刘建坤
中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司 山东东营 257000
摘要：本文阐述了了闭式循环系统的特点，分析了灌注泵在系统中的重要作用，从升降液压马达的角度分析探讨升降系统灌注压力的大小，为合理调节液压泵的灌注压力提供理论依据，具有一定的理论价值。
关键词：钻井平台；升降系统；液压马达；液压泵；灌注压力
一、升降系统概述
胜利八号平台升降系统由4台萨奥液压泵提供液压源，每桩2台共6台MB84-38000系列HAGGLUND液压马达。传动方式为齿轮齿条传动，传动比为26.94:1，齿节是3/16英寸。每根桩腿升降马达的额定升降能力为654吨，总的额定升降能力为1962吨。每根桩腿结构的额定承载能力为1088,吨，总的额定承载能力为3264吨。平台升降速度可调，在最大可变载荷条件下，速度可达0.3048m/min。动力出现故障时，其桩腿上的反平衡阀和主控阀可以自动锁定，避免平台下滑。
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图1 升降系统简图
升降系统（其原理如图1所示）为闭式循环系统，该系统采用萨奥公司产的型号为
25-2051的双向变量液压泵，泵的进出油口同时也为马达的进出油口，通过改变变量泵的主油路中液压油的流量和方向来实现马达的变速和换向。闭式系统结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳。
二、灌注泵灌注压力探讨
在该升降闭式液压系统中，液压泵中的灌注泵是不可缺少的一部分。灌注泵负责补充系统因泄漏而损失的液压油，并且灌注泵补进系统的冷油还有降低系统温度的作用；同时灌注泵还维持主系统回路的压力，它还给伺服机构提供控制斜盘偏转所需要的压力。因此灌注泵必须在任何工况先都有足够的液压油补入系统。此外，灌注泵的灌注压力也必须在一定的范围内。如果灌注压力过低，在灌注压力出现波动的时候就容易出现控制失压现象，而且灌注压力基本是系统主油路低压侧的压力，若低压侧压力过低，就无法打开冲洗溢流阀对马达壳体进行冲洗。反之，如果灌注压力过高，系统需求的功率增加，效率降低，并且多余的油液要经过补油溢流阀流到泵壳中，就会造成不必要的发热。此外灌注压力过高，会使马达壳体压力变得过高，导致马达壳体渗油严重。
胜利八号平台所使用的4台萨奥液压泵为20系列液压泵，如果不考虑液压马达的话，根据20系列液压泵的随机资料可计算得知，该液压泵壳体额定压力为2.5Bar，自带的灌注泵额定灌注压力为15.5bar，灌注泵最大灌注压力为37.5bar。但是灌注泵的灌注压力设定值还应该考虑马达壳体承受压力能力。胜利八号所使用的液压马达型号为MB84-38000，该马
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达额定转速为40rpm，最大转速为60rpm，最大压力为25MPa，额定输出扭矩为605NM/bar。马达壳体最小压力为2bar，最大压力为3bar。上图2中所表示的是对于马达壳体压力为1bar时，灌注压力与马达转速的关系图。随着马达壳体压力的增加，灌注压力也随着增加。由该图表中84-38000直线中线性关系可近似计算得到，当壳体压力达到最大3bar时，此时的灌注压力已达到39bar，小于该灌注泵可设置的最大灌注压力37.5bar。说明该灌注泵设置到最大灌注压力37.5bar时，不会对液压马达造成损坏。
此外，灌注泵灌注压力无需设置过高，灌注压力过高，液压油容易发热，发热的液压油损坏密封元件，同时也影响液压油粘度等物理性质，影响系统效率。胜利八号平台根据主油路低压油侧的压力，为了能使灌注泵能给系统补充油液，将灌注压力设定值比主油路低压侧压力值稍高即可，因此平台灌注压力设定在18bar到21.6bar之间。
三、总结
对于闭式液压系统来说，灌注泵是必不可少的元器件，它具有重要的作用。此外，设定灌注泵灌注压力不能紧从一个方面考虑，需要从整个系统来考虑。灌注压力设置过低，主油路低压侧补油不及时容易造成系统压力波动，此外也会影响系统降温效果；灌注压力设置过高，系统因发热而降低效率，当然也影响密封元件。由此可见合理设置灌注压力意义重大。
参考文献：
[1]第十届全国流体传动与控制学术会议最佳论文： 《间隙环流作用下流体压力对泵电机组湿转子临界转速影响分析》作者：燕山大学 权凌霄，孟凯林，白如霞，崔超，端春辉。