壓裂車液壓系統(tǒng)存在問題及改進(jìn)措施

壓裂車液壓系統(tǒng)存在問題及改進(jìn)措壓裂車液壓系統(tǒng)存在問題及改進(jìn)措 施施 壓裂泵車是油田實(shí)施壓裂酸化作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備 壓裂泵車 中的液壓系統(tǒng)是保證其正常工作的關(guān)鍵系統(tǒng) 而在現(xiàn)場施工中 經(jīng)常會(huì)遇到液力變矩器油液變質(zhì)而使?jié)櫥到y(tǒng)不能正常工作的 問題 嚴(yán)重影響著酸化壓裂施工的連續(xù)性 同時(shí)油液的變質(zhì)也 使得液力變矩器壽命縮短 基于此 本文以四機(jī)廠生產(chǎn)的 tyl105 型酸化壓裂泵車為例 在充分的現(xiàn)場調(diào)研分析的基礎(chǔ)上 對其液壓系統(tǒng)提出了改進(jìn)措施 以期改善其運(yùn)行狀態(tài) 壓裂泵車是油田實(shí)施壓裂酸化作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備 其主要作 用是利用壓裂泵車將攜帶有支撐劑的壓裂液打入儲層 在儲層 中撐開人工裂縫而形成原有通道 從而提高油井產(chǎn)量 在壓裂 泵車中液壓系統(tǒng)是保證其正常工作的關(guān)鍵系統(tǒng) 在施工作業(yè)時(shí) 臺上柴油機(jī)通過液力變矩器和萬向軸驅(qū)動(dòng)減速器 將動(dòng)力傳遞 給柱塞 同時(shí)從液力變矩器取力而驅(qū)動(dòng)液力端和動(dòng)力端潤滑油 泵 實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的潤滑 而在現(xiàn)場施工中 經(jīng)常會(huì)遇到液力變 矩器油液變質(zhì)而導(dǎo)致潤滑系統(tǒng)難以正常工作的問題 使壓裂作 業(yè)被迫中斷 嚴(yán)重影響了酸化施工的連續(xù)性 而且一旦油液變 質(zhì)就需要進(jìn)行重新更換 這將大大增加設(shè)備使用成本 同時(shí)會(huì) 縮短液力變矩器的使用壽命 為此本文以四機(jī)廠生產(chǎn)的 tyl105 型壓裂泵車為例 在充分調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上 提出了對液力 變矩器上的取力結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造的措施 液力變矩器結(jié)構(gòu)及其潤滑方式液力變矩器結(jié)構(gòu)及其潤滑方式 從液力變矩器結(jié)構(gòu)上分析 影響油液變質(zhì)的結(jié)構(gòu)方面的原 因主要集中在液力變矩器的動(dòng)力端和液力端 1 1 動(dòng)力端 壓裂泵車的動(dòng)力端主要由傳動(dòng)軸 連桿 曲軸 十字頭滑 塊 導(dǎo)板和殼體等部分構(gòu)成 其主要作用是將傳動(dòng)軸過來的旋 轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力 其中傳動(dòng)軸 曲軸及導(dǎo)板 分別安裝在殼體的固定支撐部位上 而十字頭滑塊則通過其內(nèi) 部的螺紋與液力端的柱塞相連接 傳動(dòng)軸和曲軸都采用合金鋼 熱鍛而成 兩軸之間通過人字齒輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞 