QC鉆井水龍頭強制潤滑裝置

QC小組鉆井水龍頭強制潤滑裝置目錄三四五二一八九十七六一、課題介紹鉆井水龍頭現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)運轉中卡死現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因90%以上是潤滑不良造成的。主要是因為水龍頭在結構設計上存在缺陷，潤滑系統(tǒng)沒有油壓表、沒有清潔手段，雜質不能及時清除出來，造成設備潤滑的惡性循環(huán)，加速了潤滑油的變質，造成軸承損壞，易引發(fā)水龍頭卡死故障，造成人身傷害、設備損壞、停產(chǎn)誤工、井下事故等嚴重后果。針對上述問題和所引發(fā)的嚴重故障，特設計本裝置，以便有效去除水龍頭潤滑系統(tǒng)內的雜質，減少水龍頭的維修和更換頻率，降低使用成本，盡可能提高設備使用安全性，間接提高鉆井工作時效，降低井下施工風險。小組名稱鉆井四公司機動辦QC小組注冊編號hhzj036-2015課題類型創(chuàng)新型活動時間2015年1月-10月姓名性別年齡學歷職務組內工作分工于佰秋男43本科高級工程師組

長李克寧男44本科高級工程師質量分析張福軍男43本科工程師現(xiàn)場實施單保民男51技校高級技師現(xiàn)場實施趙子良男31本科工程師現(xiàn)場實施劉文俠女35研究生工程師統(tǒng)計分析我們的團隊二、小組簡介表1：小組成員簡介表本QC小組由具有較強專業(yè)特長和業(yè)務能力的成員組成，自成立以來，緊緊圍繞鉆井生產(chǎn)，先后完成了多項成果，其中《鉆井柴油機余熱回收利用裝置》、《鉆井泵空氣包氣動裝置》均獲得中石化勝利石油工程有限公司優(yōu)秀QC成果二等獎。2013年小組獲《中國石油工業(yè)優(yōu)秀質量管理小組》稱號。三、選擇課題本QC小組分組對井隊在用的水龍頭使用情況及近幾年的故障維修情況進行調查，目前在鉆井現(xiàn)場多采用SL-225、SL-450型水龍頭。圖2：在用水龍頭實物圖圖1：現(xiàn)場調查圖3：在用水龍頭結構圖水龍頭主體內部是一個封閉的油池，安裝有承轉部分的主軸承、防跳軸承、扶正軸承和旋扣部分的氣馬達、齒輪、離合器，這些部件的潤滑方式為飛濺潤滑，潤滑效果較差。選題理由1：潤滑方式單一潤滑效果較差圖3：在用水龍頭結構圖水龍頭的潤滑系統(tǒng)沒有油壓表、沒有清潔手段，現(xiàn)場使用時多為人工排污，雜質不能及時有效地清除干凈，造成設備潤滑的惡性循環(huán)，加速了潤滑油的變質，易引發(fā)水龍頭卡死故障。選題理由2：存在結構缺陷不能清除雜質三、選擇課題對近五年水龍頭的修理情況進行調查分析，可以看出其故障多數(shù)為軸承問題，而90%以上是潤滑不良造成的?，F(xiàn)場使用中，水龍頭卡死故障，不僅會產(chǎn)生設備維修費用，還可能造成人身傷害、停產(chǎn)誤工、井下事故等嚴重后果。選題理由3：軸承故障頻發(fā)、經(jīng)濟損失較大年份修理臺次密封問題軸承問題潤滑不良引起修理費用（萬元）20105144142011615517.52012404310.520135054142014716517.5表2：水龍頭修理情況調查表三、選擇課題選題理由1：潤滑方式單一、潤滑效果較差怎么辦？主要原因：存在雜質、潤滑不良選題理由3：軸承故障頻發(fā)、經(jīng)濟損失巨大選題理由2：存在結構缺陷、不能清除雜質四、設定目標根據(jù)小組人員鉆井施工現(xiàn)場收集的第一手資料，結合水龍頭使用現(xiàn)狀，以及井隊設備實際情況綜合分析，確定了活動目標：依靠現(xiàn)有科技手段，不對水龍頭進行較大結構改變，利用現(xiàn)有潤滑系統(tǒng)，研發(fā)強制潤滑裝置。