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2 96 石油天然 气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 1 年 5 月第 3 3 卷第 5 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s Te c h n o l o g y J ． J P I Ma y ． 2 0 1 1 Vo 1 ． 3 3 N o 5 7 0 0型压裂车液压 系统改造及应用 刘林学 中 石化河南油田分公司井下 作业处， 河南南8 日 4 7 3 q 3 2 [ 摘要]河南油 田常用的 7 0 0型匪裂车的液力 变矩器 ，在酸化施工 中经常 出现 油液 变质 。导致润滑 系统不 能正常工作 ，从而使酸化施工不能连续 ，被追 中断，且一旦油液 变质 ，就 需更换润滑油 ，大大增 加 了成 本，缩短 了液力交矩器的使用寿帝。通过现场 研究和分析 ，本着 降低 成本、操作方便 的原则 ，对在 液力 _变速器上取力 的结构进行优化改造 ，通过 液体传感器 的油压 检测润滑 油是否泄露 ，避免 油液 窜入 液力变 速器 ，在 生产实践 中取得 了显著的成效 ，避免 了上述 问题的发生。 [ 关键词]压 裂车 ；液压系统；液力 变矩器 ；优化改造 [ 中图分 类号]T E 9 3 4 ． 2 [ 文献标识码]A [ 文章编 号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 】 0 5 0 2 9 6 0 2 河 南 油 田 引 进 的 NC 5 2 6 0 TYI 7 0型 压 裂 车 主 要 用 于 酸 化 、封 堵 、解 堵 、试 压 等 。施 工 作 业 时 ，该 车 底 盘 不 工 作 ，车 台 上 柴 油 机 通 过 液 力 变 矩 器 和 万 向 传 动 轴 将 动 力 传 至 减 速 器 ，带 动 柱 塞 工 作 ，从 液 力 变 速 器 取 力 驱 动 液 力 端 润 滑 油 泵 和 动 _勾端 润 滑 油 泵 。 现 场 使 用 时 ， 一 旦 油 液 变 质 ，就 需 更 换 润 滑 油 ，大 大 增 加 了成 本 ，缩 短 了液 力 变 矩 器 的 使 用 寿 命 。为 此 ，需 要 对 这 种 压 裂 车 液 压 系统 进 行 改 造 ，以 发 挥 它 的 真 正 功 效 。 1 结构 引起的原 因分析 从 结 构 分 析 来 看 ，液 力 变 速 器 的 油 液 变 质 ，主 要 是 由 动 力 端 和 液 力 端 引 起 的 。下 面 分 别 对 动 力 端 和 液 力 端 的 结 构 进 行 简 单 分 析 。 1 ．1 动 力 端 动 力 端 主 要 由传 动 轴 、 曲 轴 、 连 杆 、 十字 头 滑 块 、 导 板 和 壳 体 等 组 成 。它 是 将 传 动 轴 的 旋 转 动 力 变 成 柱 塞 往 复 动 力 的 传 动 机 构 。 传 动 轴 、 曲轴 及 导 板 分 别 装 于壳 体 相 应 支 撑 部 位 ，而 十 字 头 滑 块 通 过 其 内 螺 纹 和 液 力 端 的柱 塞 相 连 。传 动 轴 和 曲 轴 均 为 合 金 钢 锻 件 ，二 轴 间通 过 人 字 齿 轮 传 动 。 曲轴 上 匀 称 地 分 布 着 互 成 1 2 0 。 