接地線樁輔助敲擊工具

段小明 王海濤 劉慶杰 蘇鐵鋼 劉小波

【摘要】當(dāng)前，石油鉆井行業(yè)發(fā)展迅速，為適應(yīng)新發(fā)展趨勢，企業(yè)必須改進(jìn)作業(yè)方法及工具。固定接地線樁現(xiàn)有方法和工具，存在作業(yè)人員多、風(fēng)險(xiǎn)高等弊端。因此，我們發(fā)明了一種接地線樁輔助敲擊工具。可有效降低作業(yè)難度，節(jié)約人力成本，提高工作效率，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】石油鉆井行業(yè);接地線樁輔助敲擊工具

引言

石油鉆井行業(yè)是高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，也是系統(tǒng)工程，包含測、錄、固、定等作業(yè)項(xiàng)目，每一項(xiàng)作業(yè)都以鉆井為基礎(chǔ)。因此，每一道工序都要落實(shí)到位，并嚴(yán)格把關(guān)。為助力企業(yè)發(fā)展，應(yīng)創(chuàng)新思路、方法及工具。

1.當(dāng)前作業(yè)現(xiàn)狀分析

現(xiàn)場作業(yè)人員，都遇到過棘手問題，有些看似簡單，如解決不好就增加作業(yè)難度，影響效率，進(jìn)而增加成本。而有些作業(yè)人員沿襲老思想，總認(rèn)為雖然干的慢點(diǎn)，甚至不太順手也無妨。這些人大都會(huì)認(rèn)為，同樣的問題，誰也沒想過發(fā)明一種新工具或創(chuàng)新一種作業(yè)方法，我也不能多事。表面看，只是埋頭干活，不用動(dòng)腦筋多省事！但從長遠(yuǎn)來看，這種消極的態(tài)度很不好。只要稍稍用點(diǎn)心就能讓工作更輕松。

1.1固定接地線樁作業(yè)描述

固定接地線樁作業(yè)鉆井現(xiàn)場每口井都會(huì)遇到，每當(dāng)所有設(shè)備都就位后，就要有專人負(fù)責(zé)完成這項(xiàng)工作。很多人認(rèn)為這個(gè)工作很簡單，但卻時(shí)常影響工作進(jìn)度。鉆井行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確要求發(fā)電機(jī)、值班房、員工宿舍等設(shè)備設(shè)施，都必須有接地線樁。直徑大于2.5m，容積大于或等于50m3的設(shè)備，接地點(diǎn)不應(yīng)少于2處，因此現(xiàn)場接地線樁數(shù)量還是挺多的。有時(shí)，因作業(yè)不規(guī)范、安裝不標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)引起觸電、火災(zāi)爆炸等電器事故，甚至威脅人員生命安全。因此，必須保質(zhì)保量完成該項(xiàng)工作。

1.2當(dāng)前作業(yè)過程遇到的困難

有些作業(yè)區(qū)塊地表較松軟，不需要廢多大力氣就可輕松將接地線樁釘入地下，但不是所有作業(yè)現(xiàn)場、作業(yè)環(huán)境都一樣。如東北地區(qū)寒冷的冬季，室外溫度最低可達(dá)零下幾十度，作業(yè)現(xiàn)場的地表普遍會(huì)有30—50公分凍土，有的凍土層更厚。在這種情況下要完成作業(yè)難度可想而知。有時(shí)一支接地線樁，需要使用大錘敲擊上百次才能達(dá)到要求。不光增加了工作量，同時(shí)還延長了工作時(shí)間，進(jìn)而增加了風(fēng)險(xiǎn)。

1.3鉆井行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

鉆井行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也明確，接地線樁宜使用直徑不小于25mm、長度不小于1500mm，表面鍍鋅的鋼制圓鋼制成。接地線樁釘入地表后，余長不超過300mm。大家可以想象一下，將一根直徑相當(dāng)于成年人手腕粗細(xì)，長度相當(dāng)于成年人高度的鋼制圓鋼，用大錘釘入地下1200mm的深度是個(gè)什么概念。僅僅是將大錘一次次舉過頭頂這么一個(gè)簡單動(dòng)作，如果多次重復(fù)就很不容易。因此，這項(xiàng)作業(yè)往往需要幾個(gè)人交替配合來完成。

我們通過多次現(xiàn)場實(shí)踐摸索，對參與作業(yè)人員的動(dòng)作，以及作業(yè)現(xiàn)場的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析。

一是作業(yè)人員使用大錘往復(fù)敲擊接地線樁時(shí)，因接地線樁太高不容易發(fā)力，需借助凳子或其它物體抬高作業(yè)面。但是作業(yè)面高了，往往又會(huì)造成另外一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，那就是人員墜落的風(fēng)險(xiǎn)。所以需要增加一個(gè)扶凳子的人，來保證作業(yè)面的穩(wěn)固性。