圖4：小組活動目標柱狀示意圖表3：小組活動計劃表凡事預則立不預則廢五、提出并確定方案表4：設計方案匯總表1、提出方案設計方案方案一方案二方案三方案四項目內部加裝油泵外加油泵+電機（1）外加油泵+電機（2）外加油泵+皮帶結構原理水龍頭內部進行結構改造，加裝潤滑油泵電機帶動油泵，整個裝置安裝于水龍頭上電機帶動油泵，整個裝置安裝于地面上中心管通過皮帶帶動油泵，整個裝置安裝于水龍頭上優(yōu)點簡單直接，無需附加動力壓力恒定，工作穩(wěn)定壓力恒定，工作穩(wěn)定無需附加動力，節(jié)能低耗，工作穩(wěn)定缺點需對水龍頭結構進行改造，成本較高需外加動力設備，電機電纜隨水龍頭上下運動，風險大需外加動力設備，進出油管線隨水龍頭上下運動，風險大壓力不恒定圖5：設計方案討論五、提出并確定方案表5：解決問題方案綜合評價表2、解決方案綜合評價序號項目方案一方案二方案三方案四1動力來源中心管外加電機外加電機中心管2傳動方式齒輪傳動電傳動電傳動皮帶傳動3水龍頭結構改變內部結構，加裝傳動齒輪不改變內部結構不改變內部結構不改變內部結構4安全指數(shù)安全危險危險安全5安裝指數(shù)空間限制受空間限制受空間限制不受空間限制6經(jīng)濟指數(shù)改造費用高運行成本高運行成本高運行成本低7適用指數(shù)低低低高8預計有效性需要對水龍頭內部結構進行改造，成本過高電纜上下運動易漏電傷人，不安全因素較高油管線上下運動易破損傷人，不安全因素較高滿足鉆井生產(chǎn)使用需要9可推廣指數(shù)不適合推廣不適合推廣不適合推廣適合推廣五、提出并確定方案表5：解決問題方案綜合評價表2、解決方案綜合評價序號項目方案一方案二方案三方案四1動力來源中心管外加電機外加電機中心管2傳動方式齒輪傳動電傳動電傳動皮帶傳動3水龍頭結構改變內部結構，加裝傳動齒輪不改變內部結構不改變內部結構不改變內部結構4安全指數(shù)安全危險危險安全5安裝指數(shù)空間限制受空間限制受空間限制不受空間限制6經(jīng)濟指數(shù)改造費用高運行成本高運行成本高運行成本低7適用指數(shù)低低低高8預計有效性需要對水龍頭內部結構進行改造，成本過高電纜上下運動易漏電傷人，不安全因素較高油管線上下運動易破損傷人，不安全因素較高滿足鉆井生產(chǎn)使用需要9可推廣指數(shù)不適合推廣不適合推廣不適合推廣適合推廣通過綜合分析對比，方案四具有安全可靠，操作簡單，無需外加動力，不改變水龍頭結構，成本低，可推廣性強等特點，因此決定采用方案四作為實施方案。選用六、制定對策1、設計思路圖6：設計思路分析圖六、制定對策表6：計劃實施表2、實施計劃表序號步驟內容負責人完成日期1工作原理設計是否合理直接關系到研制結果成敗，保證科學性、實用性、準確性于佰秋李克寧張福軍2015年5月底之前2裝置結構設計安裝方便，不受空間限制，滿足鉆井隊生產(chǎn)需要于佰秋李克寧單保民2015年5月底之前3技術參數(shù)設計依據(jù)相關鉆井設備的技術參數(shù)，設計裝置參數(shù)，滿足工作要求。于佰秋李克寧趙子良2015年5月底之前4主要部件選擇能夠滿足工作需要，保證經(jīng)濟性、實用性。李克寧張福軍單保民2015年5月底之前七、對策實施圖7：工作原理圖實施步驟一：工作原理設計水龍頭轉動時，中心管通過皮帶輪帶動機油泵運轉，潤滑油從水龍頭放油孔經(jīng)粗濾器過濾后吸入機油泵，再經(jīng)精濾器、調壓閥后，由呼吸器口進入水龍頭內進行潤滑.調壓閥上接有回油管線，將多余潤滑油回流水龍頭內。七、對策實施圖8：裝置結構示意圖實施步驟二：裝置結構設計本裝置主要由油泵皮帶輪、齒輪油泵、油過濾器、油壓表、中心管皮帶輪、球閥以及管線等組成。水龍頭的排污口和加油口，這作為強制潤滑系統(tǒng)的進油和回油之用。油泵安裝在一個底板上，底板利用水龍頭原有的下部固定螺栓固定在水龍頭的底部。七、對策實施表7：裝置技術參數(shù)表實施步驟三：技術參數(shù)設計依據(jù)勝利油田鉆井隊在用的水龍頭技術參數(shù)及工作狀況，設計裝置技術參數(shù)，見下表。序號中心管轉速r/min潤滑油壓力MPa潤滑油排量L/min1600.0852700.106.53800.1274900.148.551000.161061100.1811.571200.2013七、對策實施圖10：齒輪油泵實物圖實施步驟四：主要部件選擇1、齒輪泵的選擇：正常鉆進時，水龍頭中心管的最低轉速為60r/min,最高轉速120r/min，即中心管皮帶輪轉速為60-120r/min。根據(jù)中心管轉速，選擇型號CB10齒輪泵，額定轉速800r/min,額定壓力0.2Mpa。