履帶通井機主液壓輸出系統的改造

劉廣友，呂茂巖

（中國石化勝利油田孤東采油廠，山東 東營 257237）

履帶通井機主液壓輸出系統的改造

劉廣友，呂茂巖

（中國石化勝利油田孤東采油廠，山東 東營 257237）

以XT12型履帶通井機為例，分析其液壓輸出系統存在的問題，通過選擇更換適合的齒輪泵，將機械掛合取力裝置改為齒套聯軸器，并加裝換向閥等進行改造。此結構可以推廣在其他品牌的通井機上。

履帶通井機；主液壓輸出系統；齒輪泵；齒套聯軸器；換向閥

一、引言

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

二、XT12型履帶通井機的組成及工作原理

1.XT12型履帶通井機組成

XT12型履帶通井機采用6135AK柴油發動機，底盤采用以T120型推土機為基礎改裝的通井機底盤，由車架部分、傳動系統、行走系統和主離合器系統組成。

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

2.工作原理

在作業中，CF-E90B齒輪泵通過驅力裝置在滾筒變速箱一軸獲取動力，將機械能轉換為液壓能，為液壓馬達提供動力源。液壓馬達將液壓能轉換為機械能，驅動液壓鉗工作。系統的壓力大小由溢流閥調控。液壓系統圖見圖1。

圖1 XT12型通井機液壓系統圖

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

(2)齒輪泵的掛合機構易損壞，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，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節溢流閥不當，使液壓系統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常掛合，當掛檔箱處于工作狀態時，掛檔撥叉和嚙合體直接接觸，相互之間不斷磨損，造成掛合機構損壞頻繁。

2.解決方案

經分析，考慮更換合適的齒輪泵；將機械掛合取力裝置改為齒套聯軸器，直接帶動齒輪泵運轉。此聯軸器可以自動調心，以補償由于齒輪泵的聯接箱體不同軸度。齒輪泵變成常嚙合式傳動，需在液壓管路系統中加裝換向閥，使齒輪泵在不工作時處于空轉運行潤滑狀態，這樣不用切斷主離合器就可拆卸快速接頭，并且可實現液路系統的壓力調整，從而起到保護齒輪泵、延長其使用壽命的作用。

四、主液壓輸出系統的改造

1.新齒輪泵選型

已知液壓鉗參數如下。

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

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

由于齒輪泵與發動機轉速比為1∶1。所以確定齒輪泵額定轉速必須高于1 200r/min。查液壓設計手冊可知，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，此泵的殼體材質為鑄鐵，耐腐蝕強度高，比原鋁制殼體更加適合。

2.取力裝置的改進

因CBG-2080齒輪泵的結構與CBF-E90B齒輪泵的結構不同，與原掛合機構不能匹配使用，所以需要對CBG-2080齒輪泵的驅力裝置進行改進。改進后的取力裝置如圖2所示。

圖2 取力裝置總裝圖

3.閥件的選擇

由于設計的取力裝置無掛合機構，CBG-2080齒輪泵長期處于工作狀態，需在主液壓輸出系統加裝換向閥，使齒輪泵在不工作時處于空運行狀態，并且可實現液壓系統的壓力調整，從而起到保護齒輪泵、延長其使用壽命的作用。根據液壓系統壓力、流量及功能，確定選用ZL20多路換向閥代替掛檔箱和溢流閥，其具體性能參數如下表所示：型號ZL20；公稱通徑20mm；公稱流量100L/min；公稱壓力16MPa。

五、應用情況

XT12履帶通井機新液路系統投入使用超過2年，實際使用情況表明，新的液壓輸出系統運轉良好，有效地延長了齒輪泵使用壽命，系統壓力更加穩定，減少了操作人員工作量，提高了作業效率。

[1] 雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京理工大學出版社，1998.

[2] 成大先.機械設計手冊(第五版)[M].機械工業出版社，2008.

[3] 孫桓.機械原理[M].西北工業大學出版社，2006.

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1671-0711（2014）03-0050-02

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