西部管道甘肅輸油氣分公司

開(kāi)孔機(jī)是用于輸油氣管道施工、搶險(xiǎn)過(guò)程中對(duì)管道進(jìn)行帶壓開(kāi)孔的設(shè)備。針對(duì)目前使用的部分開(kāi)孔設(shè)備存在動(dòng)力單元技術(shù)落后、開(kāi)孔效率低、安全系數(shù)低等問(wèn)題，提出改造設(shè)計(jì)方案，從而優(yōu)化開(kāi)孔設(shè)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(shè)計(jì)

采用美國(guó)T-101b型開(kāi)孔機(jī)對(duì)X60以上鋼級(jí)、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(nèi)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(jī)氣源無(wú)法帶動(dòng)開(kāi)孔機(jī)膛桿旋轉(zhuǎn)。筆者和同事深入研究開(kāi)孔設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理后，將開(kāi)孔機(jī)動(dòng)力源改造為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，取得了較好效果。

2 指標(biāo)對(duì)比

開(kāi)孔機(jī)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(jī)設(shè)備笨重，無(wú)法驅(qū)動(dòng)高鋼級(jí)、大孔徑開(kāi)孔。 改造后動(dòng)力源采用380V-0.75 kW防爆電機(jī)搭配XLD2型擺線(xiàn)針輪減速機(jī)，開(kāi)孔轉(zhuǎn)速32 r/min。

3 改造內(nèi)容

3.1 加工配件

（1）按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)置0.75 kW、 32 r/min防爆立式電動(dòng)機(jī)1臺(tái)。

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

（3）設(shè)計(jì)并加工電機(jī)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(jī)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(xiàn)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(nèi)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(nèi)外軌處于鎖死狀態(tài)以便于開(kāi)孔作業(yè)時(shí)設(shè)備整體安裝。

（6）加工吊耳將其焊接在外軌道側(cè)面，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔機(jī)組裝后利用吊車(chē)在開(kāi)孔部位整體安裝。

3.2 組對(duì)裝配

（1）完成開(kāi)孔機(jī)動(dòng)力源整體改造。將開(kāi)孔機(jī)改造 項(xiàng)目和加工附件以及原開(kāi)孔機(jī)附件進(jìn)行組對(duì)裝配，原則是原開(kāi)孔機(jī)附件全部采用，為開(kāi)孔連接法蘭設(shè)計(jì)并安裝開(kāi)孔機(jī)軌道，以節(jié)約成本。使用電機(jī)減速機(jī)端蓋法蘭與開(kāi)孔機(jī)實(shí)現(xiàn)一次找正連接成功，此裝配方式能很好地消除機(jī)組震動(dòng)。

（2）設(shè)計(jì)制作電控單元。選用380 V防爆電機(jī)，利用搶險(xiǎn)車(chē)發(fā)電機(jī)作為動(dòng)力電源，設(shè)計(jì)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(xiàn)電機(jī)保護(hù)和安全便捷操作。采用航空插頭從開(kāi)孔機(jī)引出電源與電控單元連接，實(shí)現(xiàn)搶險(xiǎn)過(guò)程中的快速安裝。

（3）集裝設(shè)計(jì)。改造完成后將動(dòng)力源與開(kāi)孔機(jī)以及附屬設(shè)備進(jìn)行集裝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)搶險(xiǎn)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(shè)備打壓3 MPa，穩(wěn)壓20 min無(wú)泄漏。使用75 mm筒刀進(jìn)行開(kāi)孔測(cè)試。開(kāi)孔機(jī)安裝時(shí)間20 min，開(kāi)孔時(shí)間25 min。開(kāi)孔過(guò)程中測(cè)試電機(jī)溫度為48 ℃。未出現(xiàn)動(dòng)力不足、卡刀等異�，F(xiàn)象，電機(jī)工作溫度穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)完全符合原開(kāi)孔機(jī)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（表 1）。

第二次試車(chē)為管徑508 mm×12.5 mm、 X65管道，壓力0 MPa，設(shè)備打壓3 MPa，穩(wěn)壓30 min無(wú)泄漏，使用75 mm筒刀開(kāi)孔。開(kāi)孔機(jī)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(xiàn)象（表 2）。

5 結(jié)論

開(kāi)孔機(jī)動(dòng)力源改造電機(jī)選型配置合理，設(shè)計(jì)加工附件措施得當(dāng)。開(kāi)孔機(jī)整機(jī)外形設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)了整機(jī)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(shè)備開(kāi)孔質(zhì)量和安全操作得以全面提升，工作穩(wěn)定、不卡刀，有效縮短了開(kāi)孔時(shí)間，提高改善了開(kāi)孔機(jī)的性能和效率，明顯降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，和采購(gòu)新設(shè)備相比，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

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