王德余，王基龍，楊中興

（1.中國石油技術(shù)開發(fā)有限公司，北京 100028；2.中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司，天津 300450）

近年來，中國石油機(jī)械工業(yè)取得了長足發(fā)展。大量采油可能是造成這種現(xiàn)象的主要原因。隨著石油開發(fā)程度的提高，越來越多的石油產(chǎn)品開始出現(xiàn)在市場上，石油類型也發(fā)生了重大變化。在傳統(tǒng)的石油機(jī)械工業(yè)中，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的徑向密封圈長時(shí)間在高速摩擦下工作時(shí)，不可避免地會(huì)遭受高熱磨損并形成理化吸附膜，使石油機(jī)械完全無法發(fā)揮作用。機(jī)械設(shè)備的高速運(yùn)行會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的磨損，從而降低石油機(jī)械的使用效率。為了適應(yīng)具有先進(jìn)的液壓密封技術(shù)的石油工業(yè)的發(fā)展，需要對傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行極大的改進(jìn)，以促進(jìn)石油工業(yè)的積極發(fā)展。

1 液壓及密封技術(shù)的重要性

隨著液壓和氣動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，密封技術(shù)的發(fā)展過程也在不斷發(fā)展。長期以來，活塞密封技術(shù)已在國內(nèi)外廣泛使用?；钊芊饧夹g(shù)有兩種主要類型：第一，在特定的輸送介質(zhì)的幫助下，密封件的相應(yīng)部分在特定的壓力下被擠壓。通過這種方式產(chǎn)生相應(yīng)的徑向力，從而產(chǎn)生密封效果。但是，其密封唇易磨損，汽缸壁損壞，不能保證密封效果。第二，需要橡膠密封圈，該橡膠密封圈通過密封圈的彈性變形產(chǎn)生徑向壓力，以實(shí)現(xiàn)密封效果。密封原理是在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)通過施加對應(yīng)于密封圈的預(yù)緊力使復(fù)合密封圈彈性變形，然后產(chǎn)生徑向力，使復(fù)合密封圈與汽缸壁緊密接觸，有效地達(dá)到密封效果。然而，在某些工作過程中，由于摩擦而產(chǎn)生大量的熱量，該熱量累積在密封環(huán)中，使得難以及時(shí)釋放熱量，橡膠環(huán)的老化速度更快，并且相應(yīng)的密封裝置的壽命縮短。

液壓系統(tǒng)可以極大地改善大型機(jī)械設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)、基本操作和轉(zhuǎn)向功能。密封件在液壓設(shè)備的可靠運(yùn)行中起著決定性的作用。為了確保石油機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須確保機(jī)械液壓設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，并且必須保證石油機(jī)械設(shè)備的密封性能。在此過程中，如果石油機(jī)械的密封性能較弱，則石油機(jī)械的液壓性能和整體機(jī)械性能將越來越差。石油機(jī)械中的漏油和密封問題導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。油機(jī)的內(nèi)部泄漏和密封問題會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的內(nèi)部損壞，并縮短油機(jī)的使用壽命。因此，為了充分發(fā)揮石油機(jī)械液壓性能的重要作用，有必要通過將有效的液壓密封技術(shù)合理地應(yīng)用于石油機(jī)械來提高石油機(jī)械設(shè)備的密封性能。

2 液壓技術(shù)現(xiàn)狀

（1）制動(dòng)性能。大多數(shù)石油機(jī)械設(shè)備的操作需要液壓系統(tǒng)的配合，尤其是石油機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部變速箱。在操作過程中，它高度依賴液壓技術(shù)。只有良好的液壓技術(shù)才能保證變速箱的動(dòng)力運(yùn)行和換擋操作的順利完成。液壓技術(shù)在換擋過程中的應(yīng)用大大減輕了相關(guān)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，變速箱的換擋性能也得到了極大的提高。這表明，液壓技術(shù)對石油機(jī)械具有重大影響。

（2）啟動(dòng)性能。大多數(shù)工程機(jī)械都配備有液壓傳動(dòng)裝置，因此，在工程機(jī)械滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，它們可以在無損失的情況下啟動(dòng)和正常運(yùn)行。然而，可以看出，在將液壓技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械后，在工程機(jī)械的啟動(dòng)水平上的各種控制操作變得更加方便，并且將液壓技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程可以大大改善啟動(dòng)性能。

（3）工作裝置性能。液壓技術(shù)在石油機(jī)械中的應(yīng)用主要是由于其出色的傳動(dòng)性能。目前，中國使用的大多數(shù)石油機(jī)械都具有液壓傳動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。在這種情況下，在機(jī)器運(yùn)行期間引入石油機(jī)械可以降低機(jī)器運(yùn)行成本并確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

3 密封技術(shù)現(xiàn)狀

流體動(dòng)力徑向密封技術(shù)是石油機(jī)械中廣泛使用的密封技術(shù)。在應(yīng)用過程中，密封技術(shù)主要利用流體動(dòng)態(tài)壓力作用在動(dòng)態(tài)密封面上的原理。

（1）螺旋防噴器的應(yīng)用。近年來，不平衡的鉆井技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的視線。該技術(shù)的核心設(shè)備是螺旋防噴裝置，而圓形環(huán)形橡膠芯自密封式作為不平衡鉆井技術(shù)的代表性螺旋防噴裝置，被廣泛應(yīng)用于石油機(jī)械。研究表明，影響該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的主要因素是分包商的壽命和鉆桿密封結(jié)構(gòu)的壽命。因此，有關(guān)人員應(yīng)考慮轉(zhuǎn)包的壽命和鉆桿的密封結(jié)構(gòu)。但是，目前一些研究人員傾向于更加關(guān)注鉆桿的結(jié)構(gòu)密封技術(shù)，但往往忽略了分包的重要性，難以充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果。流體動(dòng)力徑向密封技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用解決了上述問題，大大提高了該技術(shù)的應(yīng)用效果。

