压裂泵车柱塞润滑方式的优化设计示范文本
700型压裂车泵柱塞润滑系统技术改进与应用
（ ） １ 机油消 耗量大 ：该润 滑系统 润滑 泵柱 塞采用的是无 循环单 向输出方式， （ 图示１ 机 油箱ｌ 储存的是 未使用过的清洁机油 ，机 ） 里 油箱２ 里的机油是经过 泵柱塞润滑 后收集存储起来 的 ，作为废机 油处 理 ．直接倒掉 ，造成 了润滑 油浪费及环境污 染。在 使用过 程中 ，容积 为６ 公升的机 油箱１ ０ 的机 油只经过４ 个工作 日，全部消耗完 ，又要重新 添加新机 油来满足工 作的需要 ，机 油消耗 量大 ， 每个工作 日ｌ 公升 按 ５ 计算 ，每 个月需机油４ ０ ５ 公升 。 （ ）配件使 用更换 成本高 ：溢 流控制 阀是一个 精密 阀件 ，进行 ２ 限 流压 力控制 ，但是在实际的工作 中．经常造 成柱塞 滑件发卡 ，油路 堵 塞 ，润滑系统停止 工作 ，直接造 成７０ 压裂车停止 运行 ，需 重新 ０型 更换该 阀件才 能使 用 ，每个 阀件 价值 ７０ 元左 右 ，平均使 用寿 命 １ ００
机油输送到泵拉杆的润滑油道中 ，对泵柱塞进行润滑 ，然 后通过 回油
管道流入机 油箱２ ．形成一 次完整的润 滑过程 。通过对 泵柱 塞的 润 中 滑 ，防止因泵柱塞和机体盘根的机械摩擦引起泵拉杆和机体盘根的损 坏 ，造成该泵的机械故障。同时 ，泵柱塞的往复运动过程 中还产生热 量 ，提高了柱 塞的温 度，通过 机油 润滑可以达到降低温度 的作 用。
年。
借 用汽车发 动 机油 底的 集滤器 进行 改造 ．通过螺 栓固 定在机 油箱 ２ 上 。对集滤器和过滤器定期清洗 ，确保油路清洁畅通 。
４ 经济效益
（ ） １ 改造 费用 ：集滤器 、机械泵 、管线 、过 滤器 、四通 阀等 ，
共 计３ ０ 元 。 ８０
（ 年 节 约 费 用 ：机 油 ４ ０（ 升 ） ×１ 元 ）×１ 月 ） ２） ５ 公 ２（ ２（
液压式柱塞泵的改进与整体优化
液压式柱塞泵主要应用于泥浆、水煤浆、高岭土及非金属矿悬浮液的输送，也可以用于矿山渣浆、食品悬浮液、化工浆料、磁性材料的输送，已广泛使用在陶瓷制品、非金属、矿山、污泥污水处理等领域。
如图1所示，该柱塞泵主要由机械系统（1）和液压系统（2）两部分组成：机械系统可以根据客户实际工作排量和工作压力等具体使用工况要求，设计为两缸泵、三缸泵（2+1结构）或者为四缸泵（2+2结构）；液压系统使用的液压油泵可以采用定量泵、变量泵或双联泵，液压油缸的换向采用转阀控制先导式两位四通换向阀的方式实现。
液压式柱塞泵操作简单，一般情况下，该类设备对现场使用工况要求不高；但对于需要连续式作业，使用现场要求整洁的厂家，需要对该类柱塞泵进行进一步的优化和性能提升。
1 机械系统的优化机械系统的优化主要涉及摘要：根据液压式柱塞泵的使用特点和存在的不足之处，提出了针对性改进方案。
通过对其机械结构和液压控制系统的优化设计，进一步提升设备的整体性能。
关键词：液压式柱塞泵；改进；优化Abstract: According to the characteristics and shortcomings of hydraulic plunder pumps, puts forward the improvement plan. Through the optimization of the mechanical structure and hydraulic control system, then improve the overall performance.Key words: plunger pump; improvement; optimization中图分类号：TS737+.2文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2017)18-0048-04液压式柱塞泵的改进与整体优化⊙ 