双泵固井水泥车的研制

操作位置保证操作人员能看到整个控制台上的所有仪表仪表控制台计量罐混浆罐均设有灯光照明10三缸柱塞泵超压保护泄流管与计量罐相不会对地面环境造成污染11该车所选发动机性能优越且尾气均达到国际排放标准41水柜用发动机水箱内固定于构架中部由水箱及有关管线组成主要由高压管汇活动弯头管线接头等组固定于构架侧后部
双泵固井水泥车的研制
李武幸
摘要
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（中原石油勘探局特种车辆修造总厂）
中原石油勘探局特种车辆修造总厂与国外公司合作，开发研制的双泵固井水泥车以
!"#!" 二类底盘为基座，车上装备有构架、柴油机三缸柱塞泵、 $%%&’() 液力变速器、水柜、入 井管系、液压系统、自动混浆系统等。该车除用于固井、压裂外，也可用于压井、洗井和防砂等 作业。车中主要部件均采用进口成熟产品，整车结构设计合理，自动化程度高，具有功率大、压 力高、排量大、效率高等特点。 关键词 双泵固井水泥车 用途 结构 特点 操纵台，后部安装混浆罐、辅助发动机、液压油 箱、两台离心泵，侧面安装管架和一台离心泵，整 车布局见图 *（彩图见《石油机械》+,,+ 年第 * 期 封面） 。
（本文编辑 李学富）
混浆能力：/ 6 -"! 3! 4 3%(； 混浆密度：* 6 -". 7 4 83! ； 自动控制密度精度： 9 /"/* 6 /"/- 7 4 83! ； 整机工作环境温度： : ,/ 6 ; ,/ < 。
主
要
特
点
主要技术参数
万方数据
固井作业是油田施工作业中必不可少的组成部 分之一。目前，国内所用固井水泥车多数已进入淘 汰期，经济性较差。尤其是车装专用部分关键零部 件和操纵控制系统，原先多为早期进口，现已十分 落后的产品，虽然仍在使用，但是其故障率高、噪 音大、耗油量大且维修周期长、自动化程度低，已 严重制约着车辆的完好率、出勤率和经济效益，满 足不了现场使用的需要。现在国内固井水泥车有多 家生产，但双泵固井水泥车仅有个别厂家生产，且 产品与国外相比存在较大差距。因此，中原石油勘 探局特种车辆修造总厂与国外公司合作研究开发了 双泵固井水泥车，以满足石油工业发展的需要。 双机双泵固井水泥车主要用于往油井内泵注高 压油井服务液（油井服务液含有水泥及其它油田用 药液） ，用于固井、压裂，也可用于压井、洗井及 防砂等作业。该车工作压力高，排量大，可用于深 井、超深井固井，还可用于设备能力范围内的压裂 酸化作业。
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（收稿日期：+,,+ A ,. A ++）
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李武幸等：双泵固井水泥车的研制
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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 端。液力端润滑油不可回收。 为实现各种作业的不同排量、压力要求，由液 力变速箱变换不同挡位驱动三缸柱塞泵，以实现各 种参数要求。 !" 液力变速箱 选用 #$$%&’( 液力变速箱，可以直接与主发动 机连接。其挡位变换由一套换挡气缸控制，控制阀 安装在控制台上以方便换挡。变速箱共有 ) 正 * 倒 + 个挡位，但在实际工作中只能用 ) 个正挡，所以 控制阀上应安装限位装置。变速箱内油液的冷却， 由安装在发动机上的冷却器实现，用发动机水箱内 的水作为冷却介质。 ," 水柜 固定于构架中部，用隔板分成两部分，由水箱 及有关管线组成，主要用于固井时配药或计量。 )" 入井管系 主要由高压管汇、活动弯头、管线、接头等组 成，固定于构架侧后部。汽车行驶时，活动弯头安 装在活动弯头架内。 +" 液压系统 在整个装置上设置有 ! 台离心泵，使用液压马 达驱动。液压系统动力由安装在辅助发动机上的 ! 台液压泵提供，其中 * 台为单联柱塞泵，- 台为双 联柱塞泵。另外，自动混浆系统上设置的水流量控 制阀、干灰计量阀、搅拌马达均由液压驱动，其中 下灰阀的控制应由计算机自动控制，以便实现水泥 浆密度的随动控制。在液压油回油箱之前，须经必 要的冷却装置和滤清器。 ." 自动混浆系统 自动混浆系统为整车的核心部件，主要由高能 混合器、混浆罐、水流量控制阀、干灰计量阀、清 水流量计、密度计、管汇等组成。各部件通过数据 传输线与 * 台安装在控制台上的工业控制机连接， 可以实现水泥浆密度的自动控制和水泥浆泵排量的 计量。 （*）该车具有装机功率大、压力高、排量大、 效率高和安全耐用等优点。 （-）设有自动混浆系统，通过计算机的自动控 制，使水泥浆的密度调节更为均匀和准确，保证了 混浆的质量，克服了水泥浆的密度由人工操作不易 控制的缺点。 （!）水泥浆的密度测定采用非放射性密度计， 避免了放射性物质对人及环境的危害。 （,）设有三缸柱塞泵超压停机装置，当泵的压 力超过预定的压力值时，该装置可保护设备的安全 运行和人身安全。 （)）车台上专门配置了 * 台柴油发动机，用来 给自动混浆装置提供动力，从而使自动混浆装置的 工作状态更加稳定，混浆质量提高，同时延长了主 车发动机使用寿命。 （+）自动混浆微处理器具备模拟功能，不用水 泥，操作员就可以模拟实际固井作业，既可提高操 作员的操作水平，又可节省培训费用。 （.）仪表控制台是钢制柜并带透明防护罩，仪 表盘为不锈钢制作，其上标有永久性标识，适应于 各种工况作业。操作位置保证操作人员能看到整个 控制台上的所有仪表。 （=）该车的作业操作可由一人在操作平台上进 行，自动化程度高，方便可靠。 （>）仪表控制台、计量罐、混浆罐均设有灯光 照明，可以在夜间施工作业。 （*/）三缸柱塞泵超压保护泄流管与计量罐相 通，使泄漏的液体回流至计量罐，不会对地面环境 造成污染。 （**）该车所选发动机性能优越且尾气均达到 国际排放标准，符合环保要求。 最高工作压力：./ 012； 最大排量：*-/ 3! 4 5；
基
本
结
构
整车结构形式为车装，采用 !"#!" 二类底盘 为安装பைடு நூலகம்座，其上安装构架，构架前部安装车台柴 油机、液力变速箱，中部安装三缸柱塞泵、水柜、
# 李武幸，工程师，生于 *31+ 年，*33. 年毕业于西南石油学院机械系矿机专业，现从事石油机械设计开发和科研管理工作，任厂研究 所副所长。地址： （./1,,*）河南省濮阳市。电话： （,-3-）.2+,-1-。
图*
双泵固井水泥车
*—汽车底盘；+—构架；-—主发动机；.—水柜；/—传 动 系统； 0—操作平台； 1—三缸柱塞泵； 2—操作控制柜； 3 —高压管汇； *,—混浆罐； **—离心泵； *+—辅助发动机
*4 构架 采用型钢组焊成的金属构架，用连接块与主车 大梁连接，用于支撑车上全部质量。台上用钢格栅 板做底板，侧面安装活动扶梯，后桥轮胎装有挡 泥板。 +4 三缸柱塞泵 选用 567 公司三缸柱塞泵，该泵可用于输送 固井水泥浆、含砂流体、酸液等油田用液体。其结 构为卧式，由动力端、液力端组成。动力端由安装 在主发动机上的叶片泵提供强制润滑。液力端为气 动润滑，由气体向油罐提供压力，使油液流向液力