芻議固井水泥車中的液壓傳動(dòng)技術(shù)

李未琴

河北渤海石油裝備專用車有限公司

固井作業(yè)在油田勘探中是必不可少的，而固井水泥車又是固井作業(yè)中一項(xiàng)重要的工具。固井是比較復(fù)雜的一門有著特殊要求的技術(shù)，固井水泥車是固井設(shè)備中的關(guān)鍵工具，固井水泥車的性能直接可以影響到作業(yè)完成的質(zhì)量。本文通過固井作業(yè)與固井水泥車概述、固井水泥車中的液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用分析兩大方面論述了固井水泥車中的液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐。

固井作業(yè)在油田勘探中是必不可少的，而固井水泥車又是固井作業(yè)中一項(xiàng)重要的工具。固井是比較復(fù)雜的一門有著特殊要求的技術(shù)，固井水泥車是固井設(shè)備中的關(guān)鍵工具，固井水泥車的性能直接可以影響到作業(yè)完成的質(zhì)量。本文通過固井作業(yè)與固井水泥車概述、固井水泥車中的液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用分析兩大方面論述了固井水泥車中的液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐。

油田勘探開發(fā)在不斷地發(fā)展當(dāng)中，具有混漿功能的固井水泥車越來越重要，在其他能源產(chǎn)業(yè)比如煤層氣開發(fā)中也有著不可替代的位置。液壓系統(tǒng)的性能和可靠程度是它的主要?jiǎng)恿碓矗瑫r(shí)也對(duì)混漿系統(tǒng)的工作能力和工作效率起著決定性的作用。

1 固井作業(yè)與固井水泥車概述

固井作業(yè)就是將套管下入到井內(nèi)，到達(dá)一定的深度之后，在套管和井壁之間將水泥漿注入進(jìn)去，進(jìn)行封固。油氣井都是有深有淺的，有的比較淺的有幾百米，有的則比較深，都是上千米甚至上萬米，里面的環(huán)境也是極其惡劣的，因?yàn)橐惺艿叵挛镔|(zhì)的腐蝕和在勘探采油的作業(yè)中的很多問題，要在下入優(yōu)質(zhì)鋼管的同時(shí)，在井筒和鋼管環(huán)空使用水泥進(jìn)行填充。

在一般情況下，在進(jìn)行油田勘查開采中實(shí)施固井作業(yè)的過程中，油田的井深是在正逐漸增加的，傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能滿足固井作業(yè)了，所以要用到各種設(shè)備與工具，通過這些專用的設(shè)備工具的聯(lián)合來實(shí)現(xiàn)作業(yè)，這時(shí)可以有混漿能力的固井水泥車就派上了用場，成為了一種重要的工具設(shè)備，被應(yīng)用到了固井作業(yè)中，將其取而代之。這個(gè)設(shè)備操作比較方便安全，可以對(duì)故障進(jìn)行有效的診斷和預(yù)測，適用的范圍也隨之?dāng)U大，工作的內(nèi)容就是固井作業(yè)中的井內(nèi)水泥漿注入。

開展固井作業(yè)時(shí)，要先把下灰漏斗和混合器固定好，并且連接上，然后再連接相關(guān)的管線，連接完成后，下灰車就可以把干水泥通過連接好的管線注入下灰漏斗中，然后再利用固井水泥車特有的齒輪水泵系統(tǒng)來進(jìn)行混漿的程序。在這里要注意，液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)中液壓缸的工作壓力要根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段中的最大總負(fù)載力來確定，除此之外，還要考慮很多的因素，比如：設(shè)備適用場合的不同，特點(diǎn)的不同，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和重量等因素，所以在進(jìn)行混漿工作時(shí)的工作能力和工作成效受到了很大的影響，導(dǎo)致混漿作業(yè)的速度相對(duì)來說比較慢，其工作效率也很低。

2 固井水泥車中的液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用分析

液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和要求

1.液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

在油田的勘查開采中，固井作業(yè)是要滿足固井水泥車在工作能力方面的需求的，上面敘述中我們知道固井水泥車的齒輪水泵系統(tǒng)在混漿工作方面存在缺陷，應(yīng)該用液壓的傳統(tǒng)方式進(jìn)行固井水泥車混漿系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)計(jì)和應(yīng)用，因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)本身的動(dòng)力源比較可靠、穩(wěn)定，工作的耐久性比較好，那么在固井車水泥混漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用之后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)固井水泥車混漿系統(tǒng)的長期穩(wěn)定，還能夠使其可靠地運(yùn)行工作，在運(yùn)行工作中受工作環(huán)境和工作能力的影響也比較小，從而使固井水泥車的工作效率大大提高。

