浅析一种防爆接线盒承托架的简约设计

浅析一种防爆接线盒承托架的简约设计

明晓峰

中石化经纬有限公司胜利地质录井公司，山东东营 257064

摘要: 在石油勘探施工环境中存在着易燃易爆气体，在这种条件下必须要求所有用电设备必须是防爆的。传感器是用电设备，对传感器的要求也必须达到本安型的防爆指标。传感器的信号输送线路接头要用防爆接线盒，而防爆接线盒需要满足架设传感器的需要，而这种需要往往因为现场条件制约而受限制。鉴于此，本篇文章探讨一种防爆接线盒承托架的简约设计。

关键词：传感器；防爆；接线盒；设计

0引言

测井，录井，定向井和导向专业技术是油气勘探的‘眼睛’。 测录定到专业技术广泛应用于油气勘探施工中的整个钻探过程中。测录定导职能作用实现的途径就是实时和钻后的技术指导，其前提基础是数据的采集和分析。测录定导的用电设备多为弱点，但是，根据现场防爆的技术要求，所有用电设备都必须是严格防爆的。在施工现场的不同部位，或相同部位的不同功能性设备上，都安装有各种参数采集的传感器，传感器的用电要求必须是防爆的。在钻机上的不同位置，传感器的信号传输线路需要则条件实现标准化安装的要求，但是，现场施工条件却往往无法得到满足，这就存在着是否达到防爆技术条件的问题。

1线路架设连接的传统方式

测录定导在现场安装架设各种传感器信号传输线路，包括密度、温度、电导率、流量、一氧化碳、硫化氢、气管线、定向信号线、电源线、通讯线路等，都需要按一定的走向顺序排列。各种线路有长有短，线路过长盘绕即可，线路长度不够则需要续接，将几条不同长度的线路的铜芯导线对接后用绝缘胶布缠绕绑扎是通常的线路对接的方法。但是，这种方法在油气勘探现场是禁止的，因为，油气勘探现场是易燃易爆场所，含有可燃性气体，所以，要求所有的线路对接必须使用防爆接线盒，以达到防爆的要求。

防爆接线盒是增安型的，用于爆炸性气体环境，壳与盖设有橡胶圈密封，采用螺栓紧固，用以防水、防爆炸性气体进入和电火花冲击，防爆接线盒是一种盒状单体，具体的安装固定方式需要操作者自己选择。防爆接线盒的隔爆外壳为钢板结构，盖采用螺栓压接形式，两侧为电源引线端，并设有控制线引入装置，壳体内设有连线端子，接线柱上用压板将电缆头压接。接线盒的基座为高压电瓷，设有一个辅助接线端子。防爆接线盒的适用性对周围空气温度和湿度有要求，要放置在无强烈颠簸和冲击振动的地方，同时要满足应用在无足以破坏金属和绝缘腐蚀性气体及蒸汽的场所。防爆接线盒接入线路后需要固定，但在油气勘探现场，所用的防爆接线盒都没有适用的支托固定装置，常规的固定措施就是用软硬线绑扎悬吊，这就导致产生了多方面的问题：

（1）没有支托固定装置，不利于防爆接线盒的安全应用；

（2）没有支托固定装置，接入引出防爆接线盒的线路易因扯拉受力而损坏；

（3）没有支托固定装置，防爆接线盒的安装使用无法满足标准化要求，影响了现场标准化建设；

（4）没有支托固定装置，不同线路的接线盒相形混绕，不利于线路故障检索；

（5）没有支托固定装置，无法根据不同线路的走向而实现实时动态定位；

（6）没有支托固定装置，影响现场交叉作业，降低了工作效率；

（7）没有支托固定装置，无法保证防爆接线盒正确使用，降低了使用寿命，增加了设备运行成本。

综上所述，油气勘探现场亟待有一种适应性的防爆接线盒承托装置，以此解决存在的生产问题。

2防爆接线盒承托架的创新设计

创新设计的防爆接线盒承托架主要由方管卡、立撑杆、圆管卡、横撑杆和盘座部分组成，整体材质采用优质不锈钢制。

套帽

2.1方管卡

方管卡为倒置U-型，由三块长105mm×宽105mm×壁厚8mm的钢板焊接而成，形成80mm×100mm的卡座空间。在两侧直立侧面的一侧中间部位焊接有两个车有内丝的方管卡侧面管套，相应的侧面开有和管套通径的孔，管套外径30mm×壁厚5mm×长30mm，管套内旋入方管卡卡紧螺丝，螺丝旋入管套挤紧方管卡卡料可将整个承托架固定在矩形管材上。在另一直立侧面居中位置焊接一车有内丝的圆管卡侧面管套，相应位置不开孔，圆管卡侧面管套内径28mm×壁厚5mm×长27mm，圆管卡侧面管套用于旋拧连接圆管卡。在方管卡的顶面居中位置焊接一车有内丝的方管卡顶面管套，外径48mm×壁厚5mm×高55mm，该管套用于旋拧立撑杆。

