油套管水压检测装置液压系统设计.pdf

《油套管水压检测装置液压系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工机械2012年油套管水压检测装置液压系统设计任永良“‘谢欣岫李攀锋h边城2(1．东北石油大学a．机械科学与工程学院lb．科研处；2．河北华油钢管设计研究院有限公司)摘要液压系统是油套管水压检测装置的主要组成部分，其能否正常工作直接决定了检测装置的工作状态。液压系统主要由控制液压系统和水压系统两部分组成．分别介绍了控制液压和水压系统的系统设计和主要部件的设计。关键词油套管水压检测液压系统设计中图分类号TQ016．1文献标识码A文章编号0254—6094(2012)04-0460m5石油套管是石油钻探用的重要器材，在钻探过程中是分割采油空间和地层、维

2、护井壁稳定不可缺少的材料，同时其不可回收，而油管主要配合其他工具共同形成正常的采油过程，可回收、可重复使用。在油田生产中，油套管承受着高达几十兆帕的生产高压或者地层的剪切压力，为了保证油井的安全、稳定生产，必须对所使用的油套管进行水压检验。美国石油学会(API)特别针对油套管编制了相应的规范APIsPEc5cT．1999，对油套管的材料、设计、生产及水压检验等制定了详细的标准⋯，国内油套管也是依据此规范进行生产和检验的。1油套管水压检测系统的组成和原理油套管水压试验装置机械部分主要由左右驱动机构、承载机架、驱动小车、密封总成、夹紧机构及注水(排气)头

3、等结构组成¨1，两端密封结构采用钢骨架大间隙径向外抱式强制密封方式。该检测系统的整体结构如图l所示。右街封头右试压驱动机}芒位火紧机构图1油套管水压检测装置整体结构试压时，首先将油套管吊到试验台上，利用液头开始注水，并从左密封头进行排气，直到密封腔压驱动夹紧机构将油套管夹紧，目的是实现油套室中充满水，然后切换高压泵开始打压，使密封腔管的准确定位，同时也防止油套管在试压过程中内液体压力升高至试验设定压力；保压。一10min发生弯曲；左、右试压驱动机构分别驱动左、右密后卸压；两端密封头分别卸压、解封回位；左、右试封头到位，将油套管的丝扣端置入密封腔内；左

4、、压机构驱动密封头回位，油套管的丝扣端撤出密右密封头分别加压，通过径向密封组织将油套管封腔；夹紧机构松开油套管；操纵吊车将油套管送的两端环抱实现圆周密封；低压灌注泵从右密封出试压区(完成一次试压操作)。该系统最高可+任永良，男，1973年4月生，副教授。黑龙江省大庆市，163318。第39卷第4期化工机械46l测试69MPa的水压。2控制液压系统设计2．1控制液压系统的组成与工作原理油套管压力检测装置中控制液压系统的功能有两个：一是当油套管进入试压台的准确位置后，控制、驱动油套管定位夹紧机构，以实现油套管的定位和夹紧；二是待油套管压力检测、保压过程结

5、束后，实现管内和密封头内的压力卸荷，保证油套管和密封头顺利分离"。J。控制液压系统主要包括液压泵站1(油泵电机组、油箱、滤油器以及电磁溢流阀等)、夹紧液压缸组2(电磁换向阀、夹紧液压缸等)、卸荷液压阀组3和其他辅助元件(图2)，该控制液压系统的装机功率为30kw。图2控制液压系统原理控制液压系统的工作原理为：当油套管送达预定位置后，夹紧液压缸电磁换向阀动作，使夹紧液压缸驱动夹紧机构将其定位夹紧，为油套管压力检测做好准备；油套管压力检测、保压环节完成后，卸荷阀电磁换向阀动作，高压液压油驱动油套管腔内压力卸荷阀、密封头压力卸荷阀打开，保证高压流体平稳卸压

6、，为油套管与密封头的分离做好准备。2．2控制液压系统工作参数确定2．2．1液压缸确定根据油套管夹紧装置的工作特点，要求液压缸驱动夹紧钳头的夹紧力达到40kN。设计液压缸额定工作压力为16MPa，因此可确定液压缸的活塞内径D=80mm，活塞杆直径d=50mm。设定液压缸在夹紧油套管时的运动速度为0．05m／s左右，一般情况下，液压缸驱动夹紧钳运动时间小于2s，所以液压缸的工作行程小于100mm，设计液压缸最大行程为115mm。2．2．2液压泵选择泵的最大工作压力p。的计算式为：p。≥pI+∑△p(1)式中p。——液压缸最大工作压力；∑△p——总的管路损

7、失。一般情况下，液压系统额定工作压力为16—25MPa，取∑△p在1．5—2．5MPa，所以p。应取为27．5MPa。油套管夹紧装置要求液压缸驱动钳头的速度在0．05m／s左右，5个液压缸同时工作时，可得液压系统工作流量Q=75L／min。液压泵的输出流量应为：Q，≥K(∑Q)(2)式中K——系统泄漏系数，一般取K=1．1—1．3；∑Q——系统要求液压源应输出的流量，取K=1．2，故液压泵输出流量Q。=90L／min。由式(1)、(2)求得p，和Q，值，选择型号为YCYl4—1B压力补偿变量柱塞泵；其排量为63mL／r；额定压力31．5MPa；额定转

8、速1500r／min。选择转速为1450r／min、的电动机驱动，则液压泵的输出流量最大为9lL／min，满