的 3个 曲柄 轴 颈 ，曲 柄 轴 颈 与 主 轴 颈 的 偏 心 距 为 1 2 0 ram。连 杆 二 端 都 是 滑 块 轴 承 ，在 曲 轴 轴 颈 处 是 一 剖 分 式 的 双 金 属 轴 瓦 ，而 在 - t 字 头 滑 块 处 是 一 个 铜 套 。 剖 分 式 的 双 金 属 片 轴 瓦 是 不 相 同 的 。 连 杆 上 轴 瓦 内 表 面 为 承 受 高 比压 浇 铸 了一 层 锡 锑 合 金 。连 杆 下 轴 瓦 内表 面 有 ～ 条 环 形 槽 ，可 收 集 曲 轴 轴 颈 上 面 的 油 ，使 其 不 流 出 曲轴 ，并 通 过 轴 瓦 下 面 的 连 杆 上 制 的 环 形 槽 将 油 池 与 润 滑 管 连 通 。这 2种 轴 承 是 不 可 调 整 的 ， 当 轴 瓦 间 隙 大 于 0 ． 3 0 ram ，铜 套 间 隙 大 于 0 ． 2 5 ram 时 ，磨 损 已 经 达 到 了 需 用 极 限 ， 这 些 零 件 必 须 更 换 。 十 字 头 滑 块 配 有 青 铜 滑 板 在 钢 制 导 板 经 过 热 处 理 的 工作 表 面上 滑 动 ，十 字 头 滑 块 和 导 板 之 间 的 间 隙 超 过 1 ． 2 mm 就 需 要 进 行 调 整 ，可 以 更 换 位 于 导 板 与 泵 壳 之 间 的垫 片 ，亦 可 以 更 换 已 经 磨 损 的滑 板 ，不 必 用 在 导 板 表 面 上 镀 层 的方 法 来 调 整 。 其 润 滑 方 式 为 ， 柱 塞 泵 泵 壳 就 是 动 力 端 的 润 滑 油 池 ，经 齿 轮 泵 把 油 池 中润 滑 油 吸 出 ，通 过 滤 清 器 ， 经 分 配 管 线 分 别 流 到 曲 轴 两 端 油 札 ，润 滑 主轴 颈 及 连 杆 轴 颈 ，喷 射 到 两 端 和 中 间 两 轴 承 上 ，流 到 十 字 轴 销 轴 ，齿 轮 靠 飞 溅 油 进 行 润 滑 。 1 ． 2 液 力 端 液 力 端 主 要 由 泵 头 体 、凡 尔 总 成 、凡 尔 座 、柱 塞 、 缸 套 、 密 封 组 件 等 组 成 。泵 头 体 为分 体 式 合 金 钢 锻 件 ，通 过 M 3 9螺 栓 与 盘 根 盒 连 接 。 吸 入 凡 尔 总 成 和 排 出 凡 尔 总 成 的 材 料 、 结 构 和 尺 寸 完 全 一 样 。 凡 尔 总 成 由凡 尔 体 、 凡 尔 、凡 尔 盖 等 组 成 。 凡 尔 座 和 凡 尔 体 的 配 合 锥 角 是 5 5 。 ，凡 尔 与 泵 头 体 的 配 合 锥 度 为 16，凡 尔 座 通 孔 直 径 为 8 0 ram。柱 塞 通 过 拉 杆 直 接 固 定 在 十 字 头 滑 块 上 ，它 由 一 个 特 殊 螺 母 固 定 ， [ 牧稿 日期]2 0 1 1 0 3一】 6 [ 作者简介]刘棋学 i 9 7 3一 ，男 ，1 9 9 4年长庆石油学校毕业 ，助理机械工程师 ，现主要从事压裂 、酸化车辆设备管理 工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷第 5期 刘林学 7 0 0型压裂车液压系统改造及应用 Z 9 7 从 填 料 盒 』 的 调 整 孔 可 以 扳 紧 这 个 螺 母 ，柱 塞 规 格 为 1 O O mm。 缸 套 靠 缸 套 压 』旧 紧 于 泵 头 体 上 。 其 润 滑 方 式 为 ，润 滑 油 经 齿 轮 泵 从 盘 根 盒 中 吸 ，涸 过 管 线 把 润 滑 油 送 至 幢 塞 处 进 行 润 滑 。 