西部管道甘肅輸油氣分公司

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

1 改造設(shè)計

采用美國T-101b型開孔機對X60以上鋼級、壁厚超過22 mm管道實施開孔作業(yè)，手動時需要至少4人不間斷作業(yè)，才能在2.5 h內(nèi)完成100 mm開孔。使用氣動扳手為動力源時， 11P-9.5V5C型空氣壓縮機氣源無法帶動開孔機膛桿旋轉(zhuǎn)。筆者和同事深入研究開孔設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理后，將開孔機動力源改造為電機驅(qū)動，取得了較好效果。

2 指標(biāo)對比

開孔機原動力源為人工手動或氣動。手動開孔效率極低，而氣動扳手所用動力源11P-9.5V5C型空氣壓縮機設(shè)備笨重，無法驅(qū)動高鋼級、大孔徑開孔。 改造后動力源采用380V-0.75 kW防爆電機搭配XLD2型擺線針輪減速機，開孔轉(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)購置0.75 kW、 32 r/min防爆立式電動機1臺。

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

（3）設(shè)計并加工電機與進給管同步進給軌道，以確保開孔作業(yè)時能夠順利進刀。

（4）機加工軌道與開孔法蘭固定連接件2套，將連接件與軌道焊接，通過開孔法蘭固定連接件實現(xiàn)軌道在開孔時的正確安裝.

（5）在軌道外軌加工定位片，開定位孔，并在內(nèi)軌開同樣大小的定位孔，安裝定位銷，保證在不工作的時候內(nèi)外軌處于鎖死狀態(tài)以便于開孔作業(yè)時設(shè)備整體安裝。

（6）加工吊耳將其焊接在外軌道側(cè)面，可實現(xiàn)開孔機組裝后利用吊車在開孔部位整體安裝。

3.2 組對裝配

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

（2）設(shè)計制作電控單元。選用380 V防爆電機，利用搶險車發(fā)電機作為動力電源，設(shè)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關(guān)，實現(xiàn)電機保護和安全便捷操作。采用航空插頭從開孔機引出電源與電控單元連接，實現(xiàn)搶險過程中的快速安裝。

（3）集裝設(shè)計。改造完成后將動力源與開孔機以及附屬設(shè)備進行集裝設(shè)計，實現(xiàn)搶險作業(yè)時的快速裝車。

4 試車情況

改 造 完 成 后 第 一 次 試 車 ， 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無泄漏。使用75 mm筒刀進行開孔測試。開孔機安裝時間20 min，開孔時間25 min。開孔過程中測試電機溫度為48 ℃。未出現(xiàn)動力不足、卡刀等異常現(xiàn)象，電機工作溫度穩(wěn)定，各項指標(biāo)完全符合原開孔機各項技術(shù)指標(biāo)要求和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（表 1）。

第二次試車為管徑508 mm×12.5 mm、 X65管道，壓力0 MPa，設(shè)備打壓3 MPa，穩(wěn)壓30 min無泄漏，使用75 mm筒刀開孔。開孔機安裝時間25 min，開孔時間18 min。本次開孔作業(yè)用時短,無卡刀、打刀等異常現(xiàn)象（表 2）。

5 結(jié)論

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

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(shè)備管理工作。