曲軸上均勻 的分布著相互夾角為 120 的三個(gè)曲柄軸頸 曲柄軸頸和主軸頸的 偏心距為 120mm 連桿的兩端是滑塊軸承 在曲軸軸頸部位安裝 有一個(gè)剖分式雙金屬軸瓦 而在十字頭滑塊部位則是一個(gè)銅套 這里的剖分式雙金屬片軸瓦的內(nèi)表面因其使用條件不同而有所 不同 其中連桿上的軸瓦內(nèi)表面上澆鑄了一層錫銻合金 以使 其達(dá)能夠承受高壓沖擊 而連桿下軸瓦內(nèi)表面則設(shè)置了一條環(huán) 形槽 作為手機(jī)曲軸軸頸上面的油通道 以保證油液不流出曲 軸 并通過軸瓦下面的連桿上制的環(huán)形槽將油池與潤滑管連通 這兩種軸承的位置是不可調(diào)整的 當(dāng)軸瓦間隙大于 0 30mm 銅 套間隙大于 0 25mm 時(shí) 其磨損程度就已達(dá)到其使用極限 這 是就需要對這些零部件進(jìn)行更換 另外 在十字頭滑塊配有青 銅滑板在鋼制導(dǎo)板經(jīng)過熱處理的工作表面上滑動(dòng) 十字頭滑塊 和導(dǎo)板之間的間隙超過 1 2mm 時(shí) 就已達(dá)到其許用極限 需要 對其進(jìn)行調(diào)整 這是可以通過更換位于導(dǎo)板和泵殼之間的墊片 或更換已磨損的滑板來使其達(dá)到使用要求 而不需要再使用在 導(dǎo)板表面上鍍層的方法來調(diào)整 動(dòng)力端所采用的潤滑方式為 以柱塞泵的泵殼作為動(dòng)力端 的潤滑油池 潤滑油被齒輪泵從潤滑油池中吸出 并通過濾清 器和分配管 分別流向曲柄兩端的油孔 達(dá)到對主軸軸頸和連 桿軸頸的潤滑 同時(shí)噴射到兩端和中間兩個(gè)軸承上 流到十字 軸銷軸 齒輪則為飛濺潤滑 1 2 液力端 壓裂泵車液力變矩器的液力端主要由泵頭體 凡爾總成 凡爾座 柱塞 缸套 密封組件等部分構(gòu)成 泵頭體由分體式 合金鋼鍛造而成 并通過 m39 螺栓和盤根盒連接在一起 吸入 和排出凡爾總成都采用了相同的材質(zhì)和結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)上由凡爾 體 凡爾和凡爾蓋等部件組成 其中凡爾座和凡爾體的配合錐 角為 55 凡爾與泵頭體的配合錐度為 16 度 凡爾座的通孔半 徑為 40mm 柱塞首先用特殊的螺母和拉桿固定 然后拉桿直 接被固定在十字頭滑塊上 柱塞規(guī)格為 100mm 并用缸套壓帽 將缸套固定在泵頭體上 其潤滑方式為 齒輪泵動(dòng)盤根盒中吸 取潤滑油 并通過管線將其輸送至柱塞出實(shí)現(xiàn)潤滑 油液變質(zhì)原因分析油液變質(zhì)原因分析 液力變矩器液力端 液力端的機(jī)油泵都被安裝與液力變矩 器的側(cè)面 并通過取力器在液力變矩器上取力而得到動(dòng)力 經(jīng) 過上文對液力變矩器動(dòng)力端和液力端及其潤滑方式的分析 不 難看出引起液力變矩器油液變質(zhì)的原因主要兩個(gè)方面 一是動(dòng) 力端機(jī)油泵密封件失效 當(dāng)柱塞盤根的彈性頭密封圈失效后酸 液就會(huì)沿著管線進(jìn)入大泵的驅(qū)動(dòng)箱中 而對大泵中的齒輪油造 成污染 使其變質(zhì) 然后通過大泵的額潤滑驅(qū)動(dòng)管道進(jìn)入齒輪 泵 并對齒輪泵的油封造成破壞 從而使酸液持續(xù)不斷地進(jìn)入 液力變矩器內(nèi)部 導(dǎo)致液力變矩器內(nèi)的油液增多 大泵油液減 少 這時(shí)候設(shè)備操作人員僅僅通過觀察液面的方法很難及時(shí)發(fā) 現(xiàn)問題 