淺談液壓及密封技術在石油機械中的應用

王德余，王基龍，楊中興

（1.中國石油技術開發(fā)有限公司，北京 100028；2.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司，天津 300450）

近年來，中國石油機械工業(yè)取得了長足發(fā)展。大量采油可能是造成這種現象的主要原因。隨著石油開發(fā)程度的提高，越來越多的石油產品開始出現在市場上，石油類型也發(fā)生了重大變化。在傳統(tǒng)的石油機械工業(yè)中，傳統(tǒng)機械設備的徑向密封圈長時間在高速摩擦下工作時，不可避免地會遭受高熱磨損并形成理化吸附膜，使石油機械完全無法發(fā)揮作用。機械設備的高速運行會加速機械設備的磨損，從而降低石油機械的使用效率。為了適應具有先進的液壓密封技術的石油工業(yè)的發(fā)展，需要對傳統(tǒng)設備進行極大的改進，以促進石油工業(yè)的積極發(fā)展。

1 液壓及密封技術的重要性

隨著液壓和氣動技術的不斷發(fā)展和完善，密封技術的發(fā)展過程也在不斷發(fā)展。長期以來，活塞密封技術已在國內外廣泛使用?；钊芊饧夹g有兩種主要類型：第一，在特定的輸送介質的幫助下，密封件的相應部分在特定的壓力下被擠壓。通過這種方式產生相應的徑向力，從而產生密封效果。但是，其密封唇易磨損，汽缸壁損壞，不能保證密封效果。第二，需要橡膠密封圈，該橡膠密封圈通過密封圈的彈性變形產生徑向壓力，以實現密封效果。密封原理是在活塞運動時通過施加對應于密封圈的預緊力使復合密封圈彈性變形，然后產生徑向力，使復合密封圈與汽缸壁緊密接觸，有效地達到密封效果。然而，在某些工作過程中，由于摩擦而產生大量的熱量，該熱量累積在密封環(huán)中，使得難以及時釋放熱量，橡膠環(huán)的老化速度更快，并且相應的密封裝置的壽命縮短。

液壓系統(tǒng)可以極大地改善大型機械設備的制動系統(tǒng)、基本操作和轉向功能。密封件在液壓設備的可靠運行中起著決定性的作用。為了確保石油機械設備的安全穩(wěn)定運行，必須確保機械液壓設備的安全性和穩(wěn)定性，并且必須保證石油機械設備的密封性能。在此過程中，如果石油機械的密封性能較弱，則石油機械的液壓性能和整體機械性能將越來越差。石油機械中的漏油和密封問題導致資源浪費和環(huán)境污染。油機的內部泄漏和密封問題會導致嚴重的內部損壞，并縮短油機的使用壽命。因此，為了充分發(fā)揮石油機械液壓性能的重要作用，有必要通過將有效的液壓密封技術合理地應用于石油機械來提高石油機械設備的密封性能。

2 液壓技術現狀

（1）制動性能。大多數石油機械設備的操作需要液壓系統(tǒng)的配合，尤其是石油機械設備的內部變速箱。在操作過程中，它高度依賴液壓技術。只有良好的液壓技術才能保證變速箱的動力運行和換擋操作的順利完成。液壓技術在換擋過程中的應用大大減輕了相關人員的勞動強度，變速箱的換擋性能也得到了極大的提高。這表明，液壓技術對石油機械具有重大影響。

（2）啟動性能。大多數工程機械都配備有液壓傳動裝置，因此，在工程機械滿負荷運行時，它們可以在無損失的情況下啟動和正常運行。然而，可以看出，在將液壓技術應用于工程機械后，在工程機械的啟動水平上的各種控制操作變得更加方便，并且將液壓技術應用于機械工程可以大大改善啟動性能。

（3）工作裝置性能。液壓技術在石油機械中的應用主要是由于其出色的傳動性能。目前，中國使用的大多數石油機械都具有液壓傳動監(jiān)控系統(tǒng)。在這種情況下，在機器運行期間引入石油機械可以降低機器運行成本并確保設備的平穩(wěn)運行。

3 密封技術現狀

流體動力徑向密封技術是石油機械中廣泛使用的密封技術。在應用過程中，密封技術主要利用流體動態(tài)壓力作用在動態(tài)密封面上的原理。

（1）螺旋防噴器的應用。近年來，不平衡的鉆井技術逐漸進入人們的視線。該技術的核心設備是螺旋防噴裝置，而圓形環(huán)形橡膠芯自密封式作為不平衡鉆井技術的代表性螺旋防噴裝置，被廣泛應用于石油機械。研究表明，影響該技術實際應用的主要因素是分包商的壽命和鉆桿密封結構的壽命。因此，有關人員應考慮轉包的壽命和鉆桿的密封結構。但是，目前一些研究人員傾向于更加關注鉆桿的結構密封技術，但往往忽略了分包的重要性，難以充分發(fā)揮該技術的應用效果。流體動力徑向密封技術的出現和應用解決了上述問題，大大提高了該技術的應用效果。

