固井水泥车用液压泵及液压马达试验系统方案

　　油田用固井水泥车上有3个部件利用液马达提供动力:①水泥浆循环离心泵;②清水供应离心泵;③水泥浆池搅拌器。液马达的动力来自对应的液压泵,液压泵从车载发动机的传动部分取力。在油田维修改造固井水泥车时,需要对修理后的液马达和液压泵进行性能检测,以保证固井水泥车在现场使用的可靠性,因此,需要建造相应的试验装置。国内大油田的修造厂均建有传统的直接加载方案的试验装置。近年来发展的功率反馈方案能合理地利用试验过程中试验元件输出的功率,可节约能源。

　　1　方案简介

　　1.1　直接加载方案

　　直接加载的方案就是在被试液压泵或液马达的输出端施加负载进行试验。

　　a)　液压泵单独试验,采用比例溢流阀加载,原理如图1。

　　b)　液压泵与液马达联合试验,利用液马达作为液压泵负载,而液马达输出端利用电磁测功机加载,原理如图2。

　　1.2　功率反馈方案

　　功率反馈方案也是液压泵和液马达联合试验,利用试验液马达和辅助电动机一起拖动被试液压泵,试验液马达的动力源就是被试液压泵,如图3。因为液马达的排量小于被试液压泵的排量,所以液马达转速会有高于辅助电动机的转速趋势,可以与电动机一起驱动被试液压泵,将功率回输到液压泵。由于液压马达的输出转矩小于被试泵所需的输入转矩,其差值由辅助电动机以机械方式补偿,试验系统的压力调节是借助于压力调节阀来实现。

　　2　方案比较

　　比较直接加载方案和功率反馈方案,后者充分利用了被试产品的输出功率,解决了试验过程中发热量大的问题[1],降低了试验时的能源消耗,也相应的降低了冷却系统的功率消耗,值得推广应用。

　　3　试验系统基本参数

　　油田固井水泥车种类很多,国内油田使用较多的是美国道威尔公司和哈里伯顿公司的水泥车,而且国内生产厂家生产的水泥车也基本是参照上述两家公司的水泥车参数,设计选型配套。固井水泥车上用于水泥浆循环的离心泵使用功率最大,以江汉石油管理局第四石油机械厂较大的固井水泥车(型号:SJX5241TSN17)为例[1],选用丹尼逊公司的叶片泵(型号:T6D-045-1L03-B)作为驱动液压泵,该泵样本参数表上给出的最大输入功率约为110 kW,最高转速2 200 r/min,考虑一定余量和固井水泥车的发展趋势,确定试验台主驱动电机的功率为160kW,最高转速2 980 r/min,试验系统压力为31.5MPa。试验装置的基本参数如表1。

　　由于固井水泥车上使用的液压泵、液压马达功率和排量大小不同,为保证试验参数测量的准确性,设计2种不同通径的试验循环管汇。