劉廣友，呂茂巖

（中國(guó)石化勝利油田孤東采油廠，山東 東營(yíng) 257237）

履帶通井機(jī)主液壓輸出系統(tǒng)的改造

劉廣友，呂茂巖

（中國(guó)石化勝利油田孤東采油廠，山東 東營(yíng) 257237）

以XT12型履帶通井機(jī)為例，分析其液壓輸出系統(tǒng)存在的問題，通過選擇更換適合的齒輪泵，將機(jī)械掛合取力裝置改為齒套聯(lián)軸器，并加裝換向閥等進(jìn)行改造。此結(jié)構(gòu)可以推廣在其他品牌的通井機(jī)上。

履帶通井機(jī)；主液壓輸出系統(tǒng)；齒輪泵；齒套聯(lián)軸器；換向閥

一、引言

油田廣泛使用履帶通井機(jī)主要用于油田油、水、氣井小修、試油作業(yè)等，可在4 000m的深度范圍內(nèi)完成提升或下放油管、抽油桿、深井油泵，試油時(shí)進(jìn)行油井抽汲，清理油井時(shí)升降撈砂筒、提起或放下堵塞器、打撈井底落物，同時(shí)還能進(jìn)行井口安裝及起重、一般的牽引作業(yè)等輔助工作。

二、XT12型履帶通井機(jī)的組成及工作原理

1.XT12型履帶通井機(jī)組成

XT12型履帶通井機(jī)采用6135AK柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤采用以T120型推土機(jī)為基礎(chǔ)改裝的通井機(jī)底盤，由車架部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和主離合器系統(tǒng)組成。

XT12型通井機(jī)的主液壓輸出系統(tǒng)由液壓油箱、管路、取力裝置等組成，在作業(yè)中為液壓鉗提供動(dòng)力源。其中動(dòng)力元件為CBF-E90B齒輪泵，執(zhí)行元件為液壓鉗，控制元件為溢流閥和閘門。

2.工作原理

在作業(yè)中，CF-E90B齒輪泵通過驅(qū)力裝置在滾筒變速箱一軸獲取動(dòng)力，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，為液壓馬達(dá)提供動(dòng)力源。液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)液壓鉗工作。系統(tǒng)的壓力大小由溢流閥調(diào)控。液壓系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 XT12型通井機(jī)液壓系統(tǒng)圖

3.存在問題履帶通井機(jī)原液壓輸出系統(tǒng)主要存在2個(gè)方面的問題。(1)CBF-E90B齒輪泵的鋁制殼體容易破裂，密封件易損壞，從而造成液路系統(tǒng)的漏油和壓力不穩(wěn)。

(2)齒輪泵的掛合機(jī)構(gòu)易損壞，需要頻繁維修或更換，增加了操作人員的工作量，降低了工作效率，而且在不切斷主離合器時(shí)，不能拆卸快速接頭。

三、問題原因及解決方案

1.問題分析

齒輪泵易損壞的原因是操作人員調(diào)節(jié)溢流閥不當(dāng)，使液壓系統(tǒng)的瞬間壓力過高所致。并且CBF-E90B齒輪泵的殼體為鋁合金材料，不耐沖擊，故容易開裂。而齒輪泵的掛檔箱經(jīng)常掛合，當(dāng)掛檔箱處于工作狀態(tài)時(shí)，掛檔撥叉和嚙合體直接接觸，相互之間不斷磨損，造成掛合機(jī)構(gòu)損壞頻繁。

2.解決方案

經(jīng)分析，考慮更換合適的齒輪泵；將機(jī)械掛合取力裝置改為齒套聯(lián)軸器，直接帶動(dòng)齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)軸器可以自動(dòng)調(diào)心，以補(bǔ)償由于齒輪泵的聯(lián)接箱體不同軸度。齒輪泵變成常嚙合式傳動(dòng)，需在液壓管路系統(tǒng)中加裝換向閥，使齒輪泵在不工作時(shí)處于空轉(zhuǎn)運(yùn)行潤(rùn)滑狀態(tài)，這樣不用切斷主離合器就可拆卸快速接頭，并且可實(shí)現(xiàn)液路系統(tǒng)的壓力調(diào)整，從而起到保護(hù)齒輪泵、延長(zhǎng)其使用壽命的作用。

四、主液壓輸出系統(tǒng)的改造

1.新齒輪泵選型

已知液壓鉗參數(shù)如下。

擺線液壓馬達(dá)型號(hào)BM-D400，排量400mL/r，壓力10MPa，扭矩477N·m，轉(zhuǎn)速10～200r/min。因此，其最大流量為200r/min×400mL/r=80L/min。根據(jù)齒輪泵選型原則中的參數(shù)選擇，所以所選齒輪泵的流量必須大于80L/min，額定壓力高于10MPa。

柴油機(jī)型號(hào)6 135AK-6，額定功率(轉(zhuǎn)速)110kW (1 800r/min)，最大扭矩(轉(zhuǎn)速)720N·m(1 200～1 400r/min)。

由于齒輪泵與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比為1∶1。所以確定齒輪泵額定轉(zhuǎn)速必須高于1 200r/min。查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，CBG-2080齒輪泵的公稱排量為80mL/r，流量為80mL/r x1 200r/min=96L/min>80L/min。

其額定壓力為16MPa＞10MPa，額定轉(zhuǎn)速為2 000r/min>1 200r/min。所以CBG-2080齒輪泵滿足要求。

另外，此泵的殼體材質(zhì)為鑄鐵，耐腐蝕強(qiáng)度高，比原鋁制殼體更加適合。

2.取力裝置的改進(jìn)

因CBG-2080齒輪泵的結(jié)構(gòu)與CBF-E90B齒輪泵的結(jié)構(gòu)不同，與原掛合機(jī)構(gòu)不能匹配使用，所以需要對(duì)CBG-2080齒輪泵的驅(qū)力裝置進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的取力裝置如圖2所示。

圖2 取力裝置總裝圖

3.閥件的選擇

由于設(shè)計(jì)的取力裝置無掛合機(jī)構(gòu)，CBG-2080齒輪泵長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，需在主液壓輸出系統(tǒng)加裝換向閥，使齒輪泵在不工作時(shí)處于空運(yùn)行狀態(tài)，并且可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)整，從而起到保護(hù)齒輪泵、延長(zhǎng)其使用壽命的作用。根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力、流量及功能，確定選用ZL20多路換向閥代替掛檔箱和溢流閥，其具體性能參數(shù)如下表所示：型號(hào)ZL20；公稱通徑20mm；公稱流量100L/min；公稱壓力16MPa。

五、應(yīng)用情況

XT12履帶通井機(jī)新液路系統(tǒng)投入使用超過2年，實(shí)際使用情況表明，新的液壓輸出系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，有效地延長(zhǎng)了齒輪泵使用壽命，系統(tǒng)壓力更加穩(wěn)定，減少了操作人員工作量，提高了作業(yè)效率。

[1] 雷天覺.新編液壓工程手冊(cè)[M].北京理工大學(xué)出版社，1998.

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3] 孫桓.機(jī)械原理[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006.

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