淺析液壓修井機節能技術

周文東 (中石化江漢石油工程有限公司井下測試公司，017300)

1 液壓修井機概述

液壓修井機工作環境不理想，載荷波動劇烈，導致發動機有時處于高油耗運行狀態，工作性能未能得到合理發揮，特別是液壓系統的能耗問題較為突出。國產液壓修井機不管是在外觀上，還是在工作性能上，又或者是在節能上，均和國外先進水平存在明顯差距。

最近幾年，液壓修井機已然憑借自身優異性能開始逐漸取代傳統機械式修井機。對于液壓修井機，其優點集中表現在下述方面：1）重量輕；2）體積小；3）結構緊湊；4）給進力大；5）傳動平穩；6）操縱容易；7）支持無級變速；8）自動控制等。由相關統計資料可知，國產液壓修井機實際功率并不理想，實際利用率僅能夠達到50%-70%[1]。由此可見，研究和利用液壓修井機節能技術已然成為當務之急。

2 液壓修井機能量損失分析

液壓泵是一種能量轉換裝置，它能夠將機械能“變作”液壓能，是液壓修井機的核心組成部分，同時也是影響液壓系統綜合效率的最主要部分。在能量轉換環節，液壓泵必然存在一定的能量損耗，一種是泄漏導致的流量損耗，另一種是由于相對運動摩擦而導致的機械損耗；通過液壓缸、液壓馬達能夠將液壓能“變作”機械能，在轉換環節因為相對運動的存在而導致一定的機械損失，同時密封部位泄漏也會導致容積損失，均會導致能量的無謂消耗，最終導致系統工作效率不高[2]。

3 液壓修井機節能技術

3.1 能量存儲及利用技術

在液壓修井機正常運行中，對其能量進行有效存儲，并加以充分利用，對于提升其節能性具有相當積極的現實意義。為達成上述目的，氣液聯動能量儲蓄體系應運而生。在該蓄能系統中，實現了高壓蓄液缸（1個）、高壓氮氣包（1個）的有機連接，在管柱下放環節，其提供的勢能和沒有獲得完全利用的動能均能夠通過蓄液缸對氮氣包的有效壓縮以完成對能量的有效回收，當應用到此類能量時，又能夠借助這一“氣—液聯動裝置”以實現對儲蓄能量的二次利用，如此一來，大幅提升和保證了能量的實際利用效率[3]。

3.2 能量輸出及回收技術

液壓修井機的整個工作過程可細化為若干個作業環節，各個環節對應著差異化的工作條件，同時也對應著差異化的能量輸出以及回收方式。為保證能量的有效輸出及回收，組合式油缸應運而生。組合式油缸擁有三個密封腔室，可根據具體的作業條件而采取不同的組合形式，從而提供符合實際需要的提升力類型，如此一來，在不同的工作條件下，均能夠借助對密封腔的適當組合來最大化地滿足修井作業的實際需要。在下放管柱時，需要對三個密封腔室予以相應的組合，如果管柱質量超過油缸提升力，那么能量差值便會傳輸給蓄能裝置并保存起來，從而實現對重力勢能的有效回收以及利用。

3.3 系統監控技術

在液壓修井機日常工作中，若想實現對能量的有效儲蓄、利用以及回收，離不開與之配套的系統監控技術。無論是油缸的組合應用，還是油管的上提和下放，均需要配備相應的檢測裝置來有效控制上述操作。所以，有必要為液壓修井機配備一個關于速度和力量的調控系統，該系統由兩大部分組成，一個是速度調節閥組，另一個是力擋控制閥組系統。前者能夠對液壓修井機的速度進行控制，即利用手動伺服閥在相應條件下對差油缸予以控制，而差油缸再向節流控制閥系統施加作用，最終完成對速度的有效調控。后者由兩大部分組成，一是控制凸輪（1個），二是液壓控制閥（若干個），兩者保持有機連接并通過一個手柄進行相應操控。在執行操控動作時，調整凸輪旋轉，此時液壓控制閥將會進入連通或者斷開狀態，在兩種不同狀態下，各個油缸對應著差異化的進油狀況，而差異化的進油狀況又會產生差異化的力的控制系統，如此一來，可實現對液壓修井機的能量的有效回收以及利用。

4 結語

總而言之，液壓修井機正憑借其優異性能在我國諸多領域得以普及，然而由于我國在該方面起步偏晚，因而尚有很多需要完善的地方，尤其是節能問題。在此背景下，相關技術人員應立足于自身實際情況，積極引入國外先進理念和技術，從而推動國內液壓修井機節能技術的可持續發展。

[1]馮定,楊志遠,柳進,李壽勇.液壓修井機現狀與發展趨勢[J].石油機械,2010,01:69-72.

[2]馮定,柳進,潘浩,楊成,劉莉.全液壓修井機起升系統的速度調節方法[J].機床與液壓,2011,06:55-57.

[3]秦臻,張琳,王俊濤.液壓蓄能修井機造型優化設計方法研究[J].機械設計,2014,08:108-111.