井下作业绞车液压系统研究

关键词：传动绞车结构工作效率

绞车作为一种常用的传动工具, 在各个行业和领域都得到了广泛的应用。由于绞车的使用目不同, 绞车的结构也不同。要想不断提高绞车的工作效率和寿命, 首先要对绞车的结构和性能进行充分的分析和了解。在绞车的分类中, 按照滚筒数量的不同, 可以分为单滚筒型, 两滚筒型和三滚筒型。根据驱动动力的不同, 又可以分为电动型, 气动型, 还有液动型。应用最为普遍的是单滚筒绞车, 由于滚筒的数量少, 所能够容纳绳子的量相对少一些。但是其结构简单、使用方便、工作效率高、工作寿命长、维修方便, 因此得到了广泛的应用。多滚筒绞车的工作速度快, 而且锚头可以和滚筒分离, 滚筒和滚筒之间可以安装相应的传动设备, 这样大大的提高了绞车变速的级数。多滚筒绞车的功能要比单滚筒系统的功能强, 但是使用维护较为不便。采油作业管柱的上提和下放, 必须要使用到传动系统。在采油作业传动系统中许多为机械传动系统, 机械传动系统的结构复杂, 装置体积大, 占地面积大, 系统总重大, 安装维护困难, 在工作的过程中, 机械传动产生的振动和噪音较大。而作业绞车液压传动系统, 就很好的解决了以上的问题。液压传动装置的体积小、工作振动小、操作使用方便, 而且安装和维护简便。

一、井下作业绞车液压系统研究

井下作业绞车的设计方案非常重要, 要想做好井下作业绞车液压驱动系统的设计, 首先对井下作业绞车系统的结构和工作参数进行详细分析, 得到井下作业系统绞车液压系统的设计参数, 既要保证绞车液压系统的简便性, 又要保证液压系统功能的完整性和高效性。井下作业绞车液压系统主要分为三部分, 包括液压工作站、控制系统和工作绞车。在作业绞车液压系统工作过程中, 液压系统的马达和绞车滚筒在同一个平面内, 而且在同一根轴上。马达和绞车滚筒并不是固定在一起, 在马达和滚筒之间安装有离合器系统。绞车滚筒上设计安装制动刹车系统。当制动刹车系统不工作时, 闭合马达和作业滚筒之间的离合器, 开动液压马达, 然后马达就会带动绞车滚筒做旋转运动。当制动刹车系统工作时, 打开马达和作业滚筒之间的离合器, 这样马达和滚筒就会分离, 滚筒可以在大钩重力的作用下, 完成作业系统的下放工作。

绞车在工作的过程中, 其动力来源于液压马达。利用离合器和制动装置来进行绞车的正转和反转运动, 调节马达的转速可以实现绞车转速的控制, 进而能够控制作业装置的上提和下放过程。依据液压系统的设计理论结合井下作业现场施工工艺和参数要求, 设计了通过单个电机来带动液压工作站, 由液压工作站泵出的液压油来驱动液压马达, 液压马达在液压油的驱动下开始旋转, 带动滚筒轴开始旋转。根据绞车液压工作的特性, 要求液压绞车在大多数的情况下, 如果是利用电机系统来输入动力, 需要保证滚筒轴工作的过程中, 刹车和离合系统能够同时工作, 而且在液压油动力的分配方面, 作业绞车的提升系统要优先获得液压系统的能量。绞车上提和下放的过程中, 上提和下放的速度要能够调节和控制, 在作业系统上提的过程中, 要实现上提速度随着外力的不同而变化。通过所受外力的情况来确定相应的作业系统上升速度。在作业系统下放的过程中, 下放的速度能够由刹车系统来控制。

二、井下作业绞车液压转速控制系统研究

在作业绞车液压驱动系统中, 液压转速的调节是其关键技术。通过控制液压流量的方法来控制液压的转速, 是一种简单而且行之有效的方法。控制液压流量的控制方法, 工作原理简单, 结构简便, 易于实现, 而且控制的成本较低。在液压油经过流量控制装置后, 液压油的压力会存在一定程度的损失, 这样将减小了液压马达所能够获得的能量, 这样就缩小了液压驱动的应用范围。液压油经过流体控制装置后, 由于压力的损耗, 会形成液压油能量的损耗, 液压油的能量会转化成热量散发出去, 这样既降低了液压系统的能量利用率, 又造成了系统的不稳定性, 因此通过控制液压油流量来控制液压转速的方法, 具有一定的局限性。利用节流控制的方法, 产生的能量的损失主要包括两个方面, 一个是液压油经过流量控制装置形成的能量损失, 另外一部分就是流量过多而引起的能量损失。利用容积调速的方法, 可以有效的解决节流控制存在的问题。容积调速实现的方式有很多, 在实际的应用过程中, 需要根据实际的应用要求, 来选择合适的容积调速方式。根据工作参数的不同, 来选择合理的调速装置。容积调速的方式可以实现既定的调速目的, 具有很好的针对性, 而且还不会造成系统能量的浪费, 大大的提高了系统工作的效率和运行的稳定性。容积调速的方式可以适用于各种条件下, 能够实现液压工作参数的快速有效地控制。在作业绞车液压驱动系统中, 综合利用了两种调速方式的优点, 将两种调速方式结合起来使用, 既发挥了节流控制系统简单便捷的优点, 又充分的利用了容积式调节方式多功能的优势。井下作业液压驱动系统中, 离合器和刹车装置采用的是节流式的调速方法, 而绞车滚动的转动系统则采用的是容积式的调速方法。

结束语

井下作业装置在工作的过程中, 绞车作为重要的动力传动装置, 在作业装置上提和下放过程中发挥着重要的作用。在绞车的分类中, 按照滚筒数量的不同, 可以分为单管滚筒型, 两滚筒型和三滚筒型。根据驱动动力的不同, 可以分为电动型, 气动型, 还有液动型。井下作业绞车液压系统主要包括液压工作站、控制系统和工作绞车。绞车在工作的过程中, 其动力来源于液压马达。在作业绞车液压驱动系统中, 液压的转速的调节是其关键的技术。控制液压流量的控制方法, 控制原理简单, 结构简便, 易于实现, 而且控制的成本较低。容积调速的方式可以实现既定的调速目的, 具有很好的针对性, 而且还不会造成系统能量的浪费, 大大的提高了系统工作的效率和运行的稳定性。

摘要：绞车作为一种通用机械被广泛的应用到国民经济的各个领域。在石油领域绞车也被广泛的应用到钻井和井下作业的行业中, 作业绞车作为作业工具提升和下放的主要动力工具, 作业绞车在工作过程中, 载荷的变化较大, 运行速度也不平稳, 这对绞车的驱动系统提出了更高的系统。文章通过调研分析, 结合井下作业的实际, 开展了绞车液压驱动系统的研究, 通过研究对于提高井下作业绞车的工作效率和稳定性具有积极的意义。

关键词：井下作业,绞车,液压,驱动,稳定性