带压开孔工程中设备自动化要点分析

国内自来水、天然气管道、石油管道、化工、煤气等管道对于国民生产和居民消费有着重要的作用。尤其是近年来对管道的需求更是与日俱增。正在服役的管道由于外力、腐蚀及自身材料的原因，随着使用时间的增加，失效的概率将不断提高，对管道的故障进行维修、维护及抢修成为重要的工作。

带压开孔封堵技术相比于传统施工方式有着无需对管道进行泄压、排空、吹扫、置换等作业并且无需动火等优势，以其作业时间短，安全便捷，使用效率高等优点成为了管道作业的首选技术。

带压开孔封堵技术发展主要围绕封堵器进行，在带压封堵上有很大改善，改善主要还是围绕着机械结构和材料。带压开孔机的机械构造成型和整体结构已经非常成熟，各种材料的应用已经完全具备市场竞争力，带压开孔钻的改造还需要投入大量的财力、人力和物力，尤其是对材料的研究，是不能放松的。做到投产一批，预研一批，要有强大的设计团队与实地操作试验团队来结合。

目前使用中的开孔机对于操作人员的依赖性比较大，需要操作人员根据作业中的切削声音以及个人的经验对开孔设备作业情况进行持续的观察与判断。我们需要通过对现场实际使用中出现和存在问题的研究，对实现带压开孔工程和带压开孔钻等设备的远程控制及设备操作自动化进行理论上的讨论和工程上的实践。

带压开孔设备的核心功能在于安全、高效地完成带压开孔作业。整个带压开孔作业包含以下几个阶段：焊接三通法兰、短接法兰；安装夹板阀（或阀门）；安装开孔机；置换联箱内部空气；开孔作业；完成作业；拆除开孔机；拆除夹板阀（或阀门）；封闭三通管径（或关闭阀门）。

开孔阶段是整个过程中的重点，而对于研究自动化的作业中，需要着重注意的事项：

(1)开孔过程中，操作人员不允许离开现场，并密切注意切削过程，当孔开通后应立即停车防止开孔刀将管道底部切伤或切通；

(2)开孔过程中，当开孔筒刀发生阻卡时，应立即关闭电源，停止切削，避免造成液压马达或液压工作泵站受损；

(3)防爆电机或汽油机液压工作泵站操作开关不应距离开孔机太远，以便出现状况时随时关闭和开启;

(4)开孔机在工作过程中（开孔筒刀在切削时），不允许进行反转。

大部分操作需要作业人员进行判断后作出反应，由此可见，在整个开孔作业的过程中，对于施工作业者的依赖性很大，更进一步的例子是在现场是否切通管道经常是通过切削的声音以及施工作业人员的个人经验判断。一个受到良好控制和管理的过程需要具备可重复性以及可测量性，目前的开孔过程还需完善。

在作业过程中，影响施工作业人员的判断的因素非常多。为了不影响用户的正常生活，作业施工通常安排在深夜，施工作业环境对于作业人员影响很大；施工人员需要在有限的时间内完成整个作业而不影响用户正常使用。

自动化操作系统主要包含以下功能：

(1)档位判断功能:根据变位手柄所处的状态自动判断目前带压开孔设备所处的档位，能分辨目前设备处于手动模式或液压驱动模式，根据识别的模式运行对应的系统程序;

(2)行进深度计算功能:通过改造四方头并安装编码器的方式捕捉四方头的旋转记录，根据旋转记录以及计算模型得到筒刀实时行进深度，避免了采用转数记录器安装困难以及旋转过程中容易出现测量值与实际值不匹配的情况;

（待续）

参考文献

1、《管道技术与设备》2017第6期；

2、《带压开孔技术在管道上的应用和拓展》科技展望，2015(27):130 －131

3、《不停输带压开孔封堵技术的应用》［J］． 管道技术与设备，2009(6):35 －38．