刍议固井水泥车中的液压传动技术

2014-02-03李未琴

中国科技信息 2014年24期

李未琴

河北渤海石油装备专用车有限公司

固井作业在油田勘探中是必不可少的，而固井水泥车又是固井作业中一项重要的工具。固井是比较复杂的一门有着特殊要求的技术，固井水泥车是固井设备中的关键工具，固井水泥车的性能直接可以影响到作业完成的质量。本文通过固井作业与固井水泥车概述、固井水泥车中的液压传动技术应用分析两大方面论述了固井水泥车中的液压传动技术应用实践。

油田勘探开发在不断地发展当中，具有混浆功能的固井水泥车越来越重要，在其他能源产业比如煤层气开发中也有着不可替代的位置。液压系统的性能和可靠程度是它的主要动力来源，同时也对混浆系统的工作能力和工作效率起着决定性的作用。

1 固井作业与固井水泥车概述

固井作业就是将套管下入到井内，到达一定的深度之后，在套管和井壁之间将水泥浆注入进去，进行封固。油气井都是有深有浅的，有的比较浅的有几百米，有的则比较深，都是上千米甚至上万米，里面的环境也是极其恶劣的，因为要承受地下物质的腐蚀和在勘探采油的作业中的很多问题，要在下入优质钢管的同时，在井筒和钢管环空使用水泥进行填充。

在一般情况下，在进行油田勘查开采中实施固井作业的过程中，油田的井深是在正逐渐增加的，传统的技术已经不能满足固井作业了，所以要用到各种设备与工具，通过这些专用的设备工具的联合来实现作业，这时可以有混浆能力的固井水泥车就派上了用场，成为了一种重要的工具设备，被应用到了固井作业中，将其取而代之。这个设备操作比较方便安全，可以对故障进行有效的诊断和预测，适用的范围也随之扩大，工作的内容就是固井作业中的井内水泥浆注入。

开展固井作业时，要先把下灰漏斗和混合器固定好，并且连接上，然后再连接相关的管线，连接完成后，下灰车就可以把干水泥通过连接好的管线注入下灰漏斗中，然后再利用固井水泥车特有的齿轮水泵系统来进行混浆的程序。在这里要注意，液压传动设计中液压缸的工作压力要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定，除此之外，还要考虑很多的因素，比如：设备适用场合的不同，特点的不同，还要考虑到经济和重量等因素，所以在进行混浆工作时的工作能力和工作成效受到了很大的影响，导致混浆作业的速度相对来说比较慢，其工作效率也很低。

2 固井水泥车中的液压传动技术应用分析

液压传动技术的应用优势和要求

1.液压传动技术应用的优势

在油田的勘查开采中，固井作业是要满足固井水泥车在工作能力方面的需求的，上面叙述中我们知道固井水泥车的齿轮水泵系统在混浆工作方面存在缺陷，应该用液压的传统方式进行固井水泥车混浆系统动力设计和应用，因为液压传动系统本身的动力源比较可靠、稳定，工作的耐久性比较好，那么在固井车水泥混浆系统设计应用之后，不仅能够实现固井水泥车混浆系统的长期稳定，还能够使其可靠地运行工作，在运行工作中受工作环境和工作能力的影响也比较小，从而使固井水泥车的工作效率大大提高。

2.液压传动技术应用的要求

在运用液压传动技术时，需要注意的是，固井水泥车的液压系统要能够驱动固井水泥车的各个离心泵的转速与扭矩，并能够满足其功能需求，使固井水泥车在工作的过程中，离心泵输出的液体排量和压力满足混浆系统的作业需求。还有，固井水泥车中的液压系统还要使液压动力驱动各个离心泵的转速能够在转速范围内进行任意的调整，液压系统的维度不可以高于50 度，这样才能够保证液压系统元件的使用寿命。

分析固井水泥车中的液压传动的设计

在确定液压泵的时候要考虑其最大的工作压力，将液压泵的流量确定下来，接下来选择液压泵的规格，最后将驱动液压泵的功率进行最终的确定。情况不同，针对固井水泥车要设计和应用的相关考虑也不尽相同，比如：要注意固井水泥车在进行混浆注入工作时混浆添加剂的含量、泥浆的密度不同和泥浆的注入速度不同等方面。

要根据固井作业的需要，来对混浆系统中不同密度和清水流量的设计和考虑分析。液压系统在进行正常的运行工作时，离心泵转速的调节方式只有零还有额定的功率两种，如果固井水泥车在工作过程中，需要液压系统离心泵已有的转速中的某个转速，那么就只能驱动液压泵中原动机变化的转速来进行调节，这样不仅麻烦，还容易在调解过程中发生变化。这就需要在液压系统中进行调速回路设计，以达到调节控制各个离心泵的转速的目的。

但是，这种方法也有一定的缺陷。

1.液压元件的制造要求比较高，技术和装配的难度都比较大，对于维护方面可能会比较严格。

2.液压传动是以液压泵为中心来工作的，在工作中液压油会有泄漏的情况，但是油液又是不可以压缩的，所以在一些对于传动比要求比较高的地方不适用。

3.液压油不能够在高温和低温的环境下工作，因为其受温度的影响比较高，温度有所改变的话，油液的黏度就会随之改变，影响传动的平稳性。

4.油液中如果有空气进入的话就可能引起一系列的问题，比如噪声或者震动，从而影响液压泵的工作性能。

5.这种方法不适合进行远距离的传输，一方面因为压力比较大，一方面油液很有可能受到污染，如果产生故障，不容易发现和排除。

调速回路是用来调定执行元件的工作速度的，液压缸能够承受一定的负值负载，并且可以比较平稳地运行。但是节流调速回路也是有一定缺陷的。

进油节流调速回路在运行的过程中，进油口会有节流阀限制流量，所以活塞会时快时慢的运动，而会有口又没有背压阀，对运动的平稳性就会有一定的影响，如果出现油液完全通过溢流阀回油的现象，就会造成很严重的问题，那就是液压油发热，会浪费很多能量，工作效率就会随之降低。

回油节流调速回路的节流阀设计在回油路中，所以在使用上会受到限制，只能用在功率不大，速度不高但是载荷变化比较大的场合。

冷却器的选择

液压设备在工作时产生的功率损失都会转化为热度，使液压油和原件的温度越来越高。在什么样的条件下，就应该选择与之相符的温度，在温度高的环境中就需用比较热的气温来启动和运转液压设备。所以，在对液压系统的冷却器进行选择和设计时，要考虑到环境条件和液压设备的性能要求。目前，直接在固井水泥车上安装冷却器是一个比较合理的方法。