浅析液压修井机节能技术

周文东 (中石化江汉石油工程有限公司井下测试公司，017300)

1 液压修井机概述

液压修井机工作环境不理想，载荷波动剧烈，导致发动机有时处于高油耗运行状态，工作性能未能得到合理发挥，特别是液压系统的能耗问题较为突出。国产液压修井机不管是在外观上，还是在工作性能上，又或者是在节能上，均和国外先进水平存在明显差距。

最近几年，液压修井机已然凭借自身优异性能开始逐渐取代传统机械式修井机。对于液压修井机，其优点集中表现在下述方面：1）重量轻；2）体积小；3）结构紧凑；4）给进力大；5）传动平稳；6）操纵容易；7）支持无级变速；8）自动控制等。由相关统计资料可知，国产液压修井机实际功率并不理想，实际利用率仅能够达到50%-70%[1]。由此可见，研究和利用液压修井机节能技术已然成为当务之急。

2 液压修井机能量损失分析

液压泵是一种能量转换装置，它能够将机械能“变作”液压能，是液压修井机的核心组成部分，同时也是影响液压系统综合效率的最主要部分。在能量转换环节，液压泵必然存在一定的能量损耗，一种是泄漏导致的流量损耗，另一种是由于相对运动摩擦而导致的机械损耗；通过液压缸、液压马达能够将液压能“变作”机械能，在转换环节因为相对运动的存在而导致一定的机械损失，同时密封部位泄漏也会导致容积损失，均会导致能量的无谓消耗，最终导致系统工作效率不高[2]。

3 液压修井机节能技术

3.1 能量存储及利用技术

在液压修井机正常运行中，对其能量进行有效存储，并加以充分利用，对于提升其节能性具有相当积极的现实意义。为达成上述目的，气液联动能量储蓄体系应运而生。在该蓄能系统中，实现了高压蓄液缸（1个）、高压氮气包（1个）的有机连接，在管柱下放环节，其提供的势能和没有获得完全利用的动能均能够通过蓄液缸对氮气包的有效压缩以完成对能量的有效回收，当应用到此类能量时，又能够借助这一“气—液联动装置”以实现对储蓄能量的二次利用，如此一来，大幅提升和保证了能量的实际利用效率[3]。

3.2 能量输出及回收技术

液压修井机的整个工作过程可细化为若干个作业环节，各个环节对应着差异化的工作条件，同时也对应着差异化的能量输出以及回收方式。为保证能量的有效输出及回收，组合式油缸应运而生。组合式油缸拥有三个密封腔室，可根据具体的作业条件而采取不同的组合形式，从而提供符合实际需要的提升力类型，如此一来，在不同的工作条件下，均能够借助对密封腔的适当组合来最大化地满足修井作业的实际需要。在下放管柱时，需要对三个密封腔室予以相应的组合，如果管柱质量超过油缸提升力，那么能量差值便会传输给蓄能装置并保存起来，从而实现对重力势能的有效回收以及利用。

3.3 系统监控技术

在液压修井机日常工作中，若想实现对能量的有效储蓄、利用以及回收，离不开与之配套的系统监控技术。无论是油缸的组合应用，还是油管的上提和下放，均需要配备相应的检测装置来有效控制上述操作。所以，有必要为液压修井机配备一个关于速度和力量的调控系统，该系统由两大部分组成，一个是速度调节阀组，另一个是力挡控制阀组系统。前者能够对液压修井机的速度进行控制，即利用手动伺服阀在相应条件下对差油缸予以控制，而差油缸再向节流控制阀系统施加作用，最终完成对速度的有效调控。后者由两大部分组成，一是控制凸轮（1个），二是液压控制阀（若干个），两者保持有机连接并通过一个手柄进行相应操控。在执行操控动作时，调整凸轮旋转，此时液压控制阀将会进入连通或者断开状态，在两种不同状态下，各个油缸对应着差异化的进油状况，而差异化的进油状况又会产生差异化的力的控制系统，如此一来，可实现对液压修井机的能量的有效回收以及利用。

4 结语

总而言之，液压修井机正凭借其优异性能在我国诸多领域得以普及，然而由于我国在该方面起步偏晚，因而尚有很多需要完善的地方，尤其是节能问题。在此背景下，相关技术人员应立足于自身实际情况，积极引入国外先进理念和技术，从而推动国内液压修井机节能技术的可持续发展。

[1]冯定,杨志远,柳进,李寿勇.液压修井机现状与发展趋势[J].石油机械,2010,01:69-72.

[2]冯定,柳进,潘浩,杨成,刘莉.全液压修井机起升系统的速度调节方法[J].机床与液压,2011,06:55-57.

[3]秦臻,张琳,王俊涛.液压蓄能修井机造型优化设计方法研究[J].机械设计,2014,08:108-111.