二是使用大錘敲擊接地線樁時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鐵屑，易造成鐵屑飛濺傷人事故，尤其當(dāng)接地線樁剛開始釘入地下時(shí)，人員頭部距離鐵屑飛濺部位最近，風(fēng)險(xiǎn)最高。

三是為了防止接地線樁在敲擊作業(yè)中發(fā)生偏移，需要有人始終將其扶正，又增加了一個(gè)作業(yè)人員。當(dāng)前鉆井生產(chǎn)一線崗位人員本就不多，只這一項(xiàng)作業(yè)就占用了至少三個(gè)作業(yè)人員，而現(xiàn)場還要同時(shí)完成其他作業(yè)，勢必會(huì)造成人力資源緊張。

四是如果長時(shí)間用大錘直接敲擊接地線樁上端面，易造成接地線樁本體受損。因此，我們設(shè)計(jì)發(fā)明了這個(gè)接地線樁輔助敲擊工具。

2.設(shè)計(jì)思路及操作方法

2.1設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)一個(gè)類似于鏈鉗一樣的管狀工具。這個(gè)管狀工具工作原理和電工攀爬電線桿時(shí)穿的登高助理器十分相似。當(dāng)然，它所形成的用于卡緊接地線樁的內(nèi)徑要小的多，它的本體呈螺旋狀，在螺旋的內(nèi)壁設(shè)計(jì)一些類似卡瓦牙的摩擦塊，只要將這個(gè)工具調(diào)整一定角度，就可以輕松將其一端卡在圓柱狀的接地線樁上，這個(gè)螺旋狀的卡緊裝置幾乎可以均勻包繞在接地線樁的四周，這樣設(shè)計(jì)的目的就是為了增大接觸面積，進(jìn)一步增加摩擦力，降低敲擊過程產(chǎn)生的沖擊力，從而避免發(fā)生下滑。

在接地線樁輔助敲擊工具的頂部，連接著一個(gè)半圓柱狀的實(shí)心圓鋼，我們把它叫敲擊頭，敲擊頭是和大錘直接接觸的部位，因此用料更粗更厚實(shí)。另一端連接一根1—1.5m長的手柄，這個(gè)手柄相當(dāng)于一根杠桿，通過按壓手柄使得卡緊部分緊緊將接地線樁包緊。手柄還可防止接地線樁轉(zhuǎn)動(dòng)或偏移。同時(shí)，作業(yè)人員根據(jù)需要，可隨意調(diào)整敲擊工具的高度。

開始將接地線樁釘入地面時(shí)，需要一人配合扶著接地線樁，另一人對其頂部端面進(jìn)行敲擊。這樣既不安全也不便于操作，同時(shí)還多占了一個(gè)人。為了解決這個(gè)問題，我們又設(shè)計(jì)了一個(gè)用于支撐接地線樁的立體梯形支架，作為接地線樁的輔助裝置，它的結(jié)構(gòu)是通過四根金屬材料，將上小下大兩個(gè)正方形組合成一個(gè)高度0.5m的立體梯形。因在立體梯形支架下平面的正方形四周，均勻焊接了幾個(gè)錨定點(diǎn)。因此可以助力立體梯形支架抓牢地面，增加了其穩(wěn)定性。在兩個(gè)正方形的同心位置設(shè)計(jì)一個(gè)圓形通孔，通孔可以使用一整根鋼管制作，但要考慮梯形支架整體重量，所以選材很重要。使用這個(gè)輔助裝置，可以節(jié)省一個(gè)作業(yè)人員。

2.2操作方法

首先將接地線樁從上向下插入梯形立體支架中間的上下通孔內(nèi)，并確保將接地線樁垂直固定在地面上保證其平穩(wěn)。立體梯形支架的圓形通孔直徑，略大于接地線樁外徑。將輔助敲擊工具卡在合適的位置上，一人扶著手柄，另一人就可使用大錘完成敲擊，伴隨著接地線樁插入地下的深度增加，可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整敲擊頭的高度，直到將接地線樁釘入地下合適的位置，即可完成該項(xiàng)作業(yè)。

結(jié)語

綜上，隨著石油鉆井行業(yè)不斷發(fā)展，行業(yè)競爭日漸激烈，各企業(yè)都提倡安全高效的作業(yè)方式，因此，為適應(yīng)高速快節(jié)奏的發(fā)展趨勢，必須加快創(chuàng)新步伐，只有不斷更新思想、拓寬思路，不斷改進(jìn)更高效的作業(yè)工具和方法，才能為企業(yè)高效快速發(fā)展添磚加瓦。接地線樁輔助敲擊工具的發(fā)明不僅僅只是為了方便快捷、降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)它也提高了工作效率，節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，進(jìn)一步為企業(yè)增加了效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]林少偉， 晏超穎， 邱澤鵬，等. 一種接地線快速裝拆輔助工具的研制[J]. 機(jī)電信息， 2019（9）：2.