雷齊松 鄭欣 汪婷 曹偉 何基國(guó)

摘要：隨著下套管技術(shù)的不斷發(fā)展，目前下套管用液壓動(dòng)力站的應(yīng)用規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。盡管下套管設(shè)備的使用的應(yīng)用效率，但是也帶來(lái)了許多新的故障問(wèn)題?；诖?，文章首先分析了動(dòng)力站的定義與特征，其次隊(duì)動(dòng)力站常見故障進(jìn)行了梳理，并在最后對(duì)液壓動(dòng)力站預(yù)防故障的策略進(jìn)行了解析，希望能夠有效提升液壓動(dòng)力站的裝備水平，確保工下套管作業(yè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力站、下套管設(shè)備、柱塞泵、液壓油、常見故障

液壓動(dòng)力站在下套管生產(chǎn)中起這關(guān)鍵的作用和意義。為了進(jìn)一步分析液壓動(dòng)力站常見故障的預(yù)防控制策略，現(xiàn)就液壓動(dòng)力站特征分析如下。

1液壓動(dòng)力站概述

液壓動(dòng)力站是下套管設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，它是液壓油箱、電機(jī)、柱塞泵、紙質(zhì)慮油器、溢流閥和聯(lián)軸器等構(gòu)成，它是通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)柱塞泵內(nèi)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生高壓，驅(qū)動(dòng)套管鉗大齒圈帶動(dòng)鉗頭夾緊套管進(jìn)行上扣作業(yè)，因此動(dòng)力站工作狀態(tài)好壞直接影響到套管使用，而動(dòng)力站在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，尤其是套管鉗上扣時(shí)，需要大排量高壓液壓油，機(jī)械高速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)動(dòng)力站內(nèi)部元器件容易損壞，所以故障率也顯著增加。只有解決了故障率問(wèn)題，才能夠真正體現(xiàn)出自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值。風(fēng)冷液壓動(dòng)力站外形圖見圖1

2 液壓動(dòng)力站常見故障

2.1動(dòng)力站不出油故障。

（1）電機(jī)旋向錯(cuò)誤。動(dòng)力電機(jī)一般為三相四線制，其中三相是380V火線，另外一根線為外接保護(hù)接地，而到井隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)后，需要井隊(duì)將液壓動(dòng)力站380V電源接到井隊(duì)配電盤上或MCC房?jī)?nèi)，由于電機(jī)的三相電流周期性的變化，會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下隨著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)將油箱內(nèi)抽到柱塞泵內(nèi)實(shí)現(xiàn)吸油，如果現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)接線為反轉(zhuǎn)動(dòng)力，動(dòng)力站不出油。

（2）吸油濾油器堵塞，該動(dòng)力站吸油濾油器采用的紙質(zhì)濾芯，它為玻纖濾紙，其使用特點(diǎn)是耐高溫、精度高 ，濾材比較厚，納污量比較大，阻力小，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度不夠高，因此設(shè)計(jì)時(shí)玻纖濾紙外層增加了一層金屬網(wǎng)作為保護(hù)，但實(shí)際使用中，由于使用不當(dāng)或液壓油過(guò)臟，抽吸壓力鍋大，金屬網(wǎng)會(huì)被抽吸變形嚴(yán)重，使得吸油濾油器堵塞，影響動(dòng)力站的使用。

2.2動(dòng)力站無(wú)壓力或壓力上不去故障。

柱塞泵內(nèi)部磨損或損壞。普通液壓動(dòng)力站多采用TCY14-1B斜盤式壓力補(bǔ)償變量柱塞泵/馬達(dá)，其主體部分由傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，使均勻分布在缸體上的七個(gè)柱塞繞傳動(dòng)軸中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)中心彈簧將柱塞組件中的滑鞋壓在變量頭（或斜盤）上，這樣，柱塞隨著缸體的旋轉(zhuǎn)而作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成吸油和壓油動(dòng)作，而運(yùn)動(dòng)部件的高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞表面和缸體相互摩擦，微小顆粒金屬顆粒會(huì)造成柱塞和缸體損壞，據(jù)近幾年對(duì)動(dòng)力站柱塞泵的維修調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題發(fā)生概率較大，因此應(yīng)加強(qiáng)做好故障分析與排除。 柱塞泵結(jié)構(gòu)圖見圖2。