王泽刚（山东晨钟机械股份有限公司，山东淄博 256402）Improvement and optimization of hydraulic plunger pump⊙ WANG Ze-gang (Shandong Chenzhong Machinery Co., Ltd., Zibo 256402, Shandong, China)图1 主机常规结构为机械加工定位用的C型中心孔，该中心孔通过两端的密封螺塞（3）进行保护，防止磕碰划伤，用作产品精加工和循环维修使用时的定位基准；该柱塞外径工作面上通过超音速喷涂工艺喷涂陶瓷耐磨层，用以保证柱塞的耐磨性和使用寿命。
暂堵压裂施工工艺工序优化设计
1、改造措施（1）压裂方式：三封选压。
（2）压裂设计参数：（3）压裂液配方和数量配液要求：配液作业按长庆油田公司Q/SYCQ0154《压裂液酸化液体配制及质量检验要求》配制施工液体。
（4）支撑剂类型、规格要求石英砂性能指标符合Q/SY 17125-2019标准。
（5）压裂管柱结构（自下而上）球座（不带球））+2"7/8外加厚油管+K344-115封隔器（2586.0m±0.5m）+2"7/8外加厚油管+Φ32mm倒压喷砂器（2576.0m±0.5m）+2"7/8外加厚油管+K344-115封隔器（2566.0m±0.5m）++K344-115封隔器（2565.0m±0.5m）+5"1/2水力锚+ 2"7/8外加厚油管至井口。
（封隔器座封位置必须避开套管接箍，可根据现场调整）。
（6）压裂泵注程序对层2576.0-2580.0m段压裂，泵注程序如下：2、放喷和排液（1）压裂改造措施结束后，关井30分钟：后分四个阶段进行控制放喷：第一阶段采用 4 mm油嘴放喷至井口压力小于5MPa；第二阶段采用8mm油嘴放喷至井口压力小于3MPa；第三阶段采用12 mm油嘴放喷至井口压力小于1MPa；第四阶段：完全打开井口闸门进行敞放，准确计量排出液量；放喷结束后及时用活性水反洗，反洗排量大于600L/min，直至出口无砂粒。
压裂液返排开始的0.5小时、1小时、2小时分别取样检测返排液的PH值、粘度及CL-含量。
（2）放喷结束后，立即反洗（排量大于600L/min）至井口无砂粒，冲砂至人工井底。
然后做抽汲准备。
注：严禁带大直径工具管柱进行冲砂作业。
（3）采用抽汲方式诱喷排液。
（4）抽汲必须及时连续，开抽后不得无故停抽，连续停抽时间不得超过半小时，班累计停抽时间不得超过1小时，每班抽汲不少于7h；抽汲时应逐渐加深（每次加深50～100m）进行抽汲；抽汲沉没度控制在150m以内；录取每班的产量，做氯根化验，停抽时要求取好油、水全样作出分析报告。
水泥车柱塞泵液力端脂润滑系统改造
水泥车柱塞泵液力端脂润滑系统改造固井水泥车目前普遍使用的三缸柱塞泵属于容积式泵，是将机械能经过柱塞泵动力端直接转化为介质的压力能，借助液力端柱塞在泵头工作腔内做往复运动，使泵工作腔的容积发生周期性的变化来达到吸入和排出液体的目的。
柱塞泵的工作特性之一是理论上可以产生无限高的扬程，关键取决于管路和密封装置的承压能力。
所以液力端柱塞总成的密封效果对柱塞泵的容积损失以及柱塞泵的效率起到决定性作用。
为了降低因盘根刺漏，使柱塞总成失去密封效果这种故障现象，目前水泥车都存在一套单独的液力端润滑系统，该润滑系统主要是对柱塞、盘根润滑。
润滑系统的使用，对柱塞、铜压套、盘根起到润滑、降温的作用，使柱塞和盘根的干磨现象得到有效缓解，从而减少了盘根和柱塞的摩擦阻力;同时润滑油产生油膜保护柱塞、铜压套等部件表面减轻腐蚀，延长了各密封件的更换周期，大大提高了柱塞总成的密封效果。
1柱塞泵液力端润滑系统改进1.1目前柱塞泵润滑系统使用情况通常将减压阀压力调至0.2～0.3MPa，采用气顶油方式，润滑油瓶被加压到0.03～0.007MPa，打开油路对每只柱塞进行润滑，润滑油量可手动调节，一般调节为每分钟不低于20滴的油量进行润滑。
