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测井绞车的结构及原理 主要内容 一、测井绞车的结构原理 二、液压传动基础知识 三、液压系统使用事项及常见故障与排除方 法 测井绞车是承担测井作业时下放电缆及井下仪器的动力设备系统，目前我们 使用的绞车系统按传动方式主要分为三种：机械传动、液压有链条传动、液压无 链条传动。 （一）测井绞车的主要结构 1.汽车底盘 它供给绞车动力，装载并运移绞车、电缆及其他配套设备。 2.传动系统 它包括动力选择箱、传动轴、液压泵、液压马达、高压管线、减速器、及传 动链条和滚筒等。 一、测井绞车的结构原理 3.绞车 包括滚筒及滚筒支架，用于测井或射孔时起升或下放电缆及仪器。 4.操作装置（机械传动绞车系统） 它包括副排挡装置、副油门装置、副离合器、盘绳器及刹车装置等。 （液压传动绞车系统）还包括控制手柄、扭矩阀、紧急卸荷阀、辅助刹 车等。它们都是用于作业时对绞车系统的控制或操纵。 5.气路系统 它用于设备的控制或操纵并为其提供气源。 6.电路系统 它用于照明和仪表、面板及操纵系统的控制并为其提供电源。 汽车发动机 离合器 汽车变速箱 动力选择箱 绞车变速箱 正倒箱 链条 滚筒 机械绞车动力传递原理示意图 （一）液压传动 液压传动是用密封在系统中的液体作为介质，把液压能转换为机械 能，这种只利用液体的压力能的传动叫液压传动。 （二）液压传动的工作原理 二、液压传动基础知识 动力源 如上图所示，油泵由发动机（或电动机）带动。当活塞向左移动 时，泵缸体右腔容积增大，压力降低，排出阀关闭，油箱内的油在油 箱与泵缸体内压力差的作用下顶开吸气阀，进入泵缸体，这时，油泵 吸油。当油泵活塞右行时，泵缸体容积减小，压力增大，吸入阀关闭， 排出阀打开，这时泵排油。泵排出的压力油进入油缸下腔，推动油缸 活塞向上运动，实现起升重物的工作。（即完成做功过程） 液压有链条动力传递示意图 传动轴 发动机 离合器 汽车变速箱 取力器 液压泵 液压马达 减速机 滚筒 链条 液压无链条传动示意图 传动轴 汽车发动机 离合器 汽车变速箱 动力选择箱 （ 取力器 ） 绞车液压系统 （ 液压泵 ） 液压马达 滚筒 减速机 （三）液压绞车系统的组成 由上图可见，一般液压系统由下面四类元素组成： 1.动力元件 即液压泵，它是液压传动中的动力元件，它的作用是把发动机的机械能转换 为液体的压力能，为系统供压力油。 2.执行元件 即液压马达，液压马达是液压系统中的执行元件，它的作用和液压泵相反， 将液压能转换为机械能，带动负载运动。 液压泵 液压马达 3.控制元件 。 包括控制系统中压力用的元件 ,如溢流阀；控制流量用的元件 ,如节流阀；控 制油流方向用的元件 ,如换向阀；控制元件是用来控制执行元件的力和运动的。 4.辅助元件 。 如油箱、油管、蓄能器和滤油器等。 扭矩阀 （溢流阀） 控制手柄 （滑动电阻） 液压泵 调压阀（辅助压力） 紧急卸荷 电控阀 电控阀 电控阀（下方） 电控阀（上提） 调压阀 蓄能器 换向调压阀 电控阀 低速进油管 高速进油管 目前，在液压传动中常用的容积式液压泵和液压马达有三种类型，即柱塞式、 齿轮式、叶片式。在石油测井绞车液压系统中，主系统一般都用柱寒泵和柱寒马 达，齿轮泵及叶片泵则用在辅助系统中。 （四）主要阀件介绍 根据液压系统的配制不同，所选用的阀件多种多样。下面就几种主要阀件的 功能和作用做一简要介绍 1.扭矩阀（溢流阀） 主要用于液压系统提升负荷工作压力的设定。根据绞车使用电缆的 长短，井下仪器的重量及测井施工要求，设定不同的工作压力，以保护 测井电缆和井下仪器，该阀装在操作室操作台面板上。 2.多路换向阀 该阀用在双流滚筒绞车上 ,以实现大小滚筒的切换 ,满足一同测井项 目的需要。该阀一般装在汽车的大梁上或绞车室内。 3.二位三通和三径四通电磁换向阀 二位三通换向阀应用于绞车变速箱高低档切换控制和变速箱的制动控制中； 三位四通电磁换向阀应用于双滚筒大小滚筒切换的先导控制。 （五）液压辅助装置介绍 液压系统的辅助装置包括：油箱、滤油器、油管、油管接头、蓄能器、散热 系统等。它们对保证液压系统有效工作及使用寿命影响极大。 1.油箱 主要是存储油液，还有散发油中热量、逸出混在油中气体、沉淀油中污物等 作用。 2.滤油器 主要作用是保持液压油的清洁。 3.蓄能器 是贮存和释放液体压力能的装置。主要功能有：积蓄能量、保持系统压力、 应急操作能源、吸收冲击压力和脉动压力等。 4.散热系统 常用的分为水冷式和风冷式。主要功能是对系统进行冷却，保证系统正常工 作温度，我们所用的液压系统大多采用风冷式散热。