2 故障原因分析 动 力 端 和 液 力 端 的 机 油 泵 均 安 装 在 液 力变 矩 器 的 侧 面 ，通 过 取 力 器 取 力 。 越 过 以 f 分 析 ，可 以 看 出 造 成 液 力 变 速 器 油 液 变 质 的 形 式 有 2种 ① 动 力 端 机 油 泵 密 封 件 损 坏 。 当 柱 塞 盘 根 的 弹 性 头 密 封 圈 损 坏 后 ，酸 液 顺 着 管 线 进 入 大 泵 驱 动 箱 ，造 成 大 泵 内 轮 油 变 质 ； 随 后 通 过 大 泵 的 润 滑 驱 动 管 道 进 入 齿 轮 泵 ， 当 时 轮 泵 的 油 封 损 坏 后 ，酸 液 就 不 停 地 进 入 液 力变 矩 器 内 ，使 液 力 变 矩 器 内 油 面 上 升 ，大 泵 油 面 下 降 。 操 作 手 仅 靠 观 察 液 面 来 判 断 是 不 科 学 的 ； ② 液 力 端 机 油 泵 密 封 件 损 坏 。 当 缸 套 密 封 圈 损 坏 、盘 根 损 坏 后 ，油 、 酸 液 混 合 物 顺 着 润 滑 管 线 进 入 盘 根 盒 内 ，使 盘 根 盒 内 的 机 油 变 质 ； 当 润 滑 柱 塞 的 机 油 泵 的密 封 件 损 坏 后 ， 油 、 酸 液 混 合 物 就 顺 着 机 油 泵 与 液 力 变 矩 器 相 连 的 管 道 进 入 液 力 变 速 器 内 ，使 液 力 变 矩 器 内油 面 上 升 ， 大 泵 油 面 下 降 。同 样 ，操 作 手 仅 靠 观 察 液 面 来 判 断 是 不 科 学 的 。 液 力 变 速 器 的 油 液 通 常 每 - V ． 作 l 0 00 h才 进 行 更 换 ， 但 是 由 于 上 述 原 因 ， 造 成 液 力 变 矩 器 的 油 液 平 均 每 工 作1 0 0 ～ 1 2 0 h就 需 要 更 换 ，且 更 换 并 清 洗 一 次 就 需 要9 5 I 左 右 ， 现 在 油 价 义 昂 贵 ，这 样 大 大 加 大 了 生 产 成 本 。 3 液压 系统 的改 造 当 齿 轮 泵 油 封 损 坏 ， 润 滑 油 和 酸 液 就 会 通 过 取 力 器 两 端 机 油 泵 进 入 到 液 力 变 矩 器 内 ， 为 了 防 止 液 力 变 矩 器 油 变 质 ， 就 必 须 阻 止 杂 质 进 入 到 液 力 变 矩 器 内 。 经 过 认 真 查 找 原 因 和 改 造 可 行 性 分 析 ，从 以 下 几 个 方 面 进 行 改 造 1 严 把 齿 轮 泵 油封 及 盘 根 等 密 - 4 - 的 质 量 关 齿 轮 泵 油 封 和 盘 根 受 损 是 其 他 润 滑 油 窜 入 到 液 力 变 矩 器 的 重 要 关 口 ，只 有 把 握 好 油 封 和 盘 根 的 质 量 ，才 能 更 好 地 防 止 大 泵 油 、盘 根 盒 内润 滑 油 不 变 质 ， 既 保 护 了 液 力 变 矩 器 ，义 延 长 了液 力 变 矩 器 及 润 滑 油 的 使 用 寿 命 。 2 对 取 力 器 两 端 润 滑 油 泵 进 行 改 造 液 力 变 矩 器 通 过 取 力 器 把 动 力 传 递 给 齿 轮 泵 ， 所 以 取 力 器 是 连 接 液 力 变 矩 器 和 齿 轮 泵 的 重 要 部 件 ，只 有 监测 好 取 力 器 两 端 油 泵 工 作 状 况 ，才 能 防 止 大 泵 及 盘 根 盒 内 润 滑 油 窜 人 到 液 力 变 矩 器 内 。 