2.液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的要求

在運(yùn)用液壓傳動(dòng)技術(shù)時(shí)，需要注意的是，固井水泥車的液壓系統(tǒng)要能夠驅(qū)動(dòng)固井水泥車的各個(gè)離心泵的轉(zhuǎn)速與扭矩，并能夠滿足其功能需求，使固井水泥車在工作的過程中，離心泵輸出的液體排量和壓力滿足混漿系統(tǒng)的作業(yè)需求。還有，固井水泥車中的液壓系統(tǒng)還要使液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)各個(gè)離心泵的轉(zhuǎn)速能夠在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行任意的調(diào)整，液壓系統(tǒng)的維度不可以高于50 度，這樣才能夠保證液壓系統(tǒng)元件的使用壽命。

分析固井水泥車中的液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

在確定液壓泵的時(shí)候要考慮其最大的工作壓力，將液壓泵的流量確定下來，接下來選擇液壓泵的規(guī)格，最后將驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率進(jìn)行最終的確定。情況不同，針對(duì)固井水泥車要設(shè)計(jì)和應(yīng)用的相關(guān)考慮也不盡相同，比如：要注意固井水泥車在進(jìn)行混漿注入工作時(shí)混漿添加劑的含量、泥漿的密度不同和泥漿的注入速度不同等方面。

要根據(jù)固井作業(yè)的需要，來對(duì)混漿系統(tǒng)中不同密度和清水流量的設(shè)計(jì)和考慮分析。液壓系統(tǒng)在進(jìn)行正常的運(yùn)行工作時(shí)，離心泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方式只有零還有額定的功率兩種，如果固井水泥車在工作過程中，需要液壓系統(tǒng)離心泵已有的轉(zhuǎn)速中的某個(gè)轉(zhuǎn)速，那么就只能驅(qū)動(dòng)液壓泵中原動(dòng)機(jī)變化的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣不僅麻煩，還容易在調(diào)解過程中發(fā)生變化。這就需要在液壓系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)速回路設(shè)計(jì)，以達(dá)到調(diào)節(jié)控制各個(gè)離心泵的轉(zhuǎn)速的目的。

但是，這種方法也有一定的缺陷。

1.液壓元件的制造要求比較高，技術(shù)和裝配的難度都比較大，對(duì)于維護(hù)方面可能會(huì)比較嚴(yán)格。

2.液壓傳動(dòng)是以液壓泵為中心來工作的，在工作中液壓油會(huì)有泄漏的情況，但是油液又是不可以壓縮的，所以在一些對(duì)于傳動(dòng)比要求比較高的地方不適用。

3.液壓油不能夠在高溫和低溫的環(huán)境下工作，因?yàn)槠涫軠囟鹊挠绊懕容^高，溫度有所改變的話，油液的黏度就會(huì)隨之改變，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。

4.油液中如果有空氣進(jìn)入的話就可能引起一系列的問題，比如噪聲或者震動(dòng)，從而影響液壓泵的工作性能。

5.這種方法不適合進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，一方面因?yàn)閴毫Ρ容^大，一方面油液很有可能受到污染，如果產(chǎn)生故障，不容易發(fā)現(xiàn)和排除。

調(diào)速回路是用來調(diào)定執(zhí)行元件的工作速度的，液壓缸能夠承受一定的負(fù)值負(fù)載，并且可以比較平穩(wěn)地運(yùn)行。但是節(jié)流調(diào)速回路也是有一定缺陷的。

進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路在運(yùn)行的過程中，進(jìn)油口會(huì)有節(jié)流閥限制流量，所以活塞會(huì)時(shí)快時(shí)慢的運(yùn)動(dòng)，而會(huì)有口又沒有背壓閥，對(duì)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性就會(huì)有一定的影響，如果出現(xiàn)油液完全通過溢流閥回油的現(xiàn)象，就會(huì)造成很嚴(yán)重的問題，那就是液壓油發(fā)熱，會(huì)浪費(fèi)很多能量，工作效率就會(huì)隨之降低。

回油節(jié)流調(diào)速回路的節(jié)流閥設(shè)計(jì)在回油路中，所以在使用上會(huì)受到限制，只能用在功率不大，速度不高但是載荷變化比較大的場合。

冷卻器的選擇

液壓設(shè)備在工作時(shí)產(chǎn)生的功率損失都會(huì)轉(zhuǎn)化為熱度，使液壓油和原件的溫度越來越高。在什么樣的條件下，就應(yīng)該選擇與之相符的溫度，在溫度高的環(huán)境中就需用比較熱的氣溫來啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)液壓設(shè)備。所以，在對(duì)液壓系統(tǒng)的冷卻器進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到環(huán)境條件和液壓設(shè)備的性能要求。目前，直接在固井水泥車上安裝冷卻器是一個(gè)比較合理的方法。

3 結(jié)語

近些年來，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和原件在水平上有了很大的提高，運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)及新材料、新工藝等。油田勘探開發(fā)還在不斷地深入發(fā)展，綜上，為油田勘查開采提供一些可供選擇的建議。