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摘 要:液压动力水龙头广泛应用于修井作业中,本文介绍了液压动力水龙头的基本组成以及工作原理;详细分析了液压动力水龙头在安装以及拆卸过程中需要注意的问题;总结了动力水龙头相较于机械转盘在修井作业中的优势,以期为提升修井作业的效率,保障施工安全提供一定的帮助。
关键词:液压 动力水龙头 修井作业 应用研究
一、引言
液压动力水龙头是一种集液压、机械、气动等于一体的动力装置,经过半个多世纪的发展已经成为非常成熟的产品,广泛应用于多种修井作业中,诸如为磨铣作业提供适宜的转速及扭矩,作为机械式内、外割刀以及打捞器等装置的动力设备。目前先进的液压动力水龙头越来越重视电控技术与液压传动的结合,利用转速传感器、压力传感器、流量传感器将转速、钻压以及泵压等各种参数集中显示,以实现对修井作业的实时监控,提高作业效率的同时最大限度的保障施工安全。
二、液压动力水龙头的组成及工作原理
液压动力水龙头的组成如图1所示。它通常由液压站、动力水龙头本体以及辅助控制系统三部分组成。柴油机是液压站的动力源,液压泵将柴油机的机械能转化为液压能后,通过高压胶管将能量传递给动力水龙头。动力水龙头依靠齿轮传动的方式,带动主轴旋转,冲管组件以及鹅颈管与主轴形成钻井液的循环通道。辅助控制系统,一般采用液压系统,有时也会采用气动控制。控制对象一般为扭矩、转速以及功率。辅助控制系统能够实现远程控制,操作人员可以随时调节相关运行参数。液压动力水龙头的液压系统通常为闭式系统,液压泵多采用变量泵。液压动力水龙头可以在不同工况下工作,即能够工作在不同的功率曲线上,当需要不同功率时,调节柴油机的油门即可。
三、动力水龙头的拆卸及组装
1.动力水龙头的拆卸
动力水龙头在应用时,有时候需要进行拆卸,但要注意采取预防措施保证外部杂质不进入旋转头的内部。以THT-3.5动力水龙头为例,其在拆卸时应当遵循的流程主要是:
1.1首先将全部的液压软管取下,如果暂时不使用这些液压软管时,将其盘绕整理好,不能扭结在一起放置。
1.2取下液压软管后,将动力水龙头放置在机架上。
1.3将液压马达的防护装置取出,松开放油螺塞,将润滑油放净。
1.4卸下鹅颈管,取出紧定螺钉,松开盘根盒;取出冲管,取下支架,然后卸下盘根总成。把水龙头倒装过来,然后把管道从液压马达上取下来,再取下液压马达。
1.5将下端盖以及上端盖取下,然后取出中心管和齿轮轴,并将轴上的轴承依次取下,必要时将提环一并取下。
2.动力水龙头的重新组装
同样以THT-3.5动力水龙头为例,其组装流程主要是:
2.1将拆卸下来的零件进行清洗,然后检查人员确定零件完好无损并清理干净后,把壳体竖直放置在机架上准备组装。
2.2把主轴承、下轴承内圈和下密封环安装到中心管组件上。
2.3将部分零部件安装到轴上,安装人员再次检查壳体的顶面,保证其干净、平整没有毛刺后,将密封垫安装到在机身表面的适当位置。
2.4取一套3片垫片组成的垫片组,把它们放在机身表面上。将上盖板竖起来,把上部的油封压入到合适位置。将中心管上轴承的外座圈压入到上盖板中。将上盖板安装在壳体上。
2.5对钻杆下端面进行清理,然后将一个液压千斤顶顶在此处,选择一个量程合适的百分表置于中心管顶部。测量工作完成后,更换垫片组,其更换原则是:能够保证轴向移动量在0.1mm至0.2mm之间。
2.6倒置液压动力水龙头,检查人员对壳体底部进行检测,确定无毛刺、表面光滑后,放置垫片组。然后放置下盖板,插入销子,拧紧内六角螺栓。
2.7将垫片安放至壳体的小端面上,将两个油封安装到下端盖的孔内。将下端盖安装到壳体上,然后上紧螺钉。
2.8下盖板安装完成后,装配齿轮轴油封以及挡圈,然后装设液压马达,拧紧紧固螺钉。
2.9将壳体竖起,将油脂添加到上盖板油封,然后按照装配顺序一次安装盘根、垫环以及隔环。
2.10固定鹅颈管、上支架以及冲管,把上支架及背对液压马达的鹅颈管一起安到适当位置后,引导所附沖管进入到盘根盒中,插入上支架内六角螺钉并上紧。
2.11把装置平放在工作台上,把提环放到壳体的相应的位置上。通过调整提环是销,使得锁定销孔和位于提环内的孔相对齐,最后安装销轴,并拧紧固定螺母。
2.12把所有的管件都连接到液压马达上。然后安装液压马达的防护装置。
四、结语
随着国家对于修井作业中操作人员人身安全重视程度的不断提高,以及企业对施工效率的不断追求,液压动力水龙头在修井作业的应用越来越广泛。尽管在施工过程中,仍然存在诸如动力水龙头本体与井架的轻微碰撞等问题,但是不可否认,液压动力水龙头在提升工作效率,保障施工人员安全等方面发挥着重要作用。相信随着时间的推移,液压动力水龙头会更为完善,从而进一步提升修井作业水平。参考文献[1] 孔令飞,张冬梅,张东霞,周伟勤. 井下作业技术在苏丹的研究应用[J]. 油气井测试,2010年01期.[2] 王世倩. 连续油管采油技术的概况、应用与现状分析[J]. 科技创新导报,2010年15期.[3] 聂文平. 修井作业机械化装置的系统仿真与实验研究[D]. 东北石油大学,2011年.[4] 崔旭明,何富君,谭云,孟繁志,赵竟东. 修井作业油管自动拉排机的结构与参数设计[J]. 石油机械,2002年09期.