石油固井設備液壓系統運維及保養體系構建研究

魏 偉

（煙臺杰瑞石油裝備技術有限公司，山東煙臺 264003）

0 引言

隨著石油開采管理不斷朝著精細化方向發展，運維及保養工作要求也在不斷細化。固井設備液壓系統由于生產運行的特殊性，在實際運行中常會出現故障頻發現象，構建更為完善的運維及保養工作體系，提前采取預防性措施，不僅能夠有效解決液壓系統運行中的問題，還能夠避免由于故障頻發對生產作業帶來的影響，提升作業效率和安全水平，為企業穩定發展提供保障。

1 液壓系統組成及運行原理

1.1 液壓系統組成

液壓系統主要是在液壓泵作為動力源基礎上，將原動機的機械能轉變為液體的壓力動能，以此驅動工作機構實現往復旋轉運動（圖1）。在液壓系統中，主元件能夠確保系統正常做功，實現液體壓力、流量和方向的控制。輔助部件主要包括液壓油箱、機油濾油器、管線接頭、冷卻器及壓力表等，通過各個部件的協同作用，最終實現設備的穩定運行[1]。由于液壓系統結構較為復雜，并且長期處于循環作業模式，因此在外部環境影響及結構件磨損作用下，某些部件經常出現無法正常運行的情況，造成設備故障，對生產作業產生影響。

圖1 液壓泵運行原理

1.2 液壓系統運行原理

液壓系統是在控制器作用下運行的，生產人員根據現場作業情況調整運行參數，控制系統根據運行參數指令實現對節流閥或調速閥的控制，以此調整液體流量。在管路系統作用下，機械能轉變為液體的壓力動能，以此實現壓力調整，確保井壁壓力在要求范圍內，確保石油開采作業穩定運行。液壓系統運行原理如圖2 所示。

圖2 石油固井液壓系統運行原理

2 固井設備液壓系統運維及保養

2.1 取力器的運維及保養

取力器是液壓系統運行的基本設備，是確保固井設備穩定運行的重要保障。取力器故障類型主要集中于離心泵無法正常運行、無法完成動作等方面。根據取力器的結構特征，問題多出現在操控結構方面，因此應當作為運維及保養工作的重點內容。在日常保養工作中，應做好電磁閥的檢測工作，一旦出現電磁閥靈敏度降低或元器件受損現象，應及時做好維修和更換處理。取力器異響現象較為明顯時，應重點關注拔插結構和傳統齒輪底座穩定性，及時采取緊固措施進行處理。日常保養工作中，還應按時在取力器機械結構中添加潤滑劑，降低主輔結構運動阻力，確保取力器保持高效運行狀態。

2.2 油泵傳動軸的運維及保養

油泵傳動軸是重要的驅動裝置，也是受力較大的裝置，在生產運行中會出現不同程度的變形、斷裂或損壞現象，出現故障將會對固井設備運行安全產生影響。造成油泵傳動軸變形的原因主要有3 個：①固井開車時操作過猛，傳動軸負擔驟然增加；②油泵處于長期快速運轉狀態造成油溫升高、油泵油封損壞，在長期大離心力作用下，造成傳動軸變形；③冬季環境溫度較低的情形下，液壓缸運行阻力增加，在沒有預轉的情況下直接進入高負荷旋轉，造成傳動軸損壞。因此，傳動軸的運維工作首先要求現場作業人員規范操作，開車時使傳動軸運行壓力逐漸增加，尤其是在冬季作業時必須進行預轉后，才能夠逐漸進入正常作業狀態。在長時間運行狀態下，要做好油溫監測，出現長時間高溫狀態時要及時停車檢修，一旦發現傳動軸受損則必須要及時進行更換，避免造成更嚴重的損失。

2.3 油封的運維及保養

油封是確保固井設備處于良好密封狀態、液壓系統穩定工作的重要裝置，同時也是較容易受損的部件。油封受損主要有3 個原因：①油泵高速運轉狀態下花鍵損壞，同時出現操作用力過猛情況，導致油腔油壓過大，造成油封受損泄漏；②油泵與過渡板之間的O 形圈受力不均勻造成泄漏，導致油壓不足；③活塞缸、液壓缸及塞缸等部位長期處于高負荷、高溫運行狀態，加劇密封圈磨損，進而導致泄漏現象[2]。因此在作業過程中，要密切監測油泵運行狀態，出現壓力不正常時，必須及時更換密封圈。在液壓缸溫度過高時，應及時采取降溫措施，確保密封圈處于良好狀態。

2.4 下灰缸的運維及保養

下灰缸動作不暢和攪拌機運行不正常，是液壓系統中較為常見的問題，其主要原因在于液壓路中存在堵塞問題，溢流閥失調嚴重，高壓油泵存在泄漏現象等。因此在運維保養工作中，必須及時檢查、定期更換液壓油。出現故障時，首先檢查液壓系統壓力，如果壓力正常則可以排除油泵故障影響[3]。其次檢查液壓油清潔度，如清潔度較低，則需要檢查油路活塞狀態，及時更換液壓油，逐次清洗液壓閥，直至滿足穩定運行要求。如液壓油狀態正常，則需要檢查液壓閥，直接進行清洗或更換處理，以確保下灰缸保持穩定狀態。下灰缸運維檢修工作要按流程依次處理，這樣才能提升工作效率，降低日常保養成本。