通过多年来现场的应用，现有的柱塞润滑系统仍存在润滑不良，柱塞干磨、机油消耗大，成本高、机油渗漏飞溅，环境污染严重等缺点，为了保证柱塞有效的润滑，减少摩擦阻力，延长柱塞及各密封件的使用寿命，降低使用成本，减少柱塞及盘根的更换，降低人工强度提高经济效益，特此对现有柱塞润滑系统进行改进，改善润滑效果。
经过市场多次调研，现将在用的润滑系统改为脂润滑系统，使用高粘度润滑脂，较高的润滑油压，形成高强度的油膜，提高润滑性能，减少摩擦阻力，降低磨损程度，延长部件使用寿命。
1.2使用脂润滑与目前使用的机油润滑的优劣对比①粘附性较好。
当摩擦部位处在静止状态时，润滑脂能够保持其原来形状，不致受重力作用而自动流失，也不会在垂直的表面上滑落和从缝隙处滴漏出去。
压裂车液力端润滑系统改进研究
压裂车液力端润滑系统改进研究周启成(中石化中原石油工程井下特种作业公司，河南 濮阳 457001)摘要：随着涪陵页岩气的大力开发，水平井压裂施工成为主要的开采手段，针对页岩气压裂施工周期长、施工压力高、排量大等特点，对于压裂车液力端润滑提出了更高的要求，来保证对柱塞、盘根润滑，若润滑不良，将加快柱塞和凡尔的磨损，减少柱塞的使用寿命，影响压裂施工，本文通过设计改进润滑系统，达到良好经济效益，节约成本，对现场生产有一定实际意义。
关键词：页岩气；液力端；润滑；压裂0 引言现阶段压裂车柱塞润滑采用气动润滑泵，液力端柱塞、盘根采用气压式连续压力润滑。
设备挂挡后可以自动启动盘根润滑系统，油通过单向阀进入柱塞盘根，液力端之下装有回收润滑流体的滴液盒，由于现阶段页岩气压裂施工时间一般为3-4小时，每一层施工将消耗120L CD左右机油，一旦遇到雨季施工，排出的机油容易滴落地面，造成环境污染，增加了人工成本，不符合现场QHSE管理标准。
1 改进思路通过对柱塞油箱的改进，减少CD(15W-40)机油的消耗，并同样能达到对5个柱塞润滑的效果，以电动泵的形式提供动力，将润滑体系变为润滑脂，润滑脂是一种由基础油、稠化剂、添加剂混合而成的半固态机械润滑剂，具有极压、抗磨、密封性好等良好的润滑性能，粘度提高了，将大大减少机油的消耗，节约了成本。
对五条润滑管线加装压力表，检测柱塞润滑情况，如果当出现盘根刺漏时，通过观测压力表的指针，分析出具体哪个盘根出现问题，大大减少了劳动强度，节约了施工周期，经过现场施工验证，该装置实用性强，效果明显，能够满足现场施工实际需要。
2 注脂泵改进内容2.1 注脂泵概况通过设计全自动电动润滑泵为压裂车液力端提供持续的润滑，采用润滑脂的液体体系，此系统主要由润滑脂油箱、圆形电机、分流盒、压力表、压力调节阀、过滤网、时间设置面板、及液位浮球组成。
(1)该装置采用全自动控制油泵，可以通过设置时间来控制设备的运行状态，具有噪声低，效率高，操作简单。
压裂泵柱塞密封副润滑机理分析
４支 承 环
５箱 体
６密 封 体
７ 压 环
失效 ， 有 充 分 的润 滑 ， 封 圈 将 在 几 分 钟 内烧 伤 损 没 密 坏， 无寿命 可 言 。显 然 在 柱 塞 与 密 封 界 面 间 必 须 存 在 油膜 ， 以起 到重 要 的 润 滑 作 用 。本 文 作 者 针 对 这 一 实 际 问题 ， ＯＰ 一１０ ＡＷＳ型 压 裂 泵 柱 塞 密 封 副 为 以 Ｉ ８０ 分析 对 象 ， 究 这一 对 往 复式 密封 副 ， 强制 润 滑下 的 探 在 润 滑机 理 （ 即摩 擦 界面 油膜 形成 的原 因 ） 。这 一 研 究 为
维普资讯
－ ・ Ｊ 『
彦院 学报
Ｊｏ ｎａ ｆ Ｓｉ ｈ Ｉ ｌ Ｕ Ｉ１ ｒ ｔ ｆ Ｓｃ ｅ ｃ ａｎｄ Ｔｃｃ ｕｒ ｌ ｏ ｃ ｌ ａｌ ｖｃ ｓｌ ｖ ｏ ｌ ｎｃ ｈｎｏ ｏ ｌ Ｒｙ
文 章 编 号 ：１０ ．７ ２ ２ ０ ）２０ ０ —３ ０ ０５ ２ （０ ２ ０ —０ ７０
恶 劣 的工 况使 得 柱 塞密 封件 的 寿命 短 ， 维修 频 繁 ， 时 有
因橡 塑制 成 的密 封件 断 裂 ， 泵送 液体 大量 喷 出 ， 导致 重 大事 故发 生 。 因此 ， 在压 裂过 程 中 ， 塞 密封 的寿命 一 柱
