手动开孔机优化设计在工作中的应用

手动开孔机优化设计在工作中的应用

王钰

国家管网西部管道独山子输油气分公司  新疆 克拉玛依  833600

摘要: 本文对T101B手动开孔机进行了介绍，通过这种设备的开发，能够实现不同管道的快速有效开孔。该方法可以极大地缩短油气管线的开井时间，为油气管线的应急救援赢得宝贵的时间。在此背景下，该文章主要针对优化设计工作进行了分析，并且提出了相应的意见和建议，希望能给有关人员带来帮助和参考。

关键词：手动开孔机；优化设计；应用

引言

该机器是一种便携式的小型旁通式开孔机，主要用于分支线路的旁通，配有压力均衡、释放等通孔。主要适用于不停输送的带压开孔，对管内应力的要求不超过6.4 MPA，气温不高于80摄氏度。由于采用的是机械式钻头，特别适用于对易燃易爆液体和燃气等流体介质进行钻探。

1优化设计背景

中国石油西线公司独山子输油分公司独山子管线维修站是其四大特色维修站之一。主要建设的是抢险示范单位能够有效的对管道进行抢修和检修，并且能够进行工程的施工，属于一体化的专业队伍，承担所辖站的大型维修站及管线的紧急救援工作。独山子维抢修中心承担阿独线、独石化支线等多条管道总计1528km管道B类事件应急抢修工作，负责新疆西部地区乌鲁木齐市发生的一次重大突发事件的紧急救援工作。

2手动开孔机操作程序

2.1 开孔作业

（1）首先拆下2英寸长的短节盖子，并拔掉塞子，试着安装塞子与短节盖子的螺纹，并检查密封条、挡条是否良好；试装完毕，拆下塞子，将短节焊在管道上；（2）用ZG2寸螺纹联接（约6~6.9个螺纹联接）将球阀固定在短接头上；（3）将主送纸套顺时针方向转动，将心轴从机身套中拉出；把φ38.5钻孔钻装到钻孔机轴上，并用半圆形钩子把钻孔钻固定住，接着，将馈送套按反时针方向转动，使心轴返回位置0 （主体套在位置0)；（4）将接头安装在冲孔体套筒上；（5）开启阀门（注意：每次开启或闭合时，应确认开启或闭合位置，以及测得并计算进刀位置：（6）计算出的旅行距离 H=1+2；(7)测量待装上插头后再使用的距离 J；（8）将该耦合器与该球阀相连；（9）安装完毕后，对设备、阀门和焊接接头，在钻孔之前，进行密封试验；（10）开启球形阀门，将钻孔钻机送入钻孔开始的位置，注：当钻孔钻机穿过阀门时，刀具不能碰到阀门和接头的内壁；（11）以顺时针方向旋转切割盘手柄，并以顺时针方向旋转送料套；注意：力道要均衡，二者要相互配合；（12）在管壁上钻孔时，要开启泄放阀，并关闭泄放阀；（13）输送套被输送至规定的位置，就在孔口被贯通之前（H=H1+H2）。

2.2堵孔作业

（1）将喂入套按顺时针方向转动，使心轴从主体套中伸出，安装阻塞杆总成，并用丝阻；再把喂入套反时针转动，把心轴拉回来，把主体套放在0位置上；（2）将连接装置与穿孔机一起安装至球阀；（3）开启球阀，与压力冲孔机的切割手和送料套同时按顺时针方向旋转，将阻塞物送至预先测定的位置，使之闭合。

3T101B手动开孔机存在的问题

3.1占用抢险人手造成人员疲劳

在实践中，最少也要三个人一起协助合作，才能利用凿岩机凿开管子，管子的壁厚不同，凿开管子的时间也不一样。长期的人工协助，会让他们筋疲力尽，必须要有一批人轮换才行，所以这一次的工作，必须要有六个人，才能完成。

