马超
国家管网集团西部管道新疆输油气分公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：本论文完成了对管道带压管底抽油设备设计制造。由于输油管道常年运行，随着时间的推移，管道上会出现诸如裂纹缺陷、腐蚀穿孔、打孔盗油等情况，需要对管道进行换管作业，而在换管作业之前，需要对管道内的油品进行回收。
目前，传统管道油品回收的方式是在管道上开孔泄压完成后，将抽油管伸进管道内，连接抽油泵进行油品回收。在传统管道油品回收的方式中，由于管道开孔，油气会在抽油作业中进行挥发，油气中的有毒气体（例如二氧化硫）不仅给工作人员安全带来危害，而且易造成环境污染；同时，有些管线存在地势差，在低点换管作业时需要对管线进行带压抽油，传统管道油品回收的方式根本没法进行带压管底抽油作业。
【关键词】管道带压管底抽油设备 机械设计 结构原理 结论与展望
引言
结合生产现状调查，网络检索，目前市场上也没有针对石油管道行业，研制生产管道带压管底抽油的设备，管道行业仍然采用传统管线打开方式收油作业。综合分析，我们认为传统抽油方式落后，不能在密闭隔绝空气下进行抽油，管道抽油存在安全隐患和污染环保，抽油作业无法实现在带压情况下一次安装进行管底抽油。
本文通过设计一种管道带压管底抽油设备，管道在带压开孔完成后能够实现带压管底抽油作业，克服现有技术的不足，，提供一种设计合理、操作简单、安全环保、使用高效的管道带压管底抽油设备，解决传统技术中存在的不足问题。
1.设计思路
目前没有管道带压管底抽油专用工具，人工作业效率低、作业存在人身安全危害和环境污染，结合目前开孔设备夹板阀的结构特点，设计一套安装在夹板阀上的带压抽油装置，实现管道带压管底抽油，提高作业效率降低作业风险。
2.技术要求
结合生产实际情况，我们对设计装置提出了几点技术要求
2.1管道抽油过程在密闭条件下完成
2.2管道抽油作业中采用铜质防爆装置
2.3设计装置要实现管道带压管底抽油
2.4设计装置要实现安装快捷操作方便
3..提出方案
小组运用头脑风暴法，针对“缺少专用工具”结合设计思路和设计技术要求进行了讨论，由于市场没有成品销售，因此决定自制“管道带压管底抽油装置”来解决这一问题。
提出方案：管道带压管底抽油设备，安装在管道开孔夹板阀上，主要由三大部分组成：下法兰盘O型圈密封装置、上法兰盘上法兰盘填料压盖装置、丝杠传动机构。设备出口通过抽油管连接抽油泵。旋转手轮带动丝杠，丝杠传动使抽油光杆沿导向键来回伸缩实现到管底的抽油，设备旋转摩擦部位均采用铜质材料具备防爆功能。
通过分析论证，小组召开了全体会议，集体研究讨论，最终确定采用此方案更加合理有效。
4.制定对策
确定上述提出方案，制定如下表对策表。
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5.结构及工作原理
如图1一种管道带压管底抽油设备，属于石油机械设备领域。所述设备包括：第一法兰盘、第二法兰盘、传动组件和外排组件。所述管道带压管底抽油设备通过将第一法兰盘固定在管道的三通上，缸筒与第一法兰盘和第二法兰盘相连，构成设备的主体结构；通过在缸筒内设置有丝杠、光杆、第一导向盘和第二导向盘，在缸筒的内壁上形成有导向键，当需要进行抽油操作时，转动丝杠，第一导向盘沿着导向键向下运动，带动光杆向下运动，使得光杆贯穿第一法兰盘和三通，抵达管道的管底，带压油可先后经过第二导向盘上开设的凹槽、光杆的内腔、第一导向盘上开设的通孔、第一导向盘与缸筒之间的环形空间和接口，流出到外排组件中，整个抽油过程在密闭环境下进行，可以实现安全环保地回收管道内的带压油。
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图1管道带压管底抽油设备装配图
1、第一法兰盘；2、第二法兰盘；3、传动组件；301、缸筒；3011、接口；302、丝杠；3021、第一部；3022、本体；3023、第二部；3024、轴肩；303、光杆；304、第一导向盘；3041、通孔；305、第二导向盘；3051、凹槽；306、导向键；307、铜垫片；308、手轮；309、固定块；
4、外排组件；401、球阀；402、丝扣短接；5、管道；6、三通；7、螺母；8、填料；9、压盖；10、导向带；11、第一密封圈；12、夹板阀；13、摇把；14、第一螺栓；15、第二螺栓；16、第三螺栓；17、第四螺栓；18、第五螺栓；19、第六螺栓；20、第二密封圈；21、第三密封圈；22、第四密封圈。
6.适用范围
本文管道带压管底抽油设备适用于原油、成品油DN400mm~DN800mm管道上安装DN200开孔短节进行开孔抽油作业，管道带压管底抽油设备工作压力4Mpa，设备内旋转摩擦处均采用铜质防爆装置，防止作业时机械摩擦产生静电。
7.效果检验
设计、制造完成后，于2017年4月在鄯善维抢修中心开孔封堵实训基地进行了现场试验。
验证结果：
1.研制成功了密闭带压管底抽油装置，抽油装置能够实现密闭带压管底抽油作业
2.抽油设备实验压力6.4MPa，保压24小时无泄漏
3..抽油装置能够实现一次性安装完成管道管底抽油，设备安装人员由6人减少至3人，安装时间由50分钟缩短至≤15分钟
结论：达到预定目标。
结语：管道法兰内对口器的结论与展望
管道带压管底抽油设备设计制造及实验成功，有效的解决了生产中的实际问题，极大地提高了工作效率，保证了作业安全降低了作业风险，取得了理想的效果。为了便于在抢修作业中快速出动，我们将抽油设备进行了集装化，并编制抽油设备操作规程，规范抢修作业。我们将继续以解决现场问题为主，开拓思路，探索新技术，进行各类技术攻关，为生产服务。
参考文献
{1}《实用管工手册》（第二版）化学工业出版社
{2}《机械设计手册》机械工业出版社