直是 关键 问题 。 现 场 生 产 实 践 表 明 ， 果 柱 塞 密 封 副 的 润 滑 系 统 如
４
压 裂 工艺 所增 产 的油气 量在 整个 油 气 产 量 中 的 比
重越 来越 大 。 一次 成 功 的压 裂 ， 般 可 使 油气 井 的 产 一
量增 加 数倍 ， 时 高达 十 几倍 甚 至几 十倍 ， 益 十分 可 有 效 观 。压裂 泵 就 是完 成 这 种 工 艺 的 核 心 设 备 ， 工 作 状 其 况 极其 恶 劣 ： 压力 高 、 砂 量 大 ， 粒 硬 度 高 、 度 高 。 含 砂 酸
1400型压裂泵柱塞润滑系统改良初探
甘肃科技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ
２ ４
Ⅳ０ ２ ．１
Ｎｏ ． ２ ０ ｖ ０８
１０ ４ ０型 压 裂 泵 柱 塞 润 滑 系统 改 良初 探
路彦森 ， 刘珍 山， 许
摘
梅， 路艳平 ， 伍
滑油 泵将润 滑 油直 接 泵 注在 柱 塞 上 面进 行 润 滑 ， 然 后经 油环 、 圈与柱 塞 的环形 空 间从 盘 根压 盖 处 流 铁
显然不干净及润滑不佳 的泵送液体对密封起损
坏作用。国内外生产 的压裂泵 对此采用 的措施 如
下：
出， 流人废油桶废弃浪费。整个柱塞 的润滑过程缺
转化而来 ： ｄ ／】 １＇ （ ／ｈ 一 ／ ｈ） Ｐ ｄ ＝ ２ ｕ １２ ’ Ｑ ｕ ３ 【 ￣
（） １
其中： 压力， 一 Ｐ一 １ 液体粘度， 往复运动的 １ Ｕ一
相对速度 ， ｈ一液膜厚 度 ， Ｑ一每单位 圆周长 的流 量， 一 ｘ 沿密封件的距离 ， 一 ｈ 最大压力处膜厚 ， ‘ ｈ
＝ Ｑ ｕ ２／。 令 Ｑ＝ ｌ Ｑ Ｑ ＋ ２
其中： ｌ Ｑ 是由切向运动 （ 可视为由往复运动速
油大小 ， 劳动强度高 ；
５ 施工 中 １０ ） ４０型压裂泵处于高压 ， 泵工频繁上 泵检查存在极大的安全隐患； ６ 档位高 ， ） 柱塞往 复运动加快 ， 塞润滑用 油 柱 加大 ， 油泵的工作也相应的加大 ， 从而导致 了油泵磨 损损坏加快 ， 压裂大 队 ３台车到 内蒙施工短短不到 两个月 ， 就换 了３个柱塞油泵 ， 增加了成本消耗 ； ７ 特别是本大队 ３部 １０ ） ４０型压裂车到内蒙配 合吐哈压裂队施工就更加 明显 ， 口井压裂 车连续 每
压裂设备润滑管理的探讨及应用
压裂设备润滑管理的探讨及应用摘要：压裂设备作为油气层压裂改造过程中必须的设备，其良好稳定的工作状态是压裂施工成功的关键。
设备润滑作为保障压裂设备安全稳定运转的重要措施，应采用合理有效的润滑技术，控制润滑系统的污染，提高润滑质量，从而达到提高设备完好率、延长设备使用寿命的目的。
关键词：压裂设备润滑管理一、概述胜利油田使用的压裂设备大都为国外进口设备。
压裂设备由压裂泵车、混砂车、仪表车、管汇车等9～10台设备组成，由于压裂施工多为野外作业，其工况较为恶劣，有时需连续工作几十个小时，要使设备始终处于稳定的工作状态，保障良好的设备润滑是重要手段。
保证设备正常运转，必须合理选择和使用润滑剂，采用正确的换油方法。
一是要合理选择和使用润滑油；二是要加强润滑油品质管理；三是要采用合理的加注技术；四是要加强车辆设备的日常润滑维护管理。
二、压裂设备润滑要求及现状压裂设备的润滑，应视其速度、负荷及摩擦副形式而定，一般设备制造商提供的手册中都已标注清楚，管理中应严格执行。
如：老型号设备（1998年Detroit 制造的16V149型柴油机等）速度较低，负荷相对不大，对润滑要求也不高。
而新型设备（2011年Cummins制造的QSK60 16V3000）速度和负荷都较大，润滑要求也相应提高，广泛采用了集中供油、油浴润滑等。
进口压裂设备具有速度高、负荷大等特点，采用液力变矩器（如Allison、Twin Disc等）传动，传动轴的支承点，多数使用滚动轴承。