3.2人工控制进刀力度，易导致断刀等事故

气压扳手为动力，但必须有两名工人才能握住扳手并操纵它的扭力，由于人为的帮助，会造成力量的不平衡，在开孔时力量的不平衡，很可能会造成卡刀或者刀刃的断裂，最后导致开孔的失败。T101B手动式切割机，使用的是手工旋转滚花轴的手动式切刀。在实际的应急工作中，由于现场的油污，滚花的摩擦阻力很小，使得手动控制的刀片很容易打滑，按照管道的壁厚开孔：通常情况下，一个Φ813管道的壁厚为8.7毫米，通常情况下，管道的直径为1219毫米，壁厚为22毫米，时间较长，增加了工人的工作强度，以及手动旋转的劳累。

3.3产生职业病伤害

手动操作的操作方式，不仅提高了工人的工作强度，提高了工作的危险性，而且还会引起工人的职业性振动损伤。所以，要做一个快捷，简单，方便的助手，如何在不影响设备振动的情况下，有效地降低人力成本，并准确地提供扭矩，确保刀具的安全运行，是独山子检修中心面临的新问题。

独山子大修中心手钻辅助工具的开发和应用，将工作人员由6人减为1人协作，缩短了钻眼的时间，提高了钻眼的工作效率，确保了钻眼的效果，降低了对工作人员的冲击伤害及疲劳。

4T101B手动开孔机优化措施应用

4.1优化手动开孔机的动力源

从原来的手动操作，变成了手动开孔机的动力来源，由人工提供动力改变为由空气源作为动力，这样就能够很好的解放工作人员的工作量，实现了部分的自动控制。试验阶段发现，尽管工作人员的动力问题得到了解决，然而，在气动扳手给力的过程中，会发生振动，这很可能会造成力矩不平衡，从而造成卡刀和断刀的情况，另外，气压扳手在工作时会有很大的震动，如果操作人员长时间按着气压扳手，就会站在管道壁上，对人体造成震动损伤。

4.2优化手动开孔机固定架

本文分析了T101B手摇开孔机与气压扳手结合在一起时所引起的振动的位置及原因，设计了π型的固定架，扳手属于气动扭力，气动能够有效的与手动相结合，风动扳手头部与手钻工具联接，因为，在π型平面上，我们可以将气压扳手嵌入到π型固定架的中央，这样，我们就可以在π型平面上，与气压扭力扳手形成一个 Y型三角形，在π型的另一个平面的支架中能够形成三角形，主要是由于两个短套杆接触到了H型的支架中，运用“三角形稳定”的原理，减小了气缸的震动，把气缸的力矩固定在一个有限的空间内，确保其向手工开孔工具提供的扭矩稳定、恒定，从人力控制的进刀力，到机器控制的进刀力，完全消除了卡刀，断刀现象，提高了钻孔的成功率。此外，还设计了一种 H形的托架，利用托架长杆将另外两个受力的位置分解到闸板阀上，由于采用了气压扭转扳手， pi型固定支架，可减少两个助手，并完全避免了震动对人体造成的损伤。

4.3优化套管设计

设计一套套筒，套筒内部加一圈铜皮，套筒外侧每120°角加一根长螺丝，用螺丝把套筒和手摇钻机的滚花轴紧固在一起，防止套筒滑动。并在丝杠上安装了一个大螺帽，并将其固定在开孔机头的刀柄上，只要有一个工人带着手套，拿着两个螺帽就可以了，也就是可以在气动扭力扳手旋转的时候，缓慢进刀，以及在出现卡刀的时候，快速退刀，精确地控制进刀的力量和进刀的比例，以确保刀片的安全使用。既能防止滑落，又能将原本的顺时针转动的方法，改为按下螺帽，向下加力。

5实施效果和推广价值

重点介绍了在实施该项管理（作业）法之后，你所在的单位出现的明显变化，包括在管理、操作或经济方面的改进。要注意，在上下文中提及的问题得到了解决，并确定了该《管理（操作）法》的推广价值及可操作性。

结束语

对T101B手控打孔机进行了优化设计，可在各种直径管线上进行打孔作业,它的优点是：安装和操作简便、钻孔快速、高效、钻头和套刀的使用寿命长。在管线紧急救援中，可以大幅度缩短开井时间，为救援工作赢得宝贵时间。

参考文献：

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