圖9：部件檢驗選擇七、對策實施圖11：中心管皮帶輪實物圖實施步驟四：主要部件選擇2、皮帶輪的設計：中心管皮帶輪內孔直徑為196mm，與中心管連接為過盈配合,外徑為224mm；油泵皮帶輪內孔直徑為10mm，與油泵采用鍵連接，外徑為32mm,皮帶傳動比為7。圖12：油泵皮帶輪實物圖七、對策實施圖13：傳動皮帶實物圖實施步驟四：主要部件選擇3、皮帶的選擇：皮帶采用萬能A型皮帶，油泵的安裝位置可以調整以便調節(jié)皮帶張緊度。皮帶張緊度調節(jié)八、確認效果（一）現(xiàn)場實驗效果2015年6月，水龍頭強制潤滑裝置在廠內進行組裝調試.圖14：廠內試驗這個裝置可以滿足需要！八、確認效果2015年7月，在32563隊安裝水龍頭強制潤滑裝置，進行首次現(xiàn)場試驗，水龍頭型號為SL-225，使用潤滑油為長城L-CKC220工業(yè)閉式齒輪油，強制潤滑裝置安裝完成后，進行現(xiàn)場使用效果檢驗，采用的方法是分別在水龍頭使用一定時間后，檢查油濾器中雜質含量，并對齒輪油進行斑點測試。圖15：現(xiàn)場安裝圖（一）圖16：現(xiàn)場安裝圖（二）圖19：500小時后油品檢測圖20：500小時后油濾器圖21：700小時后油品檢測圖22：700小時后油濾器圖17：250小時后油品檢測圖18：250小時后油濾器八、確認效果強制潤滑裝置使用800h后再次清洗檢查，發(fā)現(xiàn)過濾器中更多雜質顆粒，潤滑油斑點測試為四級立即換油，如圖所示。圖23：800小時后油品檢測圖24：800小時后油濾器試驗結論：1、使用強制潤滑裝置后，可以明顯地去除潤滑系統(tǒng)中的雜質；2、為確保水龍頭潤滑良好，確定油濾器清洗時間為250小時；3、為保證潤滑油性能，潤滑油更換時間為700小時。八、確認效果八、確認效果（二）存在不足及改進措施1、水龍頭強制潤滑裝置進行試驗后，QC小組在現(xiàn)場進行調研，使用隊伍職工提出，裝置試驗效果較好，但整體尺寸偏大、不夠緊湊。圖25：QC小組現(xiàn)場活動有什么要改進的？2、針對裝置在現(xiàn)場使用中出現(xiàn)的不足，QC小組商討制定了改進措施，使裝置更加輕巧緊湊。圖26：改進后的效果圖八、確認效果（三）效果論證1、去除雜質依靠粗濾器和精濾器的兩級濾清作用，能夠有效地清除潤滑系統(tǒng)中的油泥、金屬屑等雜質，起到凈化潤滑系統(tǒng)的作用。圖27：粗濾器實物圖圖28：精濾器實物圖八、確認效果2、強化潤滑油泵的使用、進出油口的設計、油管線的選擇等，實現(xiàn)了壓力潤滑與飛濺潤滑相結合，極大地提高了系統(tǒng)的潤滑效果。圖29：系統(tǒng)進油口圖30：系統(tǒng)出油口圖31：5/16″油管線八、確認效果3、減少故障、降低風險減少水龍頭發(fā)生故障的機率，提高了水龍頭的安全運轉性能，延長設備的使用年限；降低了水龍頭出現(xiàn)負荷軸承卡死，造成的損壞設備、停產(chǎn)誤工，扭斷大繩鉆具落井、人身傷害、井下事故等發(fā)生的風險。八、確認效果4、降本增效使用本裝置以后，水龍頭的大修周期可延長2-3倍，按延長大修周期2倍，大修費用3.5萬元計算，5年內可減少一次大修，年度節(jié)約維修費：3.5/5=0.7萬元。按照黃河鉆井總公司在用水龍頭40臺計算，則年度可節(jié)約水龍頭維修費0.7×40=28萬元。八、確認效果5、推廣性強本裝置針對鉆井作業(yè)現(xiàn)場應用的水龍頭進行設計，對水龍頭結構不進行任何變動，可與各種型號的水龍頭進行匹配和安裝；除傳動皮帶輪和護罩需加工外，其它配件均為標準件。圖32：零部件實物圖八、確認效果結論:利用鉆井水龍頭強制潤滑裝置，起到了去除雜質、強化潤滑、減少故障的作用，能夠發(fā)揮安全增效的優(yōu)勢，并有較強的推廣性，在鉆井隊推廣使用意義深遠。八、確認效果圖33：目標實施圖我們的目標實現(xiàn)了！八、確認效果九、鞏固措施1、編制《鉆井水龍頭強制潤滑裝置安裝、使用說明書》、《安全管理制度》，規(guī)范該裝置的安裝、使用和維護保養(yǎng)。規(guī)范和指導日后的設備管理使用圖34：管理措施九、鞏固措施2、開設技術培訓課堂，推廣新裝置并對井隊職工進行培訓。圖36：培訓課堂學習本無底前進莫徬徨九、鞏固措施3、本裝置在公司