3 固井設備液壓系統運維及保養體系構建

3.1 運維及保養工作目標

在固井設備液壓系統運維及保養工作管理體系中，明確整體工作目標，提升工作效率，是新時期固井作業管理朝著精細化方向發展的基本要求。工作目標首先要明確最低故障次數要求、部門整體工作成本控制、崗位工作目標等。在結合現有運維及保養工作數據分析基礎上，制定合理的工作計劃，提出預防性保養工作方案[4]。合理的目標設定，能夠明確各個崗位工作人員職責要求，確保部門工作人員能夠協調組織，提升保養工作效率，及時響應生產現場故障處理要求，為固井作業生產活動提供有效保障。

3.2 運維及保養日常工作計劃

日常工作計劃是液壓系統運維及保養工作開展的基本依據，也是確保整體工作有序開展的重要保障。參照現有日常工作開展特征，運維及保養工作計劃必須要涵蓋以下內容：

（1）每日或每次使用前保養。包括冷卻液、燃油、水汽、沉積物、指示器、液壓油及機械傳動裝置等方面的檢查，確保各個細節層面達到運行要求時，才能夠進行開機作業。

（2）定期保養。依照運轉時間或定期時間最短原則，定期做好需要維護項目的保養工作，例如設備每運行30 h 或每周時間段內，達到任一條件即需要進行保養。

（3）需要時的保障。主要包括電池、電纜、濾芯等檢查保養；傳感器、噴油器、減振器、增壓器、節溫器、發電機、閥件動作等部件，在出現無法正常運行或達到運行期限時，必須進行對應的運維保養。

（4）大修保養。是否需要進行大修保養，應當根據液壓系統整體運行情況進行評估，確保在穩定運行前提下盡量控制整體保養成本。

3.3 運維及保養工作質量要求

運維及保養是液壓系統管理工作的重要組成部分，因此在具體工作開展中，應當適應新時期精細化理念導向要求，構建完善的質量控制體系，推動運維及保養工作朝著系統化方向發展。運維及保養工作質量體系分為3 個層次：

（1）基礎層面。要求各項運維及檢修質量能夠達到日常運行基本要求，能夠滿足各個部件穩定生產運行要求。

（2）整體質量控制。要求定期對設備運行狀態進行質量評估，在確保液壓系統整體性能滿足運行要求的前提下，才能夠開展生產運行。

（3）成立質量控制小組（QC），由小組成員定期做好組織質量控制活動，尤其是針對液壓系統中出現頻率較高，對正常生產影響較為顯著的問題，做好質量攻關的重點，采取針對性措施進行處理，消除液壓系統質量對石油開采作業的影響，確保生產穩定性。

3.4 運維及保養隊伍建設

運維及保養隊伍建設是體系構建的基本組成部分，是確保各項工作有序開展的重要保障。針對當前隊伍建設中存在的問題，應當采取如下措施進行優化，推動液壓系統運維及保養工作質量不斷提升。首先是要強化工作人員職業素養培養，要求工作人員能夠在熟練掌握運維檢修和日常保養工作技能基礎上，提升責任意識，明確運維保養工作對企業經濟效益的影響，樹立正確的工作理念[5]。其次是要強化技能培訓，通過在班組內容組織科技練兵、內部競賽等形式，提升工作人員操作技能，提升整體工作效率，奠定運維及保養工作堅實基礎。再次是通過制度建設規范日常行為規范，要求各個崗位人員能夠明確自身職責，能夠切實以生產安全理念為導向，依照工作計劃，細致、深入地做好運維及保養工作，并及時將工作信息傳輸至管理平臺，確保領導層面能夠準確把握整體工作動態，對運維保養工作計劃進行優化，為開采作業提供更加堅實的保障。

3.5 運維及保養異常事件處理

由于固井作業生產環境的復雜性，在固井設備運行中常會出現高溫、壓力變動等異常現象，間接造成液壓系統無法正常工作。因此在運維及保養工作體系中，還應當制定專門的異常事件處理方案，提升運維工作針對性和運行效率。在異常事件處理方案中，首先應當明確主要異常現象對液壓系統正常運行的影響，明確較容易受損的零部件類型，做好日常備件準備工作，確保異常事件發生后能夠在最短的時間內開展維護工作[6]。其次是要做好異常事件處理后的跟進處理，尤其是針對部分采取臨時措施的處理環節，應當采取對應的鞏固處理措施，確保液壓系統保持良好運行狀態。

3.6 運維及保養工作系統評估

在液壓系統運維及保養工作體系中，還應當制定完善的評估體系，推動各項工作朝著精細化方向發展。評估體系包括對液壓系統運行質量評估和對工作人員能力評估兩個方面，運行質量評估主要是針對液壓系統所有設備運行性能進行檢測，準確評估系統運行薄弱環節，這也是運維保養計劃制定實施的主要參考依據。工作人員能力評估包括技能水平評估、責任意識評估和協作能力評估等多個方面。通過更加合理的評估體系，能夠確保運維保養工作的針對性，也能夠及時發現管理工作中存在的問題，確保各項管理措施落實到位，為固井作業安全提供有效保障。

4 結束語

石油固井作業生產管理體系中，液壓系統運維及保養體系構建是長期性、動態性的工作，對于管理和生產人員而言，必須要適應管理理念革新要求，轉變傳統工作思路，強化對運維及保養工作的重視程度，嚴格依照規范流程做好各項工作，以確保運維及保養措施落實到位，為提升固井作業生產水平奠定堅實基礎。