固井水泥車液壓系統(tǒng)常見故障及分析

陳永軍

摘要：固井水泥車是油田固井作業(yè)中的重要設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到固井作業(yè)的質(zhì)量，而液壓系統(tǒng)作為固井水泥車的重要組成部分，它的安全運行是進(jìn)行固井施工作業(yè)的前提，因此深入分析其故障產(chǎn)生的原因，對于保證其正常運行有著至關(guān)重要的作用。本文主要分析了固井水泥車液壓系統(tǒng)常見的故障及產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的排除措施。

關(guān)鍵詞：水泥車 ；液壓系統(tǒng) ；故障分析

固井水泥車是油田固井作業(yè)中的重要設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到固井作業(yè)完成的質(zhì)量，而其中固井水泥車液壓系統(tǒng)的安全運行是進(jìn)行固井作業(yè)的前提。固井雙機雙泵水泥車的液壓系統(tǒng)一般分為 5個部分：①由底盤車發(fā)動機取力驅(qū)動一柱塞泵，該柱塞泵再驅(qū)動循環(huán)離心泵馬達(dá)；②由底盤車變速箱取力驅(qū)動一柱塞泵，該柱塞泵再驅(qū)動噴射離心泵馬達(dá)；③由車臺左發(fā)動機前軸取力驅(qū)動一柱塞泵，該柱塞泵再驅(qū)動灌注離心泵馬達(dá)；

1、液壓油造成的液壓系統(tǒng)故障

1.1、由于液壓油質(zhì)問題造成的液壓系統(tǒng)故障

液壓油是液壓系統(tǒng)的血液、是液壓系統(tǒng)的重要的組成部分。它的功能是：有效地傳遞能量，潤滑部件和作為一種散熱介質(zhì)。在液壓油造成的液壓系統(tǒng)故障中，油質(zhì)和污染是造成的系統(tǒng)故障的主要原因。因為品質(zhì)好的液壓油具有較好的抗乳化性、水解安定性、抗泡性、空氣釋放性等性能，這些都是影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。而油液的黏度是保證液壓系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)的必要條件。正確選用液壓油是確保液壓系統(tǒng)正常和長期工作的前提。液壓油選擇不恰當(dāng)是液壓系統(tǒng)早期故障和耐久性下降的主要原因。因此應(yīng)按《雙機雙泵水泥車使用說明書》中規(guī)定的牌號選擇液壓油，特殊情況需 要使用代用油時，應(yīng)力求其性能與原牌號性能相同。不同牌號的液壓油不能混合使用，以防液壓油產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、性能發(fā)生變化。深褐色、乳白色、有異味的液壓油是變質(zhì)油，一定不能使用。

1.2、由于液壓油污染造成的故障

1.2.1、液壓系統(tǒng)進(jìn)水： 進(jìn)水由多方面原因造成。當(dāng)系統(tǒng)中的含水量超過0.5%后，一般會出現(xiàn)混濁，含有較多水的液壓油長期運行會加速油品的老化，產(chǎn)生銹蝕或腐蝕金屬。油中帶水后會使油品乳化，潤滑性明顯下降。所以在日常沖洗液壓油箱的時候，一定要避開油箱的空氣濾清器口，防止水進(jìn)入液壓油箱。如果發(fā)現(xiàn)進(jìn)水了，要將油箱底部的游離水及時放掉，并經(jīng)常監(jiān)測油中的水含量，在沒有專用儀器檢測時，可將液壓油滴到燒熱的鐵板上，來判斷水含量，當(dāng)水含量明顯超標(biāo)時應(yīng)及時更換液壓油。

1.2.2、液壓油混入空氣： 在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6%—8%的空氣，壓力降低時空氣會從液壓油中游離出來，氣泡破裂使液壓元件“氣蝕”，產(chǎn)生噪聲。大量的空氣進(jìn)入油液中將使“氣蝕”現(xiàn)象加劇，液壓油壓縮性增大，工作不穩(wěn)定，降低工作效率，執(zhí)行元件出現(xiàn)“爬行”等不良后果。另外，空氣還會使液壓油氧化，加速其變質(zhì)。

2、液壓系統(tǒng)溫度異常

2.1、液壓系統(tǒng)油溫過低

液壓系統(tǒng)的工作溫度一般控制在15～65℃之間為宜。液壓油溫過低時，其液壓油粘度增大，流動性差，阻力大，工作效率低；當(dāng)油溫低于15℃時，加大油泵轉(zhuǎn)速時容易損壞液壓馬達(dá)、閥、管道等。因此在低溫環(huán)境，液壓系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱運轉(zhuǎn)，啟動發(fā)動機后，空載怠速運轉(zhuǎn)3—5min ，然后扣合取力器開關(guān)，操縱手柄使工作裝置完成一個動作（如攪拌器旋轉(zhuǎn)），保持3-5min使液壓油通過溢流升溫。待油溫升高后，低負(fù)荷運轉(zhuǎn)一段時間后再正常工作。

2.2、液壓系統(tǒng)溫度過高

在炎熱地區(qū)，液壓油箱油溫也不得高于82℃。當(dāng)油溫超過規(guī)定溫度時，應(yīng)立即停止工作，及時檢查，排除故障后方可繼續(xù)工作。在液壓系統(tǒng)工作時，壓力損失、容積損失和機械損失等都會轉(zhuǎn)化為熱能而使油溫升高 。如果一但溫度升高，就會使油液的黏度下降，造成潤滑油膜變薄，破壞了油液的潤滑鏈，使液動元件磨損，內(nèi)泄增加，會造成油泵容積和效率下降，油泵的磨損增加，使用壽命縮短。對液壓元件來說，溫度升高產(chǎn)生的熱膨脹會使配合間隙減小，造成元件的失靈或卡死，同樣會造成密封元件變形和老化使系統(tǒng)漏油。所以在監(jiān)測液壓系統(tǒng)正常升溫的同時，應(yīng)能及時發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的異常溫升，及時查找原因排除故障。