2.3液壓油受污染問(wèn)題

（1）液壓油過(guò)期。通常情況下，動(dòng)力站所使用的液壓油是清亮，半透明或者透明的液體。如果潤(rùn)滑油發(fā)生氧化，顏色會(huì)發(fā)生變化，會(huì)使得液壓油乳化嚴(yán)重。另外，潤(rùn)滑油的透明度降低，說(shuō)明潤(rùn)滑油的油質(zhì)發(fā)生了變化。潤(rùn)滑油如果氣味發(fā)酸，發(fā)臭，都說(shuō)明已經(jīng)變質(zhì)。此外，油的粘度如果都能觀察到明顯變化（變稀、變稠），性狀不均勻，都會(huì)造成潤(rùn)滑零部件效果不佳，使得都不應(yīng)該再繼續(xù)使用，潤(rùn)滑示意見圖3。

（2）液壓油在長(zhǎng)期高溫下使用而質(zhì)變。

對(duì)于液壓動(dòng)力站來(lái)說(shuō)，一般當(dāng)液壓油溫度為50～80℃時(shí)，液壓油的粘稠度、潤(rùn)滑性、耐磨性均處于最佳狀態(tài)，工作效率最高。當(dāng)液壓油溫度超過(guò)95℃時(shí)，液壓動(dòng)力站潤(rùn)滑效果下降，零部件磨損加劇，而且還嚴(yán)重威脅液壓元器件的安全和壽命。

3 液壓動(dòng)力站預(yù)防常見故障的解決方法

3.1對(duì)于電機(jī)旋向的解決方法

主要采取將電源線的相序任意兩項(xiàng)對(duì)調(diào)即可，可以人工簡(jiǎn)單將電源線兩項(xiàng)線進(jìn)行調(diào)換，但此方法操作步驟繁瑣，而且安全性差，另一種方法是通過(guò)控制線路的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)自動(dòng)換線，在電機(jī)控制線路中的主回路將設(shè)計(jì)出兩個(gè)接觸器，即正轉(zhuǎn)接觸器KM1和反轉(zhuǎn)接觸器KM2.當(dāng)接觸器KM1的三對(duì)主觸頭接頭接通時(shí)，三相電源的相序按U-V-W接入電機(jī)，當(dāng)接觸器KM1的三對(duì)主觸頭接頭斷開，接觸器KM2的三對(duì)主觸頭接頭接通時(shí)，三相電源的相序按U-W-V接入電機(jī)，電機(jī)就向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制原理見圖4

3.2對(duì)于吸油濾油器堵塞和柱塞泵損壞的解決方法

吸油濾油器堵塞和柱塞泵損壞的原因有是多方面，其主要原因是液壓油中有雜質(zhì)過(guò)多，原因一是柱塞泵高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦產(chǎn)生金屬顆粒，雜質(zhì)長(zhǎng)期沉淀至液壓油箱底部，原因二是添加液壓油時(shí)，盛具不清潔，造成雜質(zhì)進(jìn)入，還有動(dòng)力站液壓油箱密封膠墊老化，油箱上蓋緊固和密封不嚴(yán)，造成灰塵和雜質(zhì)進(jìn)入液壓油箱內(nèi)，因此在液壓動(dòng)力站使用中應(yīng)做好及時(shí)清理液壓油箱和更換液壓油、油箱密封膠墊等工作。

3.3液壓油在高溫下變質(zhì)的解決方法

在新型動(dòng)力設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)一種便于散熱的液壓油箱，包括箱體，箱體的一端設(shè)置有用于液壓油回流的回油管，箱體的另一端設(shè)置有用于液壓油輸出的出油管。箱體內(nèi)設(shè)置有螺旋狀換熱管，螺旋狀換熱管的兩端分別延伸至箱體外，螺旋狀換熱管的一端與輸送泵的吸入口管道連接，螺旋狀換熱管的另一端與輸送泵的輸出口管道連接，輸送泵通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng);連接到輸送泵的輸出口的管道連接設(shè)置有散熱器，散熱器外設(shè)置有冷卻風(fēng)扇。輸送泵的吸入口處的管道上連接有散熱器;螺旋狀換熱管盛放有液態(tài)的換熱介質(zhì)，液態(tài)的換熱介質(zhì)為清水或者鹽水。此設(shè)計(jì)方法具有散熱效果好、利于油品保持質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，液壓動(dòng)力站在使用過(guò)程中具有設(shè)備復(fù)雜性強(qiáng)、維護(hù)難度大的特點(diǎn)。正常使用過(guò)程中，除了常見的溫度控制、流量控制故障外，還有液位控制故障、調(diào)節(jié)閥故障等多種故障類型。結(jié)合自動(dòng)化儀表的管理策略，筆者提出了自動(dòng)診斷、監(jiān)視模型分析以及遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)整等維護(hù)策略，希望可以幫助提升儀表自動(dòng)化技術(shù)的控制管理水平，順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)。

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