淺談鉆井隊現場氣動試壓臺的使用

郭慶

摘 要：通過對鉆井隊現場所使用氣動試壓臺的結構及工作原理的分析，對現場使用試壓臺過程中存在的共性誤區進行了糾正，并提出了正確的使用方法，以提高設備使用壽命，保證鉆井隊現場使用效果。

關鍵詞：井隊現場；試壓臺；氣動泵；油箱

1 概述

1.1 產品特點

試壓臺以壓縮空氣為動力，壓縮空氣驅動往復式氣動泵排出壓力液，氣壓與液壓成 比例關系，通過調整氣壓可得到一定范圍內壓力液。當氣壓作用力與液壓作用力平衡時 氣動泵停止，輸出液壓力也就穩定在預調值。

控制壓縮空氣進氣量也就控制了排液量，因而試壓臺具有輸出液壓力可調，充壓速 度可控的特點。同時具有簡單直接、避免液力沖擊被試件的特點。

1.2 產品用途

氣動試壓臺適用于在現場石油鉆采工程使用井控裝備的防噴器組、節流管匯、套管頭、管道件、閥件 或其他承壓件的液壓承壓試驗。

2 結構形式與工作原理

2.1 結構形式

試壓臺由試壓臺主體和試壓管件組成。試壓臺主體液壓回路由油箱、油箱出口截止閥、吸水口截止閥、過濾器、初級氣動泵、單流閥、安全閥、次級 氣動泵、高壓截止閥、三通旋塞等元件組成；氣動回路由氣源截止閥、空氣過濾器、空 氣調壓閥、油霧器、氣動泵氣路截止閥等元件組成。

2.2 工作原理

試壓臺工作時壓縮空氣經分水濾氣器、空氣 調壓閥、油霧器、初級泵截止閥（19）、進入氣動泵（初級），氣動泵啟動后抽吸清水經外吸入口截止閥、液體濾清器進入氣動泵（初級），氣動泵排出的液體流經單流閥、單流閥、保壓截止閥至高壓輸出接口，如泄壓截止閥關閉，液流輸向被試驗件，使試驗壓力升高，當壓力升高至使氣動泵的輸入氣壓力與輸出液壓力平衡時，開啟次級泵截止閥，啟動氣動泵使試壓臺的輸出壓力繼續升至被試驗壓力。

3 使用中存在問題

氣動試壓臺的使用很廣泛，已經被廣泛被鉆井隊、作業隊、井控車間等單位配備使用，但是在使用的過程中，卻會出現比較多的使用誤區，即使是生產廠家服務人員都不太熟悉，歸納起來主要存在下面兩種問題：

3.1 問題一：快速充壓，同時啟動兩臺氣動液壓泵

操作者為了能夠快速的給試壓件充起壓力，在啟動伊始就開啟試壓臺配備的兩臺氣動泵給試壓件預充壓力。實際中，也能起到一定的作用，加速充壓的過程，但是長此以往的結果就是加速高壓氣動泵的磨損，降低它的使用壽命。

3.2 問題二：往油箱中加入清水用作試壓介質

目前存在對待試壓臺油箱的現狀是：在現場使用試壓臺的過程中，將試壓臺油箱中加滿清水用于小的試壓件的試壓作業，或者直接將外接的清水管線塞入油箱中為試壓臺提供試壓介質，此外在試壓工作結束后，甚者沒有將清水全部放掉，而是存在油箱中留待下次試壓繼續使用，以上做法導致的直接后果就是堵塞氣動泵的液壓元件，對管道及油箱內部產生腐蝕，銹蝕嚴重，很明顯會經常在油箱的觀察視窗上看到用水過后的水銹，降低了元件的使用壽命，破壞了密封件的密封性能。