一般采用集中循环润滑或齿轮箱油浴润滑方式，因而要求润滑油脂的抗氧化性、防锈性、抗污性要好。
进口压裂设备的润滑周期在设备制造商提供的手册中有详细说明，润滑部位标注得非常清楚，生产中应严格执行。
日常润滑管理中，要根据设备的润滑要求，制订出详细的润滑措施，严格按照定人、定质、定点、定量、定时进行润滑，同时要有相应的检查手段，以保证润滑质量[1]。
三、压裂设备润滑油的选用1.内燃机油的选用目前压裂设备润滑油选用存在的问题是选油质量就低不就高，粘度选择偏大，其后果将增加发动机的燃料和机油的消耗，降低了功率，增加了磨损。
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压裂泵车柱塞润滑方式的优化设计示范文本
压裂泵车柱塞润滑方式的优化设计
示范文本
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传统的柱塞润滑大多是在盘根盒里进行的，盘根盒是接近封闭的闭式系统，润滑油在里面很难均匀的分布，容易出现盘根和柱塞润滑不均匀的现象；另外，润滑油里的细小杂质进入盘根盒后很难出来，时间长就磨损柱塞。
优化后的润滑方式能让盘根和柱塞在盘根盒内得到了充分的润滑，明显提高了盘根和柱塞的使用寿命，减少了易损件的消耗，降低了成本。
目前，压裂泵车的柱塞润滑大多是在气动润滑泵的作用下，采用多支路输油管向盘根盒单向注入润滑油的润滑方式。
盘根盒是接近封闭的闭式系统，润滑油进入盘根盒后由于没有一个有效的通道，特别是在高档位柱塞快速往复运动的情况下，润滑油在盘根盒里面很难均匀分布，易出现盘根和柱塞润滑不均匀的现象，时间长了容易造成盘根局部高温，最终导致盘根破损，柱塞出现划痕，液力端刺漏，对施工造成影响。
此外，盘根润滑油一般都是循环利用的，时间久了就会积累一些杂物，由于盘根盒没有一个有效的出口，这些杂物就很难排出去，久而久之就会刮伤柱塞，给柱塞表面带来难以修复的划痕，降低柱塞的使用寿命。
因此，改进和完善传统的润滑方式对于提高盘根和柱塞的使用寿命具有重大的意义。
优化后的润滑方式能让盘根和柱塞在盘根盒内得到充分的润滑，明显提高了盘根和柱塞的使用寿命，减少了易损件的消
耗，降低了成本。
柱塞盘根润滑系统的工作原理
隔膜泵(也称气动润滑泵)是润滑系统的心脏，在气压的推动下，隔膜泵将油箱里面的润滑油输出到主油管线，主油管线通过分配阀形成多个支路(三缸泵就是三条支路，五缸泵是五条支路)，各支路再通过单向阀将润滑油注入到各缸的盘根盒，给柱塞和盘根提供润滑和冷却。
润滑方式的优化设计
优化步骤
第一步，将盘根盒底部的小丝堵卸掉；
第二步，将盘根盒原顶部的润滑管线拆下迁移至盘根盒的底部并拧紧；
第三步，在盘根盒顶部位置安装一个直角弯脖，并保证直角弯脖的一侧与柱塞平行；
第四步，在直角弯脖的出口加装一个小针阀，用以控制出口的流量；
在盘根盒顶部加装弯脖和针阀后，相当于在盘根盒里面给润滑油建立了一个通道，通道流量的大小由针阀来控制。
通道形成后，润滑油在流通的过程中就会按图4箭头所指的方向流动，分布更加均匀，使盘根和柱塞得到充分的润滑。
此外，通道形成以后，针阀出口的润滑油直接滴在柱塞表面，给柱塞进行二次润滑；同时，润滑油里面的一些杂物也会随着通道流出，降低柱塞划伤的几率，提高柱塞的使用寿命。
实际应用情况及经济效益分析
该润滑方式适用于江汉四机厂2000型、2500型压裂泵车三缸或者五缸柱塞泵。
本优化设计在实践中得到了广泛应用，并获得了一致好评。
主要有如下
几项优点：
(1)设计结构简单，改动部位较少，优化所需的材料成本低;
(2)根据柱塞往复运动的快慢，可通过针阀来调节出口通道的流量大小，控制简单方便；
(3)减少了易损件的消耗，降低了更换柱塞、盘根的工作量；
(4)实践应用效果明显，带来了经济效益。
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