2.2立撑杆

方管卡管套内拧入立撑杆，立撑杆为中空管，外径40mm×壁厚5mm×高600mm，底部车有外丝，外丝拧入方管卡侧面管套内，拧入到一定的深度后用立撑杆背帽锁定，背帽对面两侧设计有拧把。

2.2.1圆管卡管套。在立撑杆距底部198mm处呈弧度焊接一圆管卡管套，管套内径28mm×壁厚5mm×长30mm，该圆管卡管套用于旋拧圆管卡。

2.2.2 圆管卡。圆管卡为精铸管支架，一侧带有车有外丝的圆管卡丝杆，丝杆直径30mm×长50mm；丝杆外旋套圆管卡锁紧背帽，背帽对面两侧设计有转把。将圆管卡即精铸管支架套接在圆形支撑物上，实现整个承托架的另一种固定方式。圆管卡也可旋拧到方管卡侧面的圆管卡侧面管套中，达到安装位置动态调整的目的。

2.2.3横撑杆滑槽。横撑杆滑槽设计在立撑杆上。在立撑杆距离顶部50mm处的对称侧面开设长198mm×宽10mm的槽口，在一块长250mm×宽15mm×厚15mm的钢棒上开设一长197mm×宽10mm的横撑杆锲块滑槽，该横撑杆锲块呈弧度和横撑杆滑槽焊接，从而和横撑杆滑槽形成一体结构。该滑槽为横撑杆的上下移动提供滑道，实现横撑杆高度动态变化。

2.2.4 横撑杆管套。横撑杆管套整体长80mm×外径50mm×壁厚5mm，横撑杆管套为一一端车具有40mm深横撑杆管套内丝孔的钢棒。管套对接横撑杆滑槽的一端开设宽15mm×长50mm×深5mm的长条锲口，该锲口和横撑杆滑槽套接，在长条锲口的居中位置凿有深30mm×直径10mm的横撑杆管套丝孔，该丝孔旋拧横撑杆管套定位螺杆。立撑杆的顶部用封盖封堵。

2.3横撑杆

横撑杆由横撑杆管套丝杆和盘座管套组成。

2.3.1横撑杆管套丝杆。横撑杆管套丝杆为一车有外丝的长100mm×直径40mm的丝杆，丝杆的一端旋拧横撑杆管套，另一端旋拧盘座管套。丝杆上设计有两个背帽，分别动态锁定横撑杆管套和盘座管套，背帽上设计有转把。

2.3.2 盘座管套。盘座管套长150mm×外径50mm×壁厚5mm，车有内丝，和横撑杆管套丝杆旋拧。盘座管套居中焊接在盘座上。

2.4 盘座。

盘座为一直径198mm×壁厚3mm的钢盘，在钢盘上开设有外孔、滑移扇孔、矩形孔、梯形孔、内孔和盘座管套孔。

2.4.1外孔。距盘座周缘10mm处均匀开始8个直径10mm的孔，用于悬挂不同类型的防爆接线盒。

2.4.2 滑移扇孔。距盘座周缘20mm处开设宽10mm的对角扇形孔，该扇形孔为一圆形的四分之一长，用于悬挂不同类型的防爆接线盒。

2.4.3 矩形孔。距离盘座周缘40mm处开设4个宽10mm×长30mm的矩形孔，横纵对称各两条，用于悬挂不同类型的防爆接线盒。

2.4.4梯形孔。在相邻矩形孔的中间部位开设4个长30mm的梯形孔，两个对称一组，呈反向梯形，梯形宽口15mm、梯形窄口8mm。

2.4.5 内孔。距离盘座周缘50mm处均匀开设8个直径6mm的孔，用于悬挂不同类型的防爆接线盒。

2.4.6 盘座管套孔。在盘座的中间部位开设一个直径50mm的孔，焊接盘座管套。

3结语

防爆接线盒承托架的方管卡和圆管卡组合可实现在不同形状的支撑物上安装整体承托架的目的，各种背帽旋转锁紧定位可动态调整盘座的安装方向；盘座上布设各种形状的挂接孔和内外圆孔，各挂接孔和内外圆孔组合可实时改变防爆接线盒的安装方式；扇形、梯形、和矩形孔组合可实时调位防爆接线盒的安装角度；横撑杆和立撑杆旋转组配、高低错落，可满足不同的安装条件需要。

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