改 造 措 施 如 下 一 是 在 取 力 器 通 道 上 安 装 报 警 信 号 灯 。 在 取 力 器 的 通 道 上 开 一 个 1 Omm 的 小 孔 ， 并 在 小 孔 内 装 个 螺 钉 式 的 液 体 传 感 器 。 同 时 ，将 与 传 感 器 相 连 的 报 警 信 号 灯 安 装 在 操 作 台 上 ，这 样 当 油 封 的密 封 圈 失 效 后 ， 酸 液 通 过 油 封 进 入 通 道 槽 内 从 而 触 动 传 感 器 的 触 点 ， 引 亮 信 号 灯 ， 当 操 作 手 看 到 信 号 灯 亮 时 就 知 道 齿 轮 泵 的 油 封 已 经 损 坏 。 二 是 在 取 力 器 通 道 底 部 安 装 回 油 管 线 。 在 取 力 器 通 道 底 部 打 一 个 孔 ， 安 装 一 个 放 油 闸 门 并 连 接 回 油 管 线 至 盘 根 盒 。 在 酸 化 压 裂 施 工 中 ， 当 齿 轮 泵 油 窜 入 到 取 力 器 通 道 槽 内 ，信 号 灯 就 亮 ，这 时 虽 然 润 滑 油 窜 人 到 取 力 器 通 道 槽 内 ，但 是 还 没 有 进 入 液 力 变 矩 器 内 ，看 到 信 号 灯 亮 后 操 作 手 马 上 停 泵 ，打 开 放 油 闸 门 ，将 通 道 内 的 润 滑 油 循 环 至 盘 根 盒 ，待 采 取 措 施 后 继 续 施 工 。这 样 既 阻 止 了变 质 的 润 滑 油 进 入 液 力 变 矩 器 内 义 保 证 了 连 续 施 工 ，从 根 本 上 解 决 了变 质 的 润 滑 油 进 人 液 力 变 矩 器 内 。 4 经济效益分析及预测 1 单 车 改 造 经 济 分 析液 力 变 矩 器 润 滑 油 使 用 时 间 改 进 前 a 一 7 0～1 0 0 h； 改 进 后 ， b一7 0 0～ 8 0 0 h。 更 换 1次 液 力 变 矩 器 润 滑 油 需 要 9 5 I 左 右 ， 市 场 价 格 为 3 2 ． 5元 ／ L， 即 每 次 更 换 润 滑 油 需 支 付 成 本 一 95 I 3 2 ．5元 ／L 3 08 7元 。 单 车 创 造 的 经 济 效 益 d 一 6一 n c ／ a 一 21 6 o 9～ 2 7 78 3元 。 2 单 车 更 换 配件 经 济 分 析更 换1台 液 力 变 矩 器 需 2 l余 万 元 。 通 过 上述 改 造 ，改 进 后 的 液 力 变 矩 器 润 滑 系 统 直 接 提 高 了酸 化 施 工 成 功 率 和 施 工 质 量 ，可 节 约 油 、材 料 费 用 3 0万 元 左 右 ， 同 时 降 低 了 2 1 2 人 的 劳 动 强 度 ， 不 仅 给 生 产 单 位 创 造 了 巨 大 的 经 济 效 益 而 且 节 省 了 大 量 的 人 力 和 物 力 ， 为 油 田 的 持 续 发 展 提 供 了有 力 保 障 。 [ 参 考 文献] [ 1 ]中斟农业机械 化科学研 究院 实用机械设计手册 编写组 ．实用机械设计手册[ M] ． 北京 机械工业出版社 ，1 9 8 7 ． [ 2 ]李松晶 ． 液压 系统原理 图分析技巧 [ M]．北京 化学T业出版社 ，2 0 0 9 ． [ 编辑] 苏开科 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m