀進(jìn)行開(kāi)孔測試。開(kāi)孔機安裝時(shí)間20 min，開(kāi)孔時(shí)間25 min。開(kāi)孔過(guò)程中測試電機溫度為48 ℃。未出現動(dòng)力不足、卡刀等異�，F象，電機工作溫度穩定，各項指標完全符合原開(kāi)孔機各項技術(shù)指標要求和作業(yè)標準（表 1）。

第二次試車(chē)為管徑508 mm×12.5 mm、 X65管道，壓力0 MPa，設備打壓3 MPa，穩壓30 min無(wú)泄漏，使用75 mm筒刀開(kāi)孔。開(kāi)孔機安裝時(shí)間25 min，開(kāi)孔時(shí)間18 min。本次開(kāi)孔作業(yè)用時(shí)短,無(wú)卡刀、打刀等異�，F象（表 2）。

5 結論

開(kāi)孔機動(dòng)力源改造電機選型配置合理，設計加工附件措施得當。開(kāi)孔機整機外形設計合理、實(shí)現了整機集裝化。通過(guò)不同材質(zhì)、厚度的多次開(kāi)孔試車(chē)以及實(shí)際動(dòng)火作業(yè)，證明改造后的開(kāi)孔設備開(kāi)孔質(zhì)量和安全操作得以全面提升，工作穩定、不卡刀，有效縮短了開(kāi)孔時(shí)間，提高改善了開(kāi)孔機的性能和效率，明顯降低了員工勞動(dòng)強度，和采購新設備相比，經(jīng)濟效益可觀(guān)。

作者：鞏國強 1986年生，大學(xué)本科，主要從事管道維搶修和維搶修設備管理工作。