二是液力端機(jī)油泵密封件失效 當(dāng)動(dòng)力端缸套密封圈 盤根的密封性能劣化或喪失后 油 酸液的混合物就會(huì)沿著潤 滑管線進(jìn)入盤根盒內(nèi)部 導(dǎo)致盤根盒內(nèi)的機(jī)油變質(zhì) 三是當(dāng)潤 滑柱塞的機(jī)油泵的密封件失效后 油 酸的混合液將沿著機(jī)油 泵和液力變矩器相連接的管道進(jìn)入液力變速器內(nèi)部 使液力變 矩器內(nèi)油面上升 大泵油面下降 同樣 操作手僅靠觀察液面來判 斷是不科學(xué)的 一般而言 液力變速器的油液沒工作 1000h 時(shí) 需要進(jìn)行更換 然而由于出現(xiàn)以上原因 會(huì)使液力變矩器的油 液迅速劣化 需要平均每工作 100 120h 就需要更換 而更換 一次需要 95l 左右的油液 造成了大量的浪費(fèi) 且給壓裂作業(yè) 埋下了安全隱患 液壓系統(tǒng)改進(jìn)措施液壓系統(tǒng)改進(jìn)措施 當(dāng)齒輪泵的油封失效后 潤滑油和酸液就會(huì)通過取力器兩 端機(jī)油泵進(jìn)入液力變矩器內(nèi) 為了防止液力變矩器油劣化變質(zhì) 有必要采取措施阻止雜質(zhì)進(jìn)入液力變矩器內(nèi)部 通過現(xiàn)場調(diào)研 查閱資料 并對改進(jìn)的可行性進(jìn)行分析 最終提出如下個(gè)改進(jìn) 措施 3 1 保證齒輪泵油封及盤根等密封件的質(zhì)量過關(guān) 齒輪泵油封和盤根劣化失效時(shí)導(dǎo)致潤滑油竄入液力變矩器 內(nèi)的重要原因 因此在更換油封時(shí)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān) 從源頭上杜絕 劣質(zhì)密封件 從而防止大泵油 盤根盒內(nèi)潤滑油不變質(zhì) 以此 來保證液力變矩器的良好運(yùn)行 延長其使用壽命 3 2 改造取力器兩端的潤滑油泵 齒輪泵的動(dòng)力是有取力器從液力變矩器上取得的 取力器 是連接液力變矩器和齒輪泵的重要部件 因此在壓裂車工作時(shí) 要密切監(jiān)測取力器兩端油泵的工作狀態(tài) 這樣才能有效的防范 大泵及盤根盒內(nèi)潤滑油竄入到液力變矩器內(nèi) 具體的改進(jìn)措施 有兩個(gè)方面 一是在取力器上裝設(shè)報(bào)警信號等 具體方法是首 先在取力器通道上打一直徑 10mm 的小孔 然后在小孔內(nèi)安裝 一個(gè)螺釘式的液體傳感器 并在操作臺上安裝以聲光報(bào)警器 將傳感器輸出端與報(bào)警器相連 并將接入 24v 電源 這樣一旦 油封失效而酸液通過油封進(jìn)入通道槽內(nèi)時(shí) 就會(huì)觸動(dòng)傳感器 而使聲光報(bào)警器點(diǎn)亮并發(fā)出報(bào)警聲 以引起操作人員注意 及 時(shí)查找原因并整改 二是在取力器通道底部安裝一條回油管線 方法是首先在取力器通道底部開一個(gè)小孔 并安裝一個(gè)放油閥 閥另一端接回油管線至盤根盒 這樣在作業(yè)中 如果齒輪泵油 竄入到取力器通道槽內(nèi) 聲光報(bào)警器觸發(fā) 操作人員可以立即 停泵并打開放油閥門 竄入到取力器通道槽內(nèi)的油液通過回油 管循環(huán)至盤根盒內(nèi) 這是可以繼續(xù)施工 待施工完畢后對其進(jìn) 行整改處理 這樣既避免了變質(zhì)的潤滑油進(jìn)入液力變矩器內(nèi) 同時(shí)又保證了施工的連續(xù)性 經(jīng)過上述改