摘要：海上采油平台原油及污水处理系统中多采用吊环型篮式过滤器，使用简易工具拆装吊环螺栓过程中存在滑脱伤人、作业空间受限、拆装效率低、劳动强度大等问题，严重降低了作业安全性和作业效率。为此，文章设计了一种新型吊环螺栓拆装工具，并详细阐述了其结构及工作原理。根据现场实际应用效果表明，采用该工具可以有效提升吊环螺栓拆装的安全性和作业效率，缩短拆装作业时长60%，有效降低人工成本和时间成本，弥补了吊环螺栓拆装无专用工具的市场空白。

　　关键词：吊环螺栓；滑脱；拆装效率；石油化工

　　引言

　　吊环型篮式过滤器由于其具有结构简单、质量轻、成本低、占用空间小等特点，广泛应用于海洋采油平台油水处理系统及海水过滤系统。如图1所示，主要用于除去液体中夹杂的固体杂质，可保护泵、仪表附件和其他平台设备的正常运转。此外通过在篮式过滤器出入口位置加装压差变送器提供报警设计，能够及时把控滤器脏堵情况，确保工艺流程平稳运行。

　　渤海X平台拥有2套原油和污水处理系统，且现场工艺流程中如各级三相分离器混合相出口、原油外输泵、气浮选泵等入口管线，均设置有吊环型篮式过滤器以降低大型泵类设备伤害。随着工艺流程长时间运行，且流程波动、海管通球、流程调控等会导致滤器频繁脏堵，需及时对滤网进行清洗，以期最短时间恢复工艺流程及设备稳定运行。

　　1吊环螺栓拆装工具存在的问题

　　由于吊环型螺栓无专用拆装工具，采用现场临时简易工具进行吊环螺栓拆装过程中，面临以下问题，如图2所示。

　　(1)危险系数高。临时简易工具为两道开口的“咬口”铜管和一定长度的“力矩”铜棒，只有“咬口”卡住吊环螺栓且铜棒插入铜管开孔处才可以完成拆装。作业人员必须同时把控铜管和铜棒，且需控制二者角度配合，稍有偏差就可能导致滑脱伤人风险。

　　(2)作业耗时长。吊环型篮式过滤器均设置有多个吊环螺栓确保滤器密封性和安全性，采用简易工具对吊环螺栓拆装需进行数次重复组合、手动对正，且每次组合最多使螺栓旋转1/4圈，作业耗时长。

　　(3)体力消耗大。铜管、铜棒组合工具较为笨重，组合繁琐，且“咬口”与吊环螺栓接触面积较小，使其垂直稳定十分费力。此外铜棒长度固定，致使“力矩”一定，拆装过程中体力消耗较大。

　　(4)作业空间受限。海上平台面积小、设备紧凑，常存在吊环型篮式过滤器紧邻防火墙、管线、支柱等造成作业空间有限，现有简易工具外形较大且体积固定，拆装过程中时常出现吊环螺栓用力不均、螺栓损伤，甚至螺栓无法拆装等问题。

　　2自锁式吊环螺栓拆装工具的研发及测试

　　为解决简易工具存在的不足，X平台操作D班员工从工具外形、结构等方面对简易工具重新进行了优化设计，研发了一种新型自锁式吊环螺栓拆装工具。

　　2.1自锁式吊环螺栓拆装工具结构图

　　自锁式吊环螺栓拆装工具各构件功能作用：1是自锁旋塞操作钮，根据需求打开或者关闭限位销；2是弹簧限位销，用来锁定方形套筒和吊环螺栓，防止相对运动；3是方形套筒，用以全包围固定吊环螺栓，增大方形套筒与吊环螺栓的接触面积，避免拆装过程中的工具滑动；4是手握杆，用以垂直稳定方形套筒；5是带限位孔从动轴，用以连接带限位销转动轴；6是带限位销转动轴，用以连接带限位孔从动轴；7是棘轮，360°全方位旋转；8是棘轮换向钮，根据所需拆装方向进行棘轮换向；9是可伸缩加力杆，根据所需力矩和现场空间大小调整伸缩长度。

