由壬鉗的研制及應(yīng)用

宋輝輝

摘 要：針對(duì)由壬使用過(guò)程中存在的容易造成人身傷害及設(shè)備損壞的問(wèn)題，研制了由壬鉗；該由壬鉗主要由由壬鉗頭及把手組成，使用方便，可滿足現(xiàn)場(chǎng)上、卸由壬的需要，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)及常用方式的要求；經(jīng)過(guò)多次的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：由壬；可行性；標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)用

引言

由壬是一種能方便安裝拆卸的常用管道連接件，在石油修井、鉆井及儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用，使用由壬連接時(shí)常用大錘錘擊其側(cè)翼，使由壬擠緊，但由于由壬的側(cè)翼較?。?0mm以內(nèi)），這樣操作存在大錘錘擊傷人及使用大錘的工人自己受傷的可能，同時(shí)管路上的壓力表等易損件也容易受到破壞，為此研制了由壬鉗。

1技術(shù)分析

1.1可行性分析

3 1/2油管的最大上扣扭矩可達(dá)5.5 ，人工使用管鉗進(jìn)行上、卸扣時(shí)可滿足要求，因此認(rèn)為人工使用類似管鉗的工具可達(dá)到5.5 的扭矩。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/3287-2001及SH/H3424-2011的規(guī)定[1.2]，由壬的安裝扭矩大于等于203 即可滿足要求，因此，設(shè)計(jì)由壬鉗可達(dá)到扭矩要求。另外，根據(jù)常用人工錘擊方式可滿足由壬的使用，可計(jì)算大錘錘擊由壬側(cè)翼時(shí)的扭矩看是否可滿足需要。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及工人的操作情況，可對(duì)沖擊扭矩計(jì)算如下：

（1）錘頭的下落高度

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工人操作過(guò)程，可以估算出大錘從最高點(diǎn)至接觸點(diǎn)的垂直距離H。人體高度h1：1700mm；手臂長(zhǎng)度h2：500mm；錘子手柄握錘處至錘頭高度h3：300mm；由壬側(cè)翼?yè)?jù)地面高度：300mm-1000mm不等，取最小值300mm；錘子的下落高度為：H=h1+h2+h3-h4=2200mm。

（2）錘頭與由壬側(cè)翼撞擊前的速度

錘頭下落過(guò)程中，工人對(duì)錘頭施加的力及空氣的阻力相對(duì)于錘頭的重力來(lái)講可以忽略，因此可將錘頭的下落過(guò)程簡(jiǎn)化為自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在錘頭接觸由壬側(cè)翼時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理 ，可計(jì)算其速度為：

（3）錘頭沖擊力

根據(jù)調(diào)研，現(xiàn)場(chǎng)常用的錘頭重量為4.5kg；錘頭在自由落體后接觸到由壬側(cè)翼，將迅速減速為零，這一過(guò)程遵循動(dòng)量定理 （碰撞時(shí)間t一般為毫秒級(jí)別，取0.002s[3]），可計(jì)算錘頭沖擊力為：

由壬常用的規(guī)格最大為100mm，因此錘擊時(shí)由壬擠緊扭矩為：

即便考慮計(jì)算的不準(zhǔn)確性，增加2-3的系數(shù)，錘擊時(shí)由壬的擠緊扭矩最大也就達(dá)2.1 。通過(guò)上述計(jì)算及分析可以看出，可以設(shè)計(jì)由壬鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)由壬的擠緊。

1.2結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)原理

如圖1所示，由壬鉗主要由由壬鉗頭、把手兩部分組成，其中由壬鉗頭上有兩個(gè)孔和由壬的側(cè)翼配合，由壬鉗頭和把手間可通過(guò)銷孔進(jìn)行固定，使用時(shí)先把由壬鉗頭放到由壬上，再將把手插到由壬鉗頭上通過(guò)銷軸固定即可。

1、由壬鉗頭；2、把手

圖1：由壬鉗結(jié)構(gòu)示意圖

1.3主要技術(shù)參數(shù)

由壬鉗頭規(guī)格：25mm、50mm、75mm、100mm把手長(zhǎng)度：800mm、1000mm、1200mm

2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

為了研制由壬鉗的性能，分別在修井現(xiàn)場(chǎng)管線快速連接、水泥車打壓管線快速連接及注汽管線快速連接等開展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)應(yīng)用過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)由壬的快速連接，滿足了現(xiàn)場(chǎng)的需要，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3結(jié)論

研制了由壬鉗，實(shí)現(xiàn)了不使用大錘錘擊連接由壬；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，由壬鉗可滿足現(xiàn)場(chǎng)由壬快速連接的需要。

參考文獻(xiàn)：

1、GB/3287-2001 可鍛鑄鐵管路連接件.

2、SH/T 3424-2011 石油化工鍛鋼制承插焊和螺紋活接頭.

3、奕松強(qiáng)、夏菁.利用碰撞原理拆卸大型傳動(dòng)件的實(shí)踐[J].新疆鋼鐵，1999（1）：27-29.