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水下生产液压系统常见故障原因及保养呼阳李滨

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：呼阳李滨

[导读] 水下油气开采过程中，水下采油树上有多个液压执行机构，作为海洋采油平台的重要辅助设备，液压系统起到的作用不可小觑。

中石化胜利油田分公司海洋采油厂海二采油管理区山东东营呼阳李滨 257237

摘要：水下油气开采过程中，水下采油树上有多个液压执行机构，作为海洋采油平台的重要辅助设备，液压系统起到的作用不可小觑。依次开启这些液压执行机构时，由于供液管线内液压油的压降变化，液压执行机构之间会相互影响，有时甚至会导致误动作的产生，机械的液压系统运行良好是其顺利工作的重要保证之一，而液压系统的保护与维修则是保证其良好运行的先决条件。本篇文章介绍了液压系统常见的故障，分析了液压系统存在的常见问题，以期做好液压系统日常的维护管理，延长它的使用寿命，使其发挥出最大的作用。
关键词：油气开采；液压设备；水下采油树；维护；保养
        随着石油勘探开发重心由内陆向海洋转移，水下采油树作为海洋油气勘探开发的关键设备，越来越多地应用于海洋油气开发。液压系统是驱动水下执行机构动作的基础，其设计的安全性及稳定性关系到水下生产系统的安全运行。水下生产控制系统是海上油气田生产的神经中枢，它根据生产工艺要求实时监控水下采油树工作状态和油气田生产状态，从而保证长期高效安全地开发海洋油气资源作为海洋平台设备的重要辅助设备。机械的液压系统运行良好是其顺利丁作的重要保证之一，而液压系统的保养与维护又是保证其良好运行的先决条件。
        1 水下生产液压系统组成
        硬件系统。水下采油树主要有以下阀门：生产主阀、生产翼阀、转换阀、修井阀、环空主阀、环空翼阀等。水下采油树上的大多数阀门都是开关阀，在水下油气生产中，这些开关阀的控制都属于开环控制，目标是控制油气生产管路的通断，从而使采油树完成一系列特定的动作。
控制系统。水下采油树控制系统采用水上平台供油来驱动水下几个井口的采油树上的液压执行机构动作。复合电液控制系统由控制信号控制水下液压执行机构及阀门动作，水下采油树复合电液控制系统主要包括：(1)平台控制装置，有液压泵、蓄能器、液压调节器和监控系统；(2)水下控制装置，有电磁阀、蓄能器和电子模块；(3)软管束，信号电缆或光纤、液压管线、电力供给电缆集中于一根脐带缆中。
        安全系统。工作过程中不可避免地会出现液压油泄露，从而引起内部超压常规液压控制系统封装壳体上常设置1个单向阀，单向阀开启压力为0．07 MPa(略高于自然油压)。当内部压力达到0.07MPa时，单向阀开启，泄放多余的液压油，从而实现对控制系统的安全防护。
        2 水下生产液压系统常见故障
        以某海洋油田为例进行分析，其平均水深为1000m。液压系统有供油管线和回油管线，回油管线经过补偿器及单向阀直接连通海水。
        2.1泵压力不正常
        油泵长时间工作导致泵盖螺钉松动，从而油压上不去，这时可以适当拧紧螺钉。吸入管道漏气导致油压上不去，应该检查各连接处，并予以密封、紧固。系统中有泄漏导致油压上不去，应该检查系统，修复泄漏点。
        2.2噪声大、振动大
        泵中噪声、振动，引起管路、油箱共振。应该在泵的进、出油口用软管联接且泵不要装在油箱上，应将电动机和泵单独装在底座上，和油箱分开，降低电动机转数。
        液压阀弹簧所引起的系统共振。可以通过改变弹簧的安装位置，弹簧的刚度，把溢流阀改成外部泄油形式来消除故障。
        空气侵入液压系统是产生噪声的主要原因。

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因为液压系统侵入空气时，在低压区其体积较大，当流到高压区时受压缩，体积突然缩小，而当它流入低压区时，体积突然增大，这种气泡体积的突然改变，产生“爆炸”现象，因而产生噪声，此现象通常称为“空穴”。针对这个原因，常常在液压缸上设置排气装置，以便排气。
        2.3系统中流量不足
        由于液压泵流量不足，致使系统中流量不足时，应检查液压泵零件是否有损坏情况，及时地更换或修复损坏超差件：如果因泵内吸入空气影响了液压泵的流量，则要采取措施，防止空气吸入，变量泵由于变量机构工作不良影响泵的流量，应对变量机构拆卸、清洗或修理、更换。
        2.4油缸泄露
        密封件损坏变形致使油缸外漏要换胶圈。高温造成的密封失效，应在更换胶圈的同时排除产生高温的根源。零件配合间隙过大造成的胶圈损坏修理时不能只简单的更换胶圈，应采用换件的方法改善零部件配合间隙，防止密封件反复损坏。
        海洋石油污染是当前海洋环境污染中最严重的一种污染方式，主要是指石油以及相关炼制品在开采或者运输过程中，对海洋环境造成的污染。各个国家和地区不断针对海洋污染的防治进行区域性协约或者全球性公约的签订。国家海洋局在2010年拟定出了《海洋生态损害国家索赔条例(草案建议稿)》。第11条，提出了确定海洋生态损害国家索赔的范围时应当考虑的因素：清除污染和减轻损害等预防措施，以及由于采取预防措施造成的次生污染或者损害；海洋环境容量损失等其他必要的合理费用。
        因此，加强水下生产液压系统的维护保养，提高工作可靠性，是对企业生产效益至关重要的工作内容。
        3 水下生产液压系统常规检查与保养
        3.1液压油箱的液位
        液压系统检查中最基础的一项是液位的检查。液位较低通常是因为外泄而损失了部分液压，油液位过高则说明系统中可能某处进入大量空气水，存在较高位置的泄漏，也可能因为油水冷却器的渗漏面进入到油液中，也会导致液位升高。
        3.2冷却器的工况
        首先检查冷却液的液面是否达到规定要求，需要补充冷却液时要保证补充冷却液与原冷却液的一致性，还应保证进入其内循环的冷却液的清洁度，否则沉积的污垢会影响冷却效果，导致油温过高。最后就是要注意冷却器的油、水两侧不能有外泄。
        3.3外泄
        检查所有接头、液压管路、油泵、液压马达和液压缸等液压元件是否存在泄漏。
        3.4合理选择液压油并保持清洁
        合理地选择使用液压浊，首先要确定液压油的粘度范围。一是按各动作部位的不同机械要求选用；二是按液压泵的类型选用：三是按液压系统工作压力选用：四是考虑液压系统的环境温度；五是考虑液压系统中的运动速度。
        3.5防止水和空气入侵液压系统、防止油的氧化
        除了维修保养时要防止水分入侵外，还应注意储油桶不用时，要拧紧盖子并倒置放置；要多次过滤含水量大的油，每过滤一次要更换一次烘干的滤纸。
参考文献：
[1]魏吉忠.论常用工程机械液压系统的维护[J].华章，2011(16)．
[2]张坚.液压故障排除400 问[M].湖南科学技术出版社，2009.

作者简介：呼阳，男，1991年生人，山东蓬莱，汉族，大学本科学历，技师，研究方向为油气田开发工作。