2.2.1、容積損耗大而引起的液壓系統(tǒng)溫度高

回路里進(jìn)入空氣后，它將隨著油液在高壓低壓區(qū)循環(huán)，被不斷混入、溶入油液或從油液中游離出來，產(chǎn)生壓力沖擊和使油溫急劇上升，造成油液氧化變質(zhì)和零件剝蝕。因此在液壓泵各連接處、配合間隙等處，應(yīng)采取措施防止內(nèi)外泄露，減少容積損耗 ，完全清除掉回路里的空氣：為了防止回油管回油時帶入空氣，回油管必須插入油面下；油箱的液面要盡量大些，吸入側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開，選用有液流擴散器的回油過濾器，以達(dá)到消除氣泡的目的。

2.2.2、壓力過高引起的液壓系統(tǒng)溫度高

不能在不良的工況下，采用提高系統(tǒng)壓力來保證正常工作，這樣會增加能量損耗，使油液發(fā)熱，在滿足工作要求條件下盡量將系統(tǒng)壓力調(diào)到最低。

3、液壓系統(tǒng)壓力異常

壓力異常是雙機水泥車液壓傳動系統(tǒng)中最為常見的故障，工作壓力異常主要表現(xiàn)在工作壓力升不到工作要求，有時也表現(xiàn)為壓力升高后降不下來，致使液壓傳動不能正常工作，甚至運動件處于原始位置不動。雙機雙泵水泥車液壓傳動系統(tǒng)壓力不正常的主要表現(xiàn)形式之一就是循環(huán)泵油壓或循環(huán)泵補油壓壓力不足或者是過高。按照《雙機雙泵水泥車使用說明書》規(guī)定，其使用的派克牌循環(huán)液壓泵的主油壓一般在12-20Mpa范圍內(nèi)，補油壓一般在1.2-1.5Mpa。從邏輯診斷分析中可以看出，液壓系統(tǒng)工作壓力不足的主要原因有：壓力閥調(diào)整不到位、液壓泵出現(xiàn)故障以及壓力閥出現(xiàn)故障等方面。

3.1、液壓泵壓力閥的調(diào)整

遇到液壓泵主油壓或補油壓壓力不正常的時候，首先要對派克液壓泵的主油壓力閥和補油壓力閥進(jìn)行調(diào)整。調(diào)節(jié)壓力閥時，首先要先松開鎖緊螺母，然后在旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母，順時針旋轉(zhuǎn)為壓力增加，逆時針旋轉(zhuǎn)為壓力減少，調(diào)整完一定要上緊鎖緊螺母。如果現(xiàn)場調(diào)節(jié)后壓力沒有發(fā)生變化可以認(rèn)定是液壓泵或者是壓力閥本身出現(xiàn)故障。遇到補油壓壓力異常時可以補油壓力閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果壓力無法調(diào)整可判斷為補油泵故障，應(yīng)及時更換。

3.2、液壓泵故障

造成液壓泵故障的原因有很多：液壓泵使用時間過長，內(nèi)部各零件之間配合間隙超出規(guī)定技術(shù)要求，引起壓力脈動或者使壓力升不高；液壓泵各個相結(jié)合面密封不嚴(yán)導(dǎo)致空氣進(jìn)入；葉片泵中的葉片卡死，葉片與轉(zhuǎn)子裝反；柱塞泵中，柱塞卡死；還有液壓泵內(nèi)部零件加工質(zhì)量和裝配質(zhì)量差等等，都是液壓泵產(chǎn)生故障的原因，導(dǎo)致液壓傳動系統(tǒng)壓力不正常。針對液壓泵故障產(chǎn)生原因具體排除方法大致有：由于磨損而造成間隙過大的零件，要按修理工藝進(jìn)行修復(fù)，以保證配合間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。不能修復(fù)的零件應(yīng)更換新件，保證液壓泵的工作性能指標(biāo)。液壓泵的進(jìn)出油口密封要良好，不得泄露或進(jìn)入空氣。裝配液壓泵時，要執(zhí)行先清洗再裝配的原則。泵內(nèi)零件加工，貯存運輸都要嚴(yán)格執(zhí)行圖紙和各項工藝要求，裝配前要嚴(yán)格檢驗制度，不合格零件，不能裝到泵上去。

4、總結(jié)

雙機雙泵水泥車液壓控制系統(tǒng)的故障很復(fù)雜，涉及機械、電氣等領(lǐng)域，特別是一些閉環(huán)控制系統(tǒng)，這就要求我們在實際工作不斷的認(rèn)真分析研究總結(jié)。進(jìn)一步掌握了水泥車液壓系統(tǒng)故障的診斷和處理方法，將可快速處理現(xiàn)場故障，使設(shè)備在工作中發(fā)揮最大的作用，產(chǎn)生最大的效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李哲 SJX5342TSN型固井水泥車使用說明

[2] 李新德 液壓系統(tǒng)故障診斷與維修技術(shù)手冊 中國電力出版社2009年08月

（作者單位：中原石油工程有限公司固井公司）