XJ350型修井機滾筒剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的改造

單建良，覃創(chuàng)輝

(中國石化勝利油田分公司臨盤采油廠設(shè)備管理科，山東 臨盤 251507)

勝利油田臨盤采油廠于2009年投產(chǎn)了一臺XJ350型修井機，該機的滾筒剎車轂冷卻方式是由強制水循環(huán)冷卻，為380V/0.75kW電動機驅(qū)動管道泵完成；由于采用380V高壓電源，不符合安全管理規(guī)定，必須進行整改。為了使該機能夠迅速、安全、高效地投入生產(chǎn)運行，通過分析與探索，對該機的滾筒剎車轂冷卻系統(tǒng)管道泵驅(qū)動裝置進行了技術(shù)改造，從而消除了380V外接電源的不安全因素，確保該機投產(chǎn)運行時符合安全管理規(guī)定。

一、原滾筒剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)簡介

如圖1所示，滾筒剎車轂的冷卻系統(tǒng)工作原理是通過電動機驅(qū)動管道泵，使儲水箱內(nèi)的冷卻液通過導(dǎo)水龍頭，從滾筒軸內(nèi)水道流入滾筒剎車轂環(huán)形內(nèi)腔，又沿滾筒軸內(nèi)水道經(jīng)導(dǎo)水龍頭流回儲水箱的強制循環(huán)過程。循環(huán)過程中冷卻液迅速將剎車轂制動產(chǎn)生的摩擦熱量帶出，達到冷卻剎車轂減少磨損和異常裂紋的目的。

原滾筒剎車轂冷卻系統(tǒng)存在以下缺點。

1.驅(qū)動管道泵的電動機為普通電動機，無防爆功能，且使用外接380V電源，不符合井場作業(yè)安全管理規(guī)定。

2.油井作業(yè)時，受井場條件限制，經(jīng)常無法連接外供電源，使剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)無法正常工作，導(dǎo)致剎車轂裂紋出現(xiàn)漏水，影響剎車性能。

3.由于電動機安裝在修井機車臺上，修井機運轉(zhuǎn)時的振動使電動機的工作可靠性降低、故障率增高、適應(yīng)性減弱。

二、對剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的改造要求

1.采用發(fā)動機獲取動力替代電動機驅(qū)動管道泵，消除380V電源的不安全因素。

2.管道泵排量足夠大，能適應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化范圍，發(fā)動機怠速時管道泵能正常循環(huán)，發(fā)動機高速時不超速且排量滿足剎車轂散熱的要求。

3.結(jié)構(gòu)簡單，維護和操作方便，使用壽命長，適應(yīng)作業(yè)現(xiàn)場管理使用要求。

三、剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)改造的主要內(nèi)容

1.根據(jù)原管道泵電動機功率和轉(zhuǎn)速，采用發(fā)動機前端帶傳動方式可滿足管道泵工作需求。將管道泵固定在發(fā)動機前端側(cè)面，定制與發(fā)動機帶輪相同模數(shù)的帶輪，并安裝在管道泵泵軸上，從發(fā)動機前端帶輪空閑輪槽獲取動力，替代電動機驅(qū)動管道泵進行循環(huán)。

2.選用額定轉(zhuǎn)速相同、排量稍大的管道泵，目的是為了彌補由于發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時所造成的管道泵排量不足。在管道泵的出口與儲水箱之間安裝了安全閥來控制管路壓力，如圖2所示。

3.設(shè)計管道泵帶傳動傳動比。發(fā)動機達到滿油門高速時管道泵達到額定轉(zhuǎn)速，發(fā)動機怠速時管道泵能正常循環(huán)，依據(jù)這樣的規(guī)律設(shè)計帶輪傳動比，使管道泵在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)能正常循環(huán)和提供足夠的排量。

4.安裝管道泵可調(diào)節(jié)底座如圖3所示，底板焊接在車臺上，支架的螺栓孔為長槽形，可通過旋進或旋出頂絲來調(diào)整帶的松緊度。

四、使用效果

從表1改造后的現(xiàn)場運行監(jiān)測數(shù)據(jù)中看，發(fā)動機怠速時管道泵的排液能力有所下降，但不影響正常循環(huán)。起鉆時管道泵在額定轉(zhuǎn)速下工作，排量達到額定排量并迅速將熱量帶出，滿足剎車轂散熱的需求。

表1 剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)改造前后運行參數(shù)對比

該剎車轂水循環(huán)冷卻系統(tǒng)自改進后已經(jīng)使用1年，通過多種工況測試，運行正常。