鉆井平臺(tái)液壓升降系統(tǒng)主油泵壓力調(diào)整方法

摘要：在自升式鉆井平臺(tái)在壓樁、拔樁作業(yè)時(shí)，液壓油溫度達(dá)到55℃使用極限，不得不倒換樁腿進(jìn)行壓樁或拔樁作業(yè)。為消除這一現(xiàn)象，提高工作時(shí)效和設(shè)備的利用率，通過(guò)研究和試驗(yàn)，合理調(diào)節(jié)主油泵最高工作壓力和主油路溢流閥壓力設(shè)定值，在保證完成壓樁、拔樁作業(yè)的同時(shí)，使液壓系統(tǒng)能耗降低，發(fā)熱量減少，降低了液壓系統(tǒng)在壓樁或拔樁作業(yè)時(shí)液壓油的溫度，提高了工作時(shí)效和設(shè)備的利用率。

關(guān)鍵詞：鉆井平臺(tái)液壓升降系統(tǒng) 壓樁 拔樁 壓力調(diào)整 液壓油溫度

1、引言

2002年3月，渤海五號(hào)對(duì)液壓升降系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，更新后的升降系統(tǒng)在“壓樁”工況時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)“壓樁”作業(yè)還沒(méi)有完成，液壓油溫度已達(dá)到55℃使用極限，不得不倒換樁腿“壓樁”。等待油溫降到55℃以下，再繼續(xù)“壓樁”或“拔樁”。這樣一來(lái)，液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫狀態(tài)，極易造成橡膠密封件提前老化失效，存在很大的安全隱患。后來(lái)，更換了較大面積的熱交換器，冷卻海水管線通徑由2英寸更換為3英寸管線，液壓油溫升過(guò)快的現(xiàn)象沒(méi)有明顯的改善。既然加大熱交換器、增加冷卻水流量還不能使油溫降下來(lái)，說(shuō)明液壓系統(tǒng)在“壓樁”或“拔樁”工況時(shí)，發(fā)熱量很大，要想把油溫盡快地降下來(lái)，無(wú)限制地增大“冷卻量”即不現(xiàn)實(shí)也不科學(xué)，必須從降低系統(tǒng)發(fā)熱量上下功夫。

2、儲(chǔ)壓系統(tǒng)發(fā)熱量大的原因

正常工況下，液壓系統(tǒng)的能量通過(guò)液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件對(duì)外部機(jī)構(gòu)做功，有一部分能量在液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中，轉(zhuǎn)化為熱量，也就是液壓系統(tǒng)必須設(shè)置冷卻系統(tǒng)的原因。為什么在“壓樁”或“拔樁”工況時(shí)液壓油溫升非常快呢？“壓樁”或“拔樁”工況區(qū)別于正常工況在于此時(shí)的液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件液壓缸動(dòng)作非常緩慢，液壓系統(tǒng)對(duì)外部是“不”做功的，液壓泵的能量幾乎全部消耗在液壓系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱量，所以，此工況下，液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量特別大，事實(shí)上也證明了這一點(diǎn)。

3、合理調(diào)整主油泵最高工作壓力，降低系統(tǒng)發(fā)熱量

通過(guò)以上分析可知，“壓樁”或“拔樁”工況下液壓油溫升過(guò)快的原因是由于15#安全閥動(dòng)作引起的，從液壓系統(tǒng)原理圖（圖1-1）可知，15#閥在液壓系統(tǒng)中起著安全閥的作用，在液壓系統(tǒng)產(chǎn)生異常高壓時(shí)，通過(guò)15#安全閥將異常高壓卸掉，保護(hù)液壓系統(tǒng)的安全。在液壓系統(tǒng)中，不可或缺；再通過(guò)查看主油泵資料：該主油泵屬于“限壓式定量泵”，泵頭上設(shè)有最高工作壓力調(diào)整閥，泵在工作過(guò)程中，泵壓與排量與各種工況有關(guān)，在液壓系統(tǒng)的工作壓力沒(méi)有達(dá)到油泵的設(shè)定壓力值前，油泵以定排量方式工作，泵壓隨負(fù)荷變化而變化；當(dāng)泵壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，油泵內(nèi)部的溢流閥動(dòng)作，泵壓信號(hào)推動(dòng)軸向柱塞泵的配流盤(pán)，使油泵的排出流量向降低方向運(yùn)動(dòng)，隨工況的需要，直至排出流量降到零（“壓樁”或“拔樁”工況），此時(shí)泵壓會(huì)一直保持主油泵最高工作壓力的設(shè)定值。因?yàn)榇藭r(shí)只是保持泵壓，沒(méi)有流量輸出（或流量很小），所以，油泵的工作負(fù)荷很小。實(shí)測(cè)的油泵工作電流值約為50A，相比油泵滿負(fù)荷工作電流130A，降了80A。

依據(jù)此原理，只要把主油泵最高工作壓力調(diào)整到“壓樁” 或“拔樁”工況要求的210bar的壓力，把15#安全閥的壓力調(diào)整到230bar。就能滿足“壓樁”或“拔樁”工況對(duì)壓力需求，又不至于使液壓系統(tǒng)溫升過(guò)快。

4、系統(tǒng)15#安全閥與主油泵最高工作壓力調(diào)整

具體調(diào)整方法操作如下：準(zhǔn)備8〞活口扳手一把，4mm內(nèi)六角扳手一把。

4.1 15#安全閥壓力調(diào)整方法

5、結(jié)論

通過(guò)重新調(diào)整使液壓系統(tǒng)15#安全閥的壓力為230bar，主油泵的最大工作壓力為210bar后，實(shí)際運(yùn)行證明，在液壓系統(tǒng)所有工況運(yùn)行過(guò)程中，再也沒(méi)有出現(xiàn)液壓油溫升過(guò)快的現(xiàn)象，液壓油溫始終控制在正常范圍內(nèi)。在沒(méi)有增加任何投入的情況下，較好地解決了因液壓油溫過(guò)高，影響“壓樁”或“拔樁”工況正常進(jìn)行的矛盾。