XJ350型修井机滚筒刹车毂水循环冷却系统的改造

单建良，覃创辉

(中国石化胜利油田分公司临盘采油厂设备管理科，山东 临盘 251507)

胜利油田临盘采油厂于2009年投产了一台XJ350型修井机，该机的滚筒刹车毂冷却方式是由强制水循环冷却，为380V/0.75kW电动机驱动管道泵完成；由于采用380V高压电源，不符合安全管理规定，必须进行整改。为了使该机能够迅速、安全、高效地投入生产运行，通过分析与探索，对该机的滚筒刹车毂冷却系统管道泵驱动装置进行了技术改造，从而消除了380V外接电源的不安全因素，确保该机投产运行时符合安全管理规定。

一、原滚筒刹车毂水循环冷却系统简介

如图1所示，滚筒刹车毂的冷却系统工作原理是通过电动机驱动管道泵，使储水箱内的冷却液通过导水龙头，从滚筒轴内水道流入滚筒刹车毂环形内腔，又沿滚筒轴内水道经导水龙头流回储水箱的强制循环过程。循环过程中冷却液迅速将刹车毂制动产生的摩擦热量带出，达到冷却刹车毂减少磨损和异常裂纹的目的。

原滚筒刹车毂冷却系统存在以下缺点。

1.驱动管道泵的电动机为普通电动机，无防爆功能，且使用外接380V电源，不符合井场作业安全管理规定。

2.油井作业时，受井场条件限制，经常无法连接外供电源，使刹车毂水循环冷却系统无法正常工作，导致刹车毂裂纹出现漏水，影响刹车性能。

3.由于电动机安装在修井机车台上，修井机运转时的振动使电动机的工作可靠性降低、故障率增高、适应性减弱。

二、对刹车毂水循环冷却系统的改造要求

1.采用发动机获取动力替代电动机驱动管道泵，消除380V电源的不安全因素。

2.管道泵排量足够大，能适应发动机转速变化范围，发动机怠速时管道泵能正常循环，发动机高速时不超速且排量满足刹车毂散热的要求。

3.结构简单，维护和操作方便，使用寿命长，适应作业现场管理使用要求。

三、刹车毂水循环冷却系统改造的主要内容

1.根据原管道泵电动机功率和转速，采用发动机前端带传动方式可满足管道泵工作需求。将管道泵固定在发动机前端侧面，定制与发动机带轮相同模数的带轮，并安装在管道泵泵轴上，从发动机前端带轮空闲轮槽获取动力，替代电动机驱动管道泵进行循环。

2.选用额定转速相同、排量稍大的管道泵，目的是为了弥补由于发动机在低转速运转时所造成的管道泵排量不足。在管道泵的出口与储水箱之间安装了安全阀来控制管路压力，如图2所示。

3.设计管道泵带传动传动比。发动机达到满油门高速时管道泵达到额定转速，发动机怠速时管道泵能正常循环，依据这样的规律设计带轮传动比，使管道泵在发动机的转速变化范围内能正常循环和提供足够的排量。

4.安装管道泵可调节底座如图3所示，底板焊接在车台上，支架的螺栓孔为长槽形，可通过旋进或旋出顶丝来调整带的松紧度。

四、使用效果

从表1改造后的现场运行监测数据中看，发动机怠速时管道泵的排液能力有所下降，但不影响正常循环。起钻时管道泵在额定转速下工作，排量达到额定排量并迅速将热量带出，满足刹车毂散热的需求。

表1 刹车毂水循环冷却系统改造前后运行参数对比

该刹车毂水循环冷却系统自改进后已经使用1年，通过多种工况测试，运行正常。