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備。針對目前使用的部分開孔設備存在動力單元技術落后、開孔效率低、安全系數低等問題，提出改造設計方案，從而優化開孔設備動力源，提高了工作效率，增加了作業的安全性。

1 改造設計

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，手動時需要至少4人不間斷作業，才能在2.5 h內完成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。筆者和同事深入研究開孔設備結構和工作原理后，將開孔機動力源改造為電機驅動，取得了較好效果。

2 指標對比

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型空氣壓縮機設備笨重，無法驅動高鋼級、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，開孔轉速32 r/min。

3 改造內容

3.1 加工配件

（1）按技術標準購置0.75 kW、 32 r/min防爆立式電動機1臺。

（2）按選型電機加工聯軸器1套，以保證電機動力能夠傳遞至開孔膛桿。

（3）設計并加工電機與進給管同步進給軌道，以確保開孔作業時能夠順利進刀。

（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外軌處于鎖死狀態以便于開孔作業時設備整體安裝。

（6）加工吊耳將其焊接在外軌道側面，可實現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，為開孔連接法蘭設計并安裝開孔機軌道，以節約成本。使用電機減速機端蓋法蘭與開孔機實現一次找正連接成功，此裝配方式能很好地消除機組震動。

（2）設計制作電控單元。選用380 V防爆電機，利用搶險車發電機作為動力電源，設計制作電控單元。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，實現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，實現搶險過程中的快速安裝。

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

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，設備打壓3 MPa，穩壓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 ℃。未出現動力不足、卡刀等異常現象，電機工作溫度穩定，各項指標完全符合原開孔機各項技術指標要求和作業標準（表 1）。

第二次試車為管徑508 mm×12.5 mm、 X65管道，壓力0 MPa，設備打壓3 MPa，穩壓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。本次開孔作業用時短,無卡刀、打刀等異�，F象（表 2）。

5 結論

開孔機動力源改造電機選型配置合理，設計加工附件措施得當。開孔機整機外形設計合理、實現了整機集裝化。通過不同材質、厚度的多次開孔試車以及實際動火作業，證明改造后的開孔設備開孔質量和安全操作得以全面提升，工作穩定、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，和采購新設備相比，經濟效益可觀。

作者：鞏國強 1986年生，大學本科，主要從事管道維搶修和維搶修設備管理工作。