（2）螺桿泵抽油系統(tǒng)的應(yīng)用。螺桿泵抽油系統(tǒng)是一種常用的地面機(jī)械變速箱，現(xiàn)已廣泛用于抽油作業(yè)中。在應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)主要利用光桿的旋轉(zhuǎn)功能來驅(qū)動(dòng)螺桿泵抽油系統(tǒng)的抽油桿，以充分利用連接功能，最終達(dá)到井下作業(yè)的目的。此系統(tǒng)的實(shí)施目前仍有許多缺點(diǎn)。在該階段用于拋光桿動(dòng)態(tài)密封的密封方法的質(zhì)量不高，這不僅在某種程度上增加了系統(tǒng)維護(hù)的難度，而且還導(dǎo)致對周圍環(huán)境的持續(xù)污染。針對這一問題，相關(guān)人員有效地將密封技術(shù)應(yīng)用于螺桿泵抽油系統(tǒng)，并通過開發(fā)光桿密封組合套筒，使用相應(yīng)的動(dòng)壓密封圈將襯套安裝在光桿密封上，以回收整個(gè)螺桿泵油，具有系統(tǒng)潤滑性和多功能性。

（3）沖管組件的應(yīng)用。通常情況下，應(yīng)使用鉆井液作為沖洗管底部與中心管之間的主要密封介質(zhì)，并應(yīng)采用動(dòng)態(tài)密封連接以反映沖洗管的耐高壓性和耐斷裂性。沖洗管組件是水龍頭的關(guān)鍵部分，其使用壽命非常重要。使用常規(guī)密封技術(shù)的密封不僅不能提高使用壽命，而且不能提高密封質(zhì)量。將密封技術(shù)有效地應(yīng)用于沖孔管總成可以解決上述問題。因此，非常有必要將密封技術(shù)有效地應(yīng)用于沖洗管組件。

4 液壓密封技術(shù)改良方案

密封技術(shù)是提高石油機(jī)械液壓性能的關(guān)鍵，現(xiàn)有的石油機(jī)械密封技術(shù)必須不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。

（1）定期清潔。良好的石油機(jī)械液壓系統(tǒng)應(yīng)定期清潔，以防止固體雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)，并在機(jī)器運(yùn)行時(shí)堵塞液壓系統(tǒng)管道。其中，液壓系統(tǒng)不清潔的常見情況是，石油機(jī)械企業(yè)使用的液壓不純凈，對石油機(jī)械的清潔和維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，不使用清潔的清潔和加油工具。值得注意的是，在石油機(jī)械的清洗過程中，不僅必須進(jìn)行石油機(jī)械的外部清洗，而且還必須進(jìn)行石油機(jī)械的內(nèi)部清洗。因?yàn)槁湓谟蜋C(jī)上的污垢和雜質(zhì)比油機(jī)外更有害。同時(shí)需要注意使用哪種液壓油，就需要控制液壓油的溫度和流量的時(shí)間，定期清潔液壓油的時(shí)間等都需要合理科學(xué)的規(guī)格。每個(gè)清潔時(shí)間間隔應(yīng)該相同，并且為了使油機(jī)的液壓系統(tǒng)正常工作，油機(jī)的液壓油補(bǔ)給應(yīng)該具有相同的類型。

（2）標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)。由于石油機(jī)械不是全自動(dòng)的，因此需要手動(dòng)操作和調(diào)整，特別是對于某些大型石油機(jī)械，如果在手動(dòng)操作過程中發(fā)生錯(cuò)誤，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的工程事故。在石油機(jī)械上運(yùn)行時(shí)，有必要禁用粗略的操作方法，以防止故障和對機(jī)器內(nèi)部液壓系統(tǒng)的損壞，從而影響整個(gè)石油機(jī)械的使用壽命。另外，為了使石油機(jī)械平穩(wěn)有效地運(yùn)行，有必要合理地選擇石油機(jī)械內(nèi)部的工作流量和風(fēng)量，以防止石油機(jī)械老化現(xiàn)象。

（3）多元應(yīng)用。采油在不同地區(qū)需要不同的方法和機(jī)器，這些石油機(jī)器使用的密封技術(shù)也不同。旋轉(zhuǎn)防噴器是中國油田開發(fā)項(xiàng)目中最常用的石油機(jī)械。但是，我們不能保證該設(shè)備在不平衡鉆孔過程中的密封性能。因此，有必要使用流體動(dòng)力密封環(huán)技術(shù)來確保密封性能并改善機(jī)器的液壓性能。一些地面機(jī)器的工作原理是通過抽油桿的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動(dòng)抽油桿。在密封方法上，應(yīng)結(jié)合使用拋光的桿形密封件，并使用兩個(gè)動(dòng)壓密封環(huán)潤滑整個(gè)石油機(jī)械系統(tǒng)，有效防止環(huán)境污染，減少相應(yīng)的維護(hù)和清潔成本，并確保石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

在傳統(tǒng)的石油機(jī)械行業(yè)中，石油機(jī)械設(shè)備的熱磨損容易發(fā)生，因此相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)非常認(rèn)真地對待技術(shù)的不斷改進(jìn)，以有效地保證效率和實(shí)用性。