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石油燃烧器机械制造技术探索

 论文栏目:石油发展论文     更新时间:2018/12/29 15:58:26   

摘要:在社会发展过程中,现代化生产管理模式逐渐代替了传统生产加工方式。在石油制造行业,自动化石油生产制造技术得到了广泛的应用,为高水准、专业化石油制造提供了有效的指导。以石油自动点火燃烧器为研究对象,对新型自动点火石油燃烧器机械制造、组装、调试进行了简单的分析,以便为石油燃烧器机械加工制造工作效率的提升提供有效的指导。

关键词:石油;燃烧器;机械制造技术

自动点火石油燃烧器,主要以手动控制电气开关及点燃火炬投掷到伴生气管道等燃烧器点燃方式的基础上进行了适当优化。其主要利用太阳能电池板提供能源,在井下作业甲烷及其易挥发液态烃伴生气压力超过0.10MPa时,其可以自动启动打火系统,通过引燃燃烧区伴气的形式,可避免井下作业伴生气压力过大导致的安全威胁。

1YDZ型石油燃烧器主要结构

燃气燃烧器主要包括燃烧器头部、风门、煤气阀等几个结构。其中燃气自动点火燃烧器头部主要包括送风短管、混合器、煤气管、火焰盘、点火电机、燃烧头、调节螺杆、火焰探棒等几个模块;而风门是燃烧器风量供给控制机构,其主要包括手动式风门、伺服电机调节式风门两种。在YDZ型石油燃烧器制造过程中主要采用SQN30伺服电机;煤气阀主要为CG10R70-D2T6AW组合煤气阀,阀门等级为A级,阀门最大进口压力为70.0mbar,阀门直径为15.00mm。

2YDZ型燃烧器机械制造加工工艺

2.1燃烧器机械加工前期设计

1)依据石油燃烧器铸件铸造特点,可设定整体燃烧器制造技术标准为相对公差IT7级、形位公差为0.028mm。2)为了避免专用燃烧器制造环节细长窄缝铸件问题的出现,在实际制备过程中可进行分体设计。即在石油燃烧器汽腔内左端176mm位置、右端84mm位置,分别切割两个单一零件,主要作为汽腔体及汽腔芯。其中汽腔体和汽腔芯在装配完毕后,主要为V性焊缝焊接模式。

2.2燃烧器机械加工制造

燃烧器具体机械加工制造过程中,主要根据类别结构特点,进行汽腔芯产品铸件及汽腔体外部构件的独立制备。一方面在燃烧器汽腔体铸件加工过程中,主要采用42S的面层涂料、150锆砂,在燃烧器汽腔体内孔完全清洁后进行分层涂抹。在涂料徒步完成后,可采用1568℃硅溶胶膜进行铸件浇筑。另一方面,在汽腔芯加工制备过程中,主要在定位装夹完毕之后,采用高速穿孔设备在不锈钢燃烧器汽腔芯内部进行18条细长槽的开设。并采用百分比确定具体工件加工位置,在确定工件位置后,采用紧固螺钉进行压板固定。结合数控线切割机床内部运行数据,从6个0.8mm工艺孔中进行重复找正作业。在最终工艺孔与数据库标准尺寸、行为公差精度相符后,可结束重复找正工作。

2.3石油燃烧器组装

1)为了保证石油燃烧器汽腔芯凸面突出位置与出口一一对应,可在组装前期首先将汽腔芯轻缓放入汽腔体连接配合面位置。同时使用定位芯轴,确定汽腔芯、汽腔体出气口窄缝相对位置,并在其结合面进行点焊接固定、氩弧焊退火作业,完成最终燃烧器铸件制造。2)在燃烧器铸件制造完毕之后,还需要利用数控机床,将产品以外的定位孔进行装夹固定,并将手动可调节工件装配到对应的内方孔位置。在这个基础上,为了避免焊接变形问题,可在螺钉固定方孔的基础上,将刀具装配到对应的后尾座位置[1]。3)采用同样的方法,在燃烧器倒面进行加工作业。依据定位装夹要求,在燃烧器倒面定位装夹过程中,应控制其内控配芯轴长度在总体燃烧器长度的1/2以上。在具体石油燃烧器安装过程中,可在垂直管道上方任意恰当位置精细安装。若石油燃烧器安装位置为水平方向,则需控制其与垂直方向倾斜度在90°以下。同时控制燃烧器外壳与周边墙壁最小距离为180mm,保证整体燃气燃烧作业顺利进行。需要注意的是,在具体燃烧器安装作业中,由于火焰端低压煤气开关一般在汽腔芯与安全阀门之间,而汽腔芯在阀门进口位置,因此为了保证燃气阀自动点火作业顺利进行,在A级安全阀门安装过程中,需要将2只安全阀门均进行闭合,并设定前1只安全阀门为快速闭合型,而后1只阀门为缓慢闭合的主阀门。这种情况下,在安全阀快速开启之后,燃烧器内部出口压力可在较短的时间内上升至1.0MPa以上,而通过主阀门的缓慢开启,可保证自动点火燃烧作业的充分、完全。

2.4燃烧器运行试点应用

该自动石油燃烧器装置在某油田固412X油井中进行了现场试运行。从施工井汲压力1.8MPa,CH4含量为180mg/L的伴生气通过分离器后,以超高0.10MPa的压力进入燃烧器主体。整体密封试验最大进行压力为145mbar,伴生气进入该自动点火燃气燃烧器之后,该燃烧器装置自动启动终端控制系统,进行了自动点火燃烧,并释放尾气CH4含量在终端排放位置为0,达到了完全燃烧的目的[2]。

3结语

自动点火石油燃烧器具有结构复杂、铸造工艺性差等特点。因此,在决定石油燃烧器铸件结构后,可将整体石油燃烧器划分为汽腔体、汽腔芯2个模块,并采用专用特殊刀具对汽腔体、汽腔芯位置细长窄缝进行优化改进。结合专用固定点焊的方式,也可以最大限度避免环形封闭室压力容器内部毛刺对燃烧器后期加工效率的影响。

参考文献:

[1]范修谦,江风振.石油燃烧器机械制造技术研究[J].石油化工设备技术,2016,37(2):44-46.

[2]李卫权,白田增,吴德,等.自动点火燃烧器的研制与应用[J].石油钻采工艺,2015(4):125-126.

作者:刘敏 单位:重庆新泰机械有限责任公司

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