（2）螺桿泵抽油系統(tǒng)的應用。螺桿泵抽油系統(tǒng)是一種常用的地面機械變速箱，現已廣泛用于抽油作業(yè)中。在應用過程中，該系統(tǒng)主要利用光桿的旋轉功能來驅動螺桿泵抽油系統(tǒng)的抽油桿，以充分利用連接功能，最終達到井下作業(yè)的目的。此系統(tǒng)的實施目前仍有許多缺點。在該階段用于拋光桿動態(tài)密封的密封方法的質量不高，這不僅在某種程度上增加了系統(tǒng)維護的難度，而且還導致對周圍環(huán)境的持續(xù)污染。針對這一問題，相關人員有效地將密封技術應用于螺桿泵抽油系統(tǒng)，并通過開發(fā)光桿密封組合套筒，使用相應的動壓密封圈將襯套安裝在光桿密封上，以回收整個螺桿泵油，具有系統(tǒng)潤滑性和多功能性。

（3）沖管組件的應用。通常情況下，應使用鉆井液作為沖洗管底部與中心管之間的主要密封介質，并應采用動態(tài)密封連接以反映沖洗管的耐高壓性和耐斷裂性。沖洗管組件是水龍頭的關鍵部分，其使用壽命非常重要。使用常規(guī)密封技術的密封不僅不能提高使用壽命，而且不能提高密封質量。將密封技術有效地應用于沖孔管總成可以解決上述問題。因此，非常有必要將密封技術有效地應用于沖洗管組件。

4 液壓密封技術改良方案

密封技術是提高石油機械液壓性能的關鍵，現有的石油機械密封技術必須不斷改進和創(chuàng)新。

（1）定期清潔。良好的石油機械液壓系統(tǒng)應定期清潔，以防止固體雜質進入系統(tǒng)，并在機器運行時堵塞液壓系統(tǒng)管道。其中，液壓系統(tǒng)不清潔的常見情況是，石油機械企業(yè)使用的液壓不純凈，對石油機械的清潔和維護保養(yǎng)不當，不使用清潔的清潔和加油工具。值得注意的是，在石油機械的清洗過程中，不僅必須進行石油機械的外部清洗，而且還必須進行石油機械的內部清洗。因為落在油機上的污垢和雜質比油機外更有害。同時需要注意使用哪種液壓油，就需要控制液壓油的溫度和流量的時間，定期清潔液壓油的時間等都需要合理科學的規(guī)格。每個清潔時間間隔應該相同，并且為了使油機的液壓系統(tǒng)正常工作，油機的液壓油補給應該具有相同的類型。

（2）標準作業(yè)。由于石油機械不是全自動的，因此需要手動操作和調整，特別是對于某些大型石油機械，如果在手動操作過程中發(fā)生錯誤，則會發(fā)生嚴重的工程事故。在石油機械上運行時，有必要禁用粗略的操作方法，以防止故障和對機器內部液壓系統(tǒng)的損壞，從而影響整個石油機械的使用壽命。另外，為了使石油機械平穩(wěn)有效地運行，有必要合理地選擇石油機械內部的工作流量和風量，以防止石油機械老化現象。

（3）多元應用。采油在不同地區(qū)需要不同的方法和機器，這些石油機器使用的密封技術也不同。旋轉防噴器是中國油田開發(fā)項目中最常用的石油機械。但是，我們不能保證該設備在不平衡鉆孔過程中的密封性能。因此，有必要使用流體動力密封環(huán)技術來確保密封性能并改善機器的液壓性能。一些地面機器的工作原理是通過抽油桿的旋轉來驅動抽油桿。在密封方法上，應結合使用拋光的桿形密封件，并使用兩個動壓密封環(huán)潤滑整個石油機械系統(tǒng)，有效防止環(huán)境污染，減少相應的維護和清潔成本，并確保石化企業(yè)的經濟效益。

5 結語

在傳統(tǒng)的石油機械行業(yè)中，石油機械設備的熱磨損容易發(fā)生，因此相應的技術研發(fā)人員應非常認真地對待技術的不斷改進，以有效地保證效率和實用性。