　　2.2技术原理

　　自锁式吊环螺栓拆装工具具体技术原理：

　　(1)拉拔自锁旋塞操作钮1，此时弹簧限位销2被拉开，将自锁旋塞操作钮1顺时针转90°,弹簧限位销2处于“锁定开”状态。

　　(2)将方形套筒3罩于吊环螺栓a，方形套筒3下部贴合于篮式滤器压盖平面c，将自锁旋塞操作钮1逆时针转90°,弹簧限位销2在弹簧作用力下自动插入吊环螺栓a。

　　(3)切换棘轮换向钮8，实现吊环螺栓拆装方向切换。

　　(4)一只手把控手握杆4垂直稳定方形套筒，另一只把控伸缩加力杆9，将带限位孔从动轴5与带限位销转动轴组合。

　　(5)转动伸缩加力杆9，根据所需力矩大小调整伸缩加力杆9长度，实现吊环螺栓的拆装工作。

　　2.3工具特点和技术优势

　　2.3.1完美契合、避免晃动

　　新型自锁式吊环螺栓拆装工具，采用全包围式方形套筒，使工具与吊环螺栓及滤器压盖完美贴合，有效避免了工具的晃动、歪斜，提高了工具使用的稳定性。

　　2.3.2自动锁定、防止滑脱

　　套筒本体增加自锁旋塞，在弹簧的作用力下，弹簧限位销将方形套筒与吊环螺栓锁定，避免了以往工具的滑脱风险，进一步提高作业的安全性。

　　2.3.3 360°旋转、规避盲点

　　采用360°全方位旋转棘轮，有效解决作业空间受限问题，对紧贴挡风墙等障碍物的吊环螺栓同样可以实现轻松拆装。

　　2.3.4自由伸缩、力矩可调

　　伸缩加力杆(伸缩范围25～40 cm)，可根据作业空间大小、螺栓大小调整力臂伸缩长度，提供所需力矩，降低作业人员劳动强度。

　　2.3.5便携轻盈、安全高效

　　结构简单，使用时携带更方便、操作更轻盈，体积较以往简易工具缩小1/3，质量较以往简易工具减轻1/2，提升了现场作业效率。

　　2.3.6研发成本低，应用范围广

　　新型吊环螺栓拆装工具，主要采用工程余料、棘轮、配以自锁旋塞等零部件，制作成本低，可以广泛应用于各种吊环螺栓的拆装工作。

　　3实施效果评价

　　3.1现场测试

　　经过优化设计制作的自锁式吊环螺栓拆装工具，经过两年现场应用试验，其安全性和作业效率都有了明显提升，现场应用如图4所示。

　　以渤海X平台外输泵吊环型篮式过滤器拆装为例：X平台设置有5台外输泵，每台外输泵安装2个吊环型篮式过滤器(一用一备)，每个滤器16颗吊环螺栓。采用临时简易工具：单个螺栓拆卸用时30 s、安装用时50 s，单个滤器拆装耗时1 280 s；采用自锁式吊环螺栓拆装工具，单个螺栓拆卸用时12 s、安装用时20 s，单个滤器拆装耗时512 s；单个滤器拆装时间大幅度减少768 s，提升作业效率提升60%，如表1所示。同时该新型工具可有效杜绝因工具晃动歪斜导致的滑脱伤人风险，满足公司“三防两提升”的作业要求，并进一步避免因工具使用不当造成吊环螺栓的损伤。

　　自锁式吊环螺栓拆装工具在作业安全性、作业效率、人员作业强度、便携性等方面都有明显提升，解决了以往简易工具存在的滑脱风险、空间受限、拆装效率低、劳动强度大等问题，能够作为日常和应急工具并满足现场作业需求。

　　3.2经济效益

　　(1)该自锁式吊环螺栓拆装工具由X平台自主设计研发，其方形套筒和手握杆采用工程余料制作，配以自锁旋塞和棘轮，结构简单，制作成本低廉，节约整体时间成本和人力成本，提质增效显著，符合生产一线高质量发展路线，能够在渤海各个油田推广使用。

　　(2)该自锁式吊环螺栓拆装工具属于吊环螺栓拆装工具的一种，其外形结构和使用方式较以往都有了明显改进，本设计团队对自锁式吊环螺栓拆装工具拥有100%自主知识产权，该工具于2022年7月29日获得国家知识产权局的专利授权，授权公告号：CN 217072184 U。

　　4结语

　　(1)该自锁式吊环螺栓拆装工具完全符合现场作业需求，有效杜绝了以往简易工具在使用过程中可能存在的滑脱和挤压伤人风险，大幅提升作业的安全性；

　　(2)该自锁式吊环螺栓拆装工具投用后，有效提升滤器拆装效率60%，显著降低整体时间成本和人力成本，提高经济效益；

　　(3)该自锁式吊环螺栓拆装工具的研发及应用，合理弥补了当前吊环螺栓拆装无专用工具的市场空缺，技术创新性强，具有较好的预期经济效益和广泛的推广实用性。

       参考文献：

　　[1]杨雪，王亚莹，周姝娟.某海洋平台上海水篮式过滤器事故分析[J].装备环境工程，2020，17(5)：101-104.

　　[2]熊正鹏，汤漾平，李小平.在线自动清洗篮式过滤器的开发与实验[J].实验技术与管理，2000(2)：45-47.

　　[3]梅刚，朱峰，夏瑞杰，等.吊环螺栓拆装工具：202220772091.0[P].2022-07-29.