（有 24V直流电、 220V交 流电） 蓄能器 上提电控阀 下放电控阀 液压油箱 油滤器 散热风扇 不超过 -0.03bar 600 800psi 250 400psi 1900 2100psi 最高 2500psi 最低 0.6MPa （六）测井绞车液压系统分类 按照液压循环方式的不同 ,液压传动系统还可分为开式和闭式两种。 1.开式系统（如下图 1） 在开式系统中，油泵从油箱吸油，供入马达后，再排回油箱。其结构特点是 系统散热良好，油液能在油箱中澄清，因而应用较普遍。 2.闭式系统（见下图 2） 在闭式系统中，油泵进油管（吸油）直接与油马达的排油管相通，油泵的 排油口与马达的进油口相通，形成一个闭合循环。为了补偿系统的泄露损失，因 而需要一个小型补油泵和油箱。其特点是：油箱体积小，结构紧凑；空气进入油 液的机会少；工作平稳；同时油泵（变量泵）能直接控制液流方向（即液压马达 的正反转）。 目前，闭式系统在石油测井绞车上得到了广泛应用 图 1 图 2 （七）液压油 在液压系统中，液压油选择的合适与否，将直接影响系统的工作效率和使用 寿命。 对液压油的要求有：粘温性能好、良好的润滑性、具有良好的化学稳定性、 对金属和密封件的腐蚀要小、不能含有蒸气和空气及其它容易汽化和产生气体的 杂质、抗泡沫性、抗乳化性好以及闪点高凝固点低等。（ L-HM46抗磨液压油） （八）液压传动的优缺点 与机械传动相比，液压传动具有以下优点： 1.液压元件尺寸小，结构紧凑，重量轻。 2.可在很大范围内进行无级调速，且调速方便。 3.运动形式变换方便。 4.可方便地实现动作自动化，过载保护等，且操作简单。 5.液压元件能自行润滑，使用寿命长。 6.液压元件大部已实现标准化，因此设计制造比较方便。 液压系统的缺点： 1.系统中免不了泄露，并且油有微小的可压缩性。 2.由于液压系统在工作过程中有泄露、压力及机构磨擦等三项损失，传动效 率较低。 3.液压传动对油温的变化比较敏感，因此不宜在很低或很高的温度条件下工 作。 4.制造精度要求高，造价高，对油污的污染比较敏感。 5.使用维修需要较高的技术水平。 三、液压系统使用事项及常见故障与排除方法 （一）注意事项 1.液压油的清洁度是延长液压系统寿命的关键所在，在设备的使用中必须保 证液压油的清洁度。 2.系统每工作 800-1000小时或一年应更换液压油。 3.使用中注意观察油箱内油面高度，保证油位在油标的范围内。 4.散热器、散热片应保持清洁，以达到最佳散热效果。 5.使用中不要让马达长时间高速运转，同时也不要让油泵长时间在小偏角下 运转，以免系统过热。 6.扭矩阀不要关死，且不能让其发出噪音，否则容易损坏元件。 （二）常见故障与排除方法 现象一 吸油真空度大，真空表负压大，系统无压、压力偏低或调压失灵 可能原因及排除方法： 、吸油滤油器堵塞，清洗或更换滤油器； 、吸油管线通径小，更换合适通径的吸油管线； 3、油箱油面太低，油泵吸空，给油箱加油到要求范围； 4、吸油管路密封不严，造成吸空，检查管路，拧紧接头。 5、压力表失灵，造成无压假象，清洗压力表节流孔，检查或更换 压力表。 6、扭矩阀坏，检修或更换扭矩阀； 7、油泵、马达内漏严重（回厂检修） 8、系统外漏严重，返厂检修拧紧接头，确保密封 9、离合器摩擦片打滑或平面轴承磨损过度，导致系统憋不起压力。 更换摩擦片。提示：中位刹车提前有打滑想象。 现象二 马达爬行 可能原因及排除方法： 、油液中混入空气，拧紧吸油管路接头，拧紧散热器排气口堵头， 排除油液中空气。 、油不清洁，清洗所有滤油器滤芯，更换液压油，必要时分解清 洗所有管线和元件。 、油泵供油不足，检修供油系统，增加供油量，提高马达转速。 现象三 振动和噪音 可能原因及排除方法： 、油液中混入空气，拧紧吸油管路接头，拧紧散热器排气口堵头， 排除油液中空气； 、油不清洁，清洗所有滤油器滤芯，更换液压油，必要时分解清 洗所有管线和元件； 、油泵供油不足，检修供油系统，增加供油量，提高马达转速。 4、油面太低 ,油泵吸空，给油箱加油到要求范围； 5、油液中混入空气，拧紧吸油管接头，拧松排气接头，排除系统 中的空气。 6、油温太低，吸油困难，加热器加热或低速空运转提高油温； 7、油泵或马达零件磨损，由外界振动或转动引起的振动或磨损， 采取隔离或缓冲措施返厂检修或更换； 8、扭矩阀所关位置不合适，稍多关一点 现象四 油温过高 、散热片污垢堆积，清洗散热片； 、风扇工作不正常，检修或更换； 、系统长时间高速运转，降低转速； 、油泵、马达或其它元件内泄露大，检修或更换。 现象五 外泄漏 原因及排除方法： 、密封件损，坏更换密封件； 、管接头松动，拧紧管接头； 、零件损伤修复或更换损伤件。 现象六 泵、马达轴封漏油 原因及排除方法 、轴封坏，更换； 、回油滤芯堵塞或回油管线不畅造成壳体压力过高，清洗或更换 滤芯和回油管线 谢谢！