浅谈液压及密封技术在石油机械中的应用

王德余，王基龙，杨中兴

（1.中国石油技术开发有限公司，北京 100028；2.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，天津 300450）

近年来，中国石油机械工业取得了长足发展。大量采油可能是造成这种现象的主要原因。随着石油开发程度的提高，越来越多的石油产品开始出现在市场上，石油类型也发生了重大变化。在传统的石油机械工业中，传统机械设备的径向密封圈长时间在高速摩擦下工作时，不可避免地会遭受高热磨损并形成理化吸附膜，使石油机械完全无法发挥作用。机械设备的高速运行会加速机械设备的磨损，从而降低石油机械的使用效率。为了适应具有先进的液压密封技术的石油工业的发展，需要对传统设备进行极大的改进，以促进石油工业的积极发展。

1 液压及密封技术的重要性

随着液压和气动技术的不断发展和完善，密封技术的发展过程也在不断发展。长期以来，活塞密封技术已在国内外广泛使用。活塞密封技术有两种主要类型：第一，在特定的输送介质的帮助下，密封件的相应部分在特定的压力下被挤压。通过这种方式产生相应的径向力，从而产生密封效果。但是，其密封唇易磨损，汽缸壁损坏，不能保证密封效果。第二，需要橡胶密封圈，该橡胶密封圈通过密封圈的弹性变形产生径向压力，以实现密封效果。密封原理是在活塞运动时通过施加对应于密封圈的预紧力使复合密封圈弹性变形，然后产生径向力，使复合密封圈与汽缸壁紧密接触，有效地达到密封效果。然而，在某些工作过程中，由于摩擦而产生大量的热量，该热量累积在密封环中，使得难以及时释放热量，橡胶环的老化速度更快，并且相应的密封装置的寿命缩短。

液压系统可以极大地改善大型机械设备的制动系统、基本操作和转向功能。密封件在液压设备的可靠运行中起着决定性的作用。为了确保石油机械设备的安全稳定运行，必须确保机械液压设备的安全性和稳定性，并且必须保证石油机械设备的密封性能。在此过程中，如果石油机械的密封性能较弱，则石油机械的液压性能和整体机械性能将越来越差。石油机械中的漏油和密封问题导致资源浪费和环境污染。油机的内部泄漏和密封问题会导致严重的内部损坏，并缩短油机的使用寿命。因此，为了充分发挥石油机械液压性能的重要作用，有必要通过将有效的液压密封技术合理地应用于石油机械来提高石油机械设备的密封性能。

2 液压技术现状

（1）制动性能。大多数石油机械设备的操作需要液压系统的配合，尤其是石油机械设备的内部变速箱。在操作过程中，它高度依赖液压技术。只有良好的液压技术才能保证变速箱的动力运行和换挡操作的顺利完成。液压技术在换挡过程中的应用大大减轻了相关人员的劳动强度，变速箱的换挡性能也得到了极大的提高。这表明，液压技术对石油机械具有重大影响。

（2）启动性能。大多数工程机械都配备有液压传动装置，因此，在工程机械满负荷运行时，它们可以在无损失的情况下启动和正常运行。然而，可以看出，在将液压技术应用于工程机械后，在工程机械的启动水平上的各种控制操作变得更加方便，并且将液压技术应用于机械工程可以大大改善启动性能。

（3）工作装置性能。液压技术在石油机械中的应用主要是由于其出色的传动性能。目前，中国使用的大多数石油机械都具有液压传动监控系统。在这种情况下，在机器运行期间引入石油机械可以降低机器运行成本并确保设备的平稳运行。

