履带通井机主液压输出系统的改造

刘广友，吕茂岩

（中国石化胜利油田孤东采油厂，山东 东营 257237）

履带通井机主液压输出系统的改造

刘广友，吕茂岩

（中国石化胜利油田孤东采油厂，山东 东营 257237）

以XT12型履带通井机为例，分析其液压输出系统存在的问题，通过选择更换适合的齿轮泵，将机械挂合取力装置改为齿套联轴器，并加装换向阀等进行改造。此结构可以推广在其他品牌的通井机上。

履带通井机；主液压输出系统；齿轮泵；齿套联轴器；换向阀

一、引言

油田广泛使用履带通井机主要用于油田油、水、气井小修、试油作业等，可在4 000m的深度范围内完成提升或下放油管、抽油杆、深井油泵，试油时进行油井抽汲，清理油井时升降捞砂筒、提起或放下堵塞器、打捞井底落物，同时还能进行井口安装及起重、一般的牵引作业等辅助工作。

二、XT12型履带通井机的组成及工作原理

1.XT12型履带通井机组成

XT12型履带通井机采用6135AK柴油发动机，底盘采用以T120型推土机为基础改装的通井机底盘，由车架部分、传动系统、行走系统和主离合器系统组成。

XT12型通井机的主液压输出系统由液压油箱、管路、取力装置等组成，在作业中为液压钳提供动力源。其中动力元件为CBF-E90B齿轮泵，执行元件为液压钳，控制元件为溢流阀和闸门。

2.工作原理

在作业中，CF-E90B齿轮泵通过驱力装置在滚筒变速箱一轴获取动力，将机械能转换为液压能，为液压马达提供动力源。液压马达将液压能转换为机械能，驱动液压钳工作。系统的压力大小由溢流阀调控。液压系统图见图1。

图1 XT12型通井机液压系统图

3.存在问题履带通井机原液压输出系统主要存在2个方面的问题。(1)CBF-E90B齿轮泵的铝制壳体容易破裂，密封件易损坏，从而造成液路系统的漏油和压力不稳。

(2)齿轮泵的挂合机构易损坏，需要频繁维修或更换，增加了操作人员的工作量，降低了工作效率，而且在不切断主离合器时，不能拆卸快速接头。

三、问题原因及解决方案

1.问题分析

齿轮泵易损坏的原因是操作人员调节溢流阀不当，使液压系统的瞬间压力过高所致。并且CBF-E90B齿轮泵的壳体为铝合金材料，不耐冲击，故容易开裂。而齿轮泵的挂档箱经常挂合，当挂档箱处于工作状态时，挂档拨叉和啮合体直接接触，相互之间不断磨损，造成挂合机构损坏频繁。

2.解决方案

经分析，考虑更换合适的齿轮泵；将机械挂合取力装置改为齿套联轴器，直接带动齿轮泵运转。此联轴器可以自动调心，以补偿由于齿轮泵的联接箱体不同轴度。齿轮泵变成常啮合式传动，需在液压管路系统中加装换向阀，使齿轮泵在不工作时处于空转运行润滑状态，这样不用切断主离合器就可拆卸快速接头，并且可实现液路系统的压力调整，从而起到保护齿轮泵、延长其使用寿命的作用。

四、主液压输出系统的改造

1.新齿轮泵选型

已知液压钳参数如下。

摆线液压马达型号BM-D400，排量400mL/r，压力10MPa，扭矩477N·m，转速10～200r/min。因此，其最大流量为200r/min×400mL/r=80L/min。根据齿轮泵选型原则中的参数选择，所以所选齿轮泵的流量必须大于80L/min，额定压力高于10MPa。

柴油机型号6 135AK-6，额定功率(转速)110kW (1 800r/min)，最大扭矩(转速)720N·m(1 200～1 400r/min)。

由于齿轮泵与发动机转速比为1∶1。所以确定齿轮泵额定转速必须高于1 200r/min。查液压设计手册可知，CBG-2080齿轮泵的公称排量为80mL/r，流量为80mL/r x1 200r/min=96L/min>80L/min。

其额定压力为16MPa＞10MPa，额定转速为2 000r/min>1 200r/min。所以CBG-2080齿轮泵满足要求。

另外，此泵的壳体材质为铸铁，耐腐蚀强度高，比原铝制壳体更加适合。

2.取力装置的改进

因CBG-2080齿轮泵的结构与CBF-E90B齿轮泵的结构不同，与原挂合机构不能匹配使用，所以需要对CBG-2080齿轮泵的驱力装置进行改进。改进后的取力装置如图2所示。

图2 取力装置总装图

3.阀件的选择

由于设计的取力装置无挂合机构，CBG-2080齿轮泵长期处于工作状态，需在主液压输出系统加装换向阀，使齿轮泵在不工作时处于空运行状态，并且可实现液压系统的压力调整，从而起到保护齿轮泵、延长其使用寿命的作用。根据液压系统压力、流量及功能，确定选用ZL20多路换向阀代替挂档箱和溢流阀，其具体性能参数如下表所示：型号ZL20；公称通径20mm；公称流量100L/min；公称压力16MPa。

五、应用情况

XT12履带通井机新液路系统投入使用超过2年，实际使用情况表明，新的液压输出系统运转良好，有效地延长了齿轮泵使用寿命，系统压力更加稳定，减少了操作人员工作量，提高了作业效率。

[1] 雷天觉.新编液压工程手册[M].北京理工大学出版社，1998.

[2] 成大先.机械设计手册(第五版)[M].机械工业出版社，2008.

[3] 孙桓.机械原理[M].西北工业大学出版社，2006.

TE935

B

1671-0711（2014）03-0050-02

2013-12-31)