4 存在問題原因分析

針對現場使用中出現的問題，通過仔細研讀它的產品說明書，現場查看它的每一個配件，多提幾個為什么，就能分析出原因了。

4.1 針對氣動泵的使用問題

平臺配備的氣動試壓臺包含兩臺氣動泵，均是由往復式氣馬達和液缸組成，不同型號氣動泵的氣馬達結構相同，而下部的液缸分為活塞式或柱塞式兩種。

1：60氣動液壓泵是初級氣動泵，下部液缸為活塞式，排量大，90ml/沖次，氣馬達活塞桿與液缸的柱塞桿相連作往復運動，液缸下端安裝了吸入閥座、鋼球是吸入閥的閥芯，柱塞桿下端連著排出閥座、鋼球是排出閥的閥芯，柱塞桿上行時吸入閥開啟、排出閥關閉，液缸下腔吸入液體的同時排出上腔的液體；柱塞桿下行時吸入閥關閉，液缸下腔液體經排出閥進入上腔，其中50%液體排出泵外，其余貯在液缸與柱塞桿的環狀空間內，在柱塞桿上行時排出泵外，液缸工作方式是單向吸入雙向排出。

1：200氣動液壓泵是次級氣動泵，下部液缸為柱塞式，排量為13ml/沖次，僅為活塞式氣動液壓泵排量的1/7，其中氣馬達活塞桿與液缸的柱塞桿相連作往復運動，液缸必須在下端2個連接口上裝上2個單向閥作為吸入閥和排出閥，才能實現吸入和排出功能，作為高壓泵使用。

4.2不能正確使用油箱的原因

產生這種情況的原因是沒能正確理解廠家架設油箱的根本目的，拿司空見慣的做法去衡量一件事物，繼承了一貫的錯誤。下面做簡要分析：

首先從銘牌上看，名稱為油箱，而不是叫水箱；氣動泵叫氣動油泵，而非氣動水泵，這就注定推薦使用的介質是油，而非清水。

再次，從試壓臺的構造看，設置了內吸入口（油箱）和外接吸入口（外接水管線）用作上水端，一個為主一個為輔；在輸出端，有三路可以走，通向試壓件是一路，通向泄壓端是一路，其中在泄壓端通過三通閥分成了內泄口（回油箱）和外泄口（外置接廢液的容器）兩路。

5 推薦使用方法及建議

5.1氣動泵的正確使用方法

試壓過程中，在一切準備妥當后，首先啟動初級氣動泵，用于讓液流充滿試壓件，待壓力升高至初級氣動泵的輸入氣壓力與輸出液的壓力平衡時，再啟動次級泵，使試壓臺的輸出壓力繼續升至被試驗的壓力，這樣做的好處是物盡所用，降低了氣動泵的磨損程度，延長其使用壽命。

5.2 油箱的正確使用方法

在調試階段向油箱加入與油霧器相同的液壓油，加油之前要關閉內吸口截止閥和外吸口截止閥，以免油液外漏。在外接吸入口處接好上清水管線，試壓程序按照前面2.2提到的工作原理進行。油箱的作用主要體現在對液壓元件及管道內部的潤滑保養上，為保護液壓元件、管道內部免受腐蝕性液體損害，每次井場試壓工作后應以初級泵排出的清水沖洗來自被試件的泥漿和巖屑。每當試壓臺停用前應拆去試壓管，用絲堵封堵高壓輸出口，關閉外吸入口截止閥，開啟內吸入口截止閥，啟動初級泵排出液壓元件、管道內清水，注意控制三通旋塞閥手柄，當外泄口出現液壓油時應隨即扳動手柄至內泄位置，使液壓油回油箱并使初級泵工作1分鐘以上繼續循環排除清水。視油箱內底部積水情況旋開排污口處螺塞（只須轉2圈，不必取出）即可進行排污。

QST140-J氣動試壓臺屬于精度較高，使用謹慎的特殊井控裝備，為此，在使用過程中，必須仔細研讀好產品說明書，對設備真正做到應知應會，消除司空見慣的不良習慣，嚴格按照標準的程序保養維護使用好試壓設備，延長設備的使用壽命，真正讓設備為生產出力。