3 密封技术现状

流体动力径向密封技术是石油机械中广泛使用的密封技术。在应用过程中，密封技术主要利用流体动态压力作用在动态密封面上的原理。

（1）螺旋防喷器的应用。近年来，不平衡的钻井技术逐渐进入人们的视线。该技术的核心设备是螺旋防喷装置，而圆形环形橡胶芯自密封式作为不平衡钻井技术的代表性螺旋防喷装置，被广泛应用于石油机械。研究表明，影响该技术实际应用的主要因素是分包商的寿命和钻杆密封结构的寿命。因此，有关人员应考虑转包的寿命和钻杆的密封结构。但是，目前一些研究人员倾向于更加关注钻杆的结构密封技术，但往往忽略了分包的重要性，难以充分发挥该技术的应用效果。流体动力径向密封技术的出现和应用解决了上述问题，大大提高了该技术的应用效果。

（2）螺杆泵抽油系统的应用。螺杆泵抽油系统是一种常用的地面机械变速箱，现已广泛用于抽油作业中。在应用过程中，该系统主要利用光杆的旋转功能来驱动螺杆泵抽油系统的抽油杆，以充分利用连接功能，最终达到井下作业的目的。此系统的实施目前仍有许多缺点。在该阶段用于抛光杆动态密封的密封方法的质量不高，这不仅在某种程度上增加了系统维护的难度，而且还导致对周围环境的持续污染。针对这一问题，相关人员有效地将密封技术应用于螺杆泵抽油系统，并通过开发光杆密封组合套筒，使用相应的动压密封圈将衬套安装在光杆密封上，以回收整个螺杆泵油，具有系统润滑性和多功能性。

（3）冲管组件的应用。通常情况下，应使用钻井液作为冲洗管底部与中心管之间的主要密封介质，并应采用动态密封连接以反映冲洗管的耐高压性和耐断裂性。冲洗管组件是水龙头的关键部分，其使用寿命非常重要。使用常规密封技术的密封不仅不能提高使用寿命，而且不能提高密封质量。将密封技术有效地应用于冲孔管总成可以解决上述问题。因此，非常有必要将密封技术有效地应用于冲洗管组件。

4 液压密封技术改良方案

密封技术是提高石油机械液压性能的关键，现有的石油机械密封技术必须不断改进和创新。

（1）定期清洁。良好的石油机械液压系统应定期清洁，以防止固体杂质进入系统，并在机器运行时堵塞液压系统管道。其中，液压系统不清洁的常见情况是，石油机械企业使用的液压不纯净，对石油机械的清洁和维护保养不当，不使用清洁的清洁和加油工具。值得注意的是，在石油机械的清洗过程中，不仅必须进行石油机械的外部清洗，而且还必须进行石油机械的内部清洗。因为落在油机上的污垢和杂质比油机外更有害。同时需要注意使用哪种液压油，就需要控制液压油的温度和流量的时间，定期清洁液压油的时间等都需要合理科学的规格。每个清洁时间间隔应该相同，并且为了使油机的液压系统正常工作，油机的液压油补给应该具有相同的类型。

（2）标准作业。由于石油机械不是全自动的，因此需要手动操作和调整，特别是对于某些大型石油机械，如果在手动操作过程中发生错误，则会发生严重的工程事故。在石油机械上运行时，有必要禁用粗略的操作方法，以防止故障和对机器内部液压系统的损坏，从而影响整个石油机械的使用寿命。另外，为了使石油机械平稳有效地运行，有必要合理地选择石油机械内部的工作流量和风量，以防止石油机械老化现象。

（3）多元应用。采油在不同地区需要不同的方法和机器，这些石油机器使用的密封技术也不同。旋转防喷器是中国油田开发项目中最常用的石油机械。但是，我们不能保证该设备在不平衡钻孔过程中的密封性能。因此，有必要使用流体动力密封环技术来确保密封性能并改善机器的液压性能。一些地面机器的工作原理是通过抽油杆的旋转来驱动抽油杆。在密封方法上，应结合使用抛光的杆形密封件，并使用两个动压密封环润滑整个石油机械系统，有效防止环境污染，减少相应的维护和清洁成本，并确保石化企业的经济效益。

5 结语

在传统的石油机械行业中，石油机械设备的热磨损容易发生，因此相应的技术研发人员应非常认真地对待技术的不断改进，以有效地保证效率和实用性。