连续油管作业机液气系统设计

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连续油管作业机是-种移动式液压驱动的起下和运输连续油管的设备。除了用于常规修井作业外，还可与其他设备配套使用进行特殊作业 ，如清蜡、酸化、压井、冲洗砂堵、钻井、完井、采油等，并解决了许多常规作业技术难以解决的问题。其基本功能是在作业时向油井中的油管或套管内下人或起出连续油管，并把连续油管缠绕在滚筒上以便移运。这些功能大部分都是通过液压驱动来完成。笔者主要通过三大部分对连续油管液气系统进行研究。

1 液压系统设计连续油管液压系统主要功能包括：能够控制连续油管进行 自由起下，承受连续油管的悬重、作业中需要的拉力和井内压力造成的上顶力，能够与地面泵注设备相连接，实现起下连续油管时的同步泵注，承受井内压力带压作业和处理紧急情况的防喷功能等。主要分为三大系统，分别是注入头控制系统、滚筒控制系统和综合泵液压系统。所有的液压泵均是由发动机通过-进四出的分动箱驱动，具体的系统布置如图 1所示 。

1.1 注入 头控制 系统连续油管注入头是连续油管下人和起出油井的关键设备，它的主要功能是克服井下压力对油管的上顶力和摩擦力，把连续油管下入井内或夹持不动或从井分动箱注入头油j滚筒油泵综合油泵图 1 液压系统布置图内取出。注人头由液压驱动，注人头液压系统采用了闭式系统，液控变量柱塞泵与变量马达组成闭式回路。

油管上升最大压力为 34.5MPa，油管下降时最大压力为 17 MPa。远程压力控制阀可以调节液压泵压力，通过操作台减压阀调节液压泵排量大小；液压马达同样为变量马达，通过马达的排量控制将速度分为高低两档，通过操作台两速选择阀实现马达高低速换档，在每档中又可通过对油泵的控制实现速度的无级调控。

注人头在提升或下人油管时，可能存在超负荷情收稿 日期 ：2012-11-30作者简介：孙仁俊(1986-)，男，湖北仙桃人，工程师，硕士，现主要从事石油装备液气设计工作。

--- ------80 液压与气动 2013年第6期况，这会使链条和马达转动得比操作台上设定的速度更快，出现注入头失控，从而影响注入头的工作性能，此问题也是影响注入头工作的主要问题，液路系统采用平衡阀技术可以很好地解决这个问题。

刹车控制对注入头来说是不可缺少的-部分。注人头在工作过程中，要保证刹车可靠。特别是在油管下入井内较深并需要油管悬挂于井内进行其他作业时，保证注入头将油管夹持住，注人头刹车需要非成靠。采用液压释放式刹车装置，具有制动力矩大、响应速度快、使用寿命长、抗衰退、抗污染能力强、免维护等特点，保证作业安全。

1.2 滚筒控制 系统油管滚筒是连续油管的储运设备，用以均匀地缠绕连续油管。滚筒采用液压驱动形式，驱动滚筒正反转，使连续油管起、下时在油管上保持-定的拉力，使其紧绕在滚筒上。滚筒马达液压系统利用定量叶片泵对滚筒马达进行控制。定量叶片泵与定量马达组成开式回路。滚筒马达为 1个可双向转动的马达，在油泵和马达之间有 1个液控比例换向阀，通过对这个换向阀的控制，可实现马达的正反转和快慢的控制。此换向阀的控制油压由综合泵通过 1个手动比例减压阀提供，即操作人员可通过对这个手动比例减压阀的操控实现对滚筒的操作。

滚筒刹车同样采用的是弹簧抱紧液压释放型制动。刹车安装在滚筒驱动马达上，无压力作用到刹车上时，弹簧拉伸活塞依靠摩擦力刹住滚筒和驱动马达轴上的刹车块，刹车安全可靠。

1.3 综合泵液压系统综合泵液压系统由1个带压力补偿的变量柱塞泵驱动多个负载，包括防喷器、防喷盒、排管器、操作室起升、软管滚筒等，通过流量控制阀来分别控制各个执行元件。为了确保油管夹紧、防喷器、防喷盒在作业过程中始终保持-定压力，需在相应的管路中设置蓄能器作为后备动力。另外，在这些管路中并联了手油泵，确保-旦系统中的油泵出现意外，可以保证油管的夹紧、防喷器和防喷盒的关闭。

2 气路系统设计对于车载连续油管，车台气路系统气源来自底盘储气罐。连续油管作业机气路系统-般分三路，-路接操作室仪表板上的气压表，指示系统气压值；-路接注人头链条润滑罐，驱动润滑油，对注人头链条进行润滑，在润滑油罐进口安装有减压阀，工作时，调节减压阀到压力值为 30 psi，在减压阀后安装二位三通阀，用于加油及检查时排空罐内压缩空气；另-路接滚筒油管润滑罐，驱动罐内防锈油，对油管表面进行喷涂防锈，在润滑油罐进口安装有减压阀，工作时，调节减压阀到压力值为 25 psi，在减压阀后安装二位三通阀，用于加油及检查时排空罐内压缩空气。

3 润滑系统设计润滑系统由注人头润滑系统和油管润滑系统组成。注人头润滑系统由压缩空气驱动润滑罐内的润滑油，经过管线连接到注人头喷油总管，对注入头链条、链轮及同步齿轮进行润滑。工作时，调节润滑罐进气口减压阀到压力值为30 psi。在注入头每起下连续油管 2000 m，喷油-次，持续 2 min。由安装在操作室仪表板上的针型阀进行开启及流量调节。油管润滑系统由压缩空气驱动润滑罐内的防锈油，经过管线连接到喷油总管喷嘴，对连续油管表面喷涂防锈油。工作时，调节润滑罐进气口减压阀到压力值为25 psi。在上提连续油管，剩余最后两层时进行喷油，由安装在操作室仪表板上的针型阀进行开启及流量调节。定期清理润滑油储积罐底污染物，添加满润滑油罐，直到润滑油罐最高液面。

4 结论连续油管作业机是由液压驱动的设备，要确保整个设备运转正常，运行之前需要注意以下几点：(1)检查发动机油位，需要时按规定添加润滑油；(2)检查发动机冷却液位，需要时按规定添加冷却液；(3)排尽液压油箱底部的水；(4)检查液压油箱，油管喷油装置油箱，注入头链条润滑油箱油位；(5)打开所有油泵进油口高压球阀；(6)检查注入头、滚筒、动力装置和操作室的润滑点是否按规程进行了润滑保养。