西南工程有限公司临盘钻井分公司 山东德州 251500
摘要：现场使用的ZHYZ-1000Ⅱ型组合液压站，在夏季使用过程中由于自身油箱散热效果不理想，以及受高温天气的影响，造成油温散热慢，液压油长时间高温易导致液压系统各橡胶密封元件变形，加速其他元件失效进程，致使液压油泄露或元件破损。那么在生产过程中尤其是完井作业期间，长时间操作使用的绞车盘刹、液压大钳、套管钳等设备会因为液压系统的故障造成反应迟缓甚至失效，容易造成溜、顿钻；液压大钳停在井口无法进行操作等现象，轻则影响生产时效，重则造成地面及井下复杂。本文针对以上问题设计了在液压油箱中增加一个“S”型铜管绕组水循环降温装置，通过水循环方式降低液压站油箱温度，不仅能起到保护液压系统的目的，还能达到设备操作的安全性。经过现场对比使用取得了良好的效果。
关键词：液压站；油温高；“S”型铜管绕组；水循环降温
引言
液压站是现代钻井设备中不可缺少一种辅助设备，为绞车刹车系统的提供油压；为液压猫头、液压缓冲、液压大钳、套管钳提供动力等等。那么保持液压油温度在合理的范围内，是液压站内各部分能够正常工作的关键因素，对于提高液压元件寿命，提高设备工作性能，稳定系统压力致关重要。
1 ZHYZ-1000Ⅱ型组合液压站现状
我单位现场使用的ZHYZ-1000Ⅱ型组合液压站，是由宝鸡液压配件厂生产，2004年投入使用。因现场使用多年，油温冷却器老化失去作用，导致液压站油箱没有散热器，只能靠油箱自身散热。冬季温差大散热快，液压站运行过程中，液压油温度能维持正常使用温度。但是在夏季使用过程中由于气温高油箱内液压油散热缓慢，造成油箱内液压油温度过高。
1.1油温过高易造成的危害
1.1.1 油温过高使液压元件产生热变形，影响液压系统的传动精度，导致工作部件质量变差，甚至引起动作失灵。
1.1.2 油温过高使橡胶密封元件变形，加速老化失效，降低密封性能及使用寿命，造成泄漏。
1.1.3 油温过高使油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率显著降低，滑阀等移动部件的油膜变薄或被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。
1.1.4 油温过高加速油液氧化变质并析出杂质，降低液压油的使用寿命。
1.1.5 油温过高使油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。
2 “S”型铜管铝翅片绕组水循环散热装置改造
2.1“S”型铜管铝翅片绕组工作原理
在液压站油箱内底部安装Φ30毫米“S”型铜管铝翅片绕组，利用软管连接绕组与自吸泵及井架底座水箱，形成水循环回路，通过自吸泵供水，“S”型铜管铝翅片绕组内的冷却水不断循环将液压油温度带走，实现油箱内部液压油降温的目的。
2.2“S”型绕组散热装置使用材料及制作、安装过程
2.1.1使用材料选择上
因受液压源油箱体容积的限制，根据现场测量和推敲，选购内径30mm、壁厚1mm、长3.4m铜管与4段长分别为0.7m铝翅片，两端分别用长1m、厚3mm的钢板（钢板长刚好等于液压站油箱宽）两根长为4m，Φ32mm的连接软管；卡箍5个；小型自吸泵一台。
2.2制作安装过程
2.2.1将选购内径30mm、壁厚1mm、长3.4m铜管与4段长分别为0.7m铝翅片配合做成“S”型铜管铝翅片绕组：两端分别用长1m、厚3mm的钢板打孔固定如下图所示：
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图1 “S”型铜管铝翅片绕组
2.2.3 将油箱背面按照铜管绕组进出口位置切割两个Φ30mm的圆孔，将“S”型绕组水平放入油箱内，因为选取钢板的长度刚好等于油箱宽度，所以钢板支撑架刚好卡在油箱底部，此时将铜管进出口伸出油箱，将缝隙焊接完好。
2.2.4 铜管两出口分别连接两软管，用卡箍卡紧。
2.2.5 进口软管连接到自吸泵接口处，卡箍卡紧，出口软管放到底座水箱内即可。
2.2.6 为了保证油箱切割改造过后有效的密封，散热装置加工完成后对液压油箱进行焊接修补，最后用井场试压泵进行试压，试压3MPa，稳压15分钟，压力未将。此散热装置改造成功.
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图2 水循环降温装置工作示意图
3降温冷却装置使用情况和效果
3.1使用冷却水做为循环介质的主要原因：
3.1.1冷却水来源广泛、价格低廉、更换频率高。
3.1.2经现场试验，冷却水就能达到良好地降温效果，无需其他价格很贵的冷却液。
3.1.3冷却水环保效果好，降低因更换循环介质所带来的三标工作，降低工人劳动强度。
3.2 使用该水循环降温装置与其他降温装置对比
在之前我们改造设计了风扇式降温装置，但是经过两口井的使用，并没有达到理想效果，原因是，风扇式降温装置散热片及其容易被灰尘堵死，再加上井场搬安过程中灰尘很大，往往在使用时浪费大量人力去清理散热网，达不到理想效果。最后由现场试验得出结论，“S”型绕组水循环降温装置降温效果最好。
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图3 风扇式降温装置灰尘堵塞图
3.3降温冷却装置使用情况
该降温冷却装置在2015年6月安装完成后，先后在商25-斜224井、商42-斜12井、盘1-斜227井进行实验。在两种状况下对箱体温度进行测量：一种是冷却装置未工作状况下箱体温度（箱体温度1）；另一种是冷却装置正常运转的箱体温度（箱体温度2）。
下面是三次测量平均温度对照表。
表1 温度对照表
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3.2降温冷却装置效益分析
经过三口井的试用，减少了液压站内各橡胶元件、液压元件、液压油、液压管线更换频率，保证了各液压设备及元件正常使用，有效避免了因液压站问题造成的地面及井下复杂；此装置的使用，减少生产成本的投入；更加有效地降低了因液压油泄露造成的环境污染问题；现场使用效果显著。
4结论与建议
液压站“S”绕组型散热装置更适合我单位设备的实际情况；装置的使用解决了因液压油温度高而造成橡胶油管线老化损坏；延长了液压盘式刹车工作钳、安全钳内部各密封元件的使用寿命；避免了液压管线因油温过高而提前损坏导致液压油泄露现象；该散热器装置的使用大大延缓了液压油的变质时间也提高了各液压元件的使用寿命；该装置在使用过程中要注意勤检测、勤观察、正确使用冷却水；该冷却降温装置结构简单、成本低，冷却效果好，具有经济实用、制作工艺简单、耐腐蚀、散热效率高、安全环保等特点。
参考文献：
[1] 谢宝义 赵文颖，液压系统油温过高的危害与预防.工程机械与维修，2004.10