韓東曉 韓錦濤 關(guān)朕

【摘要】盤根盒在油田上使用普遍，有抽油機就有它的存在。盤根盒是抽油機上的組成部件，它的作用是當(dāng)抽油機光桿在作上下往復(fù)運動時，起到密封作用，不至于使油井內(nèi)的液體外泄。但是由于光桿在與盤根盒的相對運動中，因某種原因會相互產(chǎn)生摩擦，俗稱“偏磨”。本文就通過對“偏磨”的分析，提出了具體的解決辦法。

【關(guān)鍵詞】偏磨現(xiàn)象 雙浮式盤根盒 解決辦法

“偏磨”現(xiàn)象普遍存在于油田的各個抽油機中，有證據(jù)說明：在油田的所有抽油機中，有“偏磨”現(xiàn)象的占90%以上，但是“偏磨”程度大小有所不同?！捌ァ睍?dǎo)致光桿表面出現(xiàn)損傷，損傷會因“偏磨”程度大小不同及“偏磨”時間的長短而出現(xiàn)不同的現(xiàn)象。如光桿安裝后，在初期，光桿表面都不會出現(xiàn)有明顯損傷的痕跡，而到中期就可能在光桿表面一側(cè)會出現(xiàn)“淺坑”或橫向的“壟溝和壟臺”。以上現(xiàn)象的出現(xiàn)與光桿與盤根盒的材質(zhì)及盤根盒的結(jié)構(gòu)有關(guān)。光桿的材料為鉻鋼，而盤根盒的材質(zhì)為45#鋼，因為鉻鋼的硬度要大于45#鋼的硬度，所以在初期光桿的表面幾乎看不到損傷的痕跡。傳統(tǒng)設(shè)計的盤根盒為了將因偏磨而產(chǎn)生的損傷減少到最小，就把能與光桿接觸到的部位設(shè)計的很寬，當(dāng)光桿與之接觸時就由線接觸變成了面接觸，由此減小了壓強，所以就出現(xiàn)了“壟溝壟臺”現(xiàn)象。所以說，傳統(tǒng)的盤根盒的設(shè)計在對治“偏磨”這一現(xiàn)狀上采取的是減緩而不是根除。在光桿運行較長一段時間后，“偏磨”較為嚴(yán)重的光桿表面就會出現(xiàn)軸向的劃傷，有的光桿表面一側(cè)還會出現(xiàn)較深的腐蝕性黑色“斑坑”。“斑坑”的出現(xiàn)是因為光桿在偏磨的過程中經(jīng)常處在過熱狀態(tài)，這種過熱狀態(tài)在遇到油氣及冷空氣時相互作用就有可能產(chǎn)生“蟻酸”。在“蟻酸”的作用下，因而黑色的“斑坑”產(chǎn)生了。無論是光桿的軸向劃傷還是腐蝕性“斑坑”的產(chǎn)生都會造成盤根的快速磨損和密封性能下降，油井內(nèi)的液體外泄。盤根壽命的縮短將導(dǎo)致光桿壽命的終結(jié)，因為“加不住盤根”是更換光桿的主要依據(jù)。據(jù)統(tǒng)計：目前，光桿的平均使用壽命是三年。

為了對治油井光桿普遍存在的“偏磨”現(xiàn)象，有關(guān)單位或有關(guān)人士研制了多種盤根盒。這些盤根盒有的只是起到減緩偏磨的作用，有的只是從理論上證實其可行性，但都缺乏實際效果的驗證。（實際效果的驗證至少需5年以上）所以，但就效果而言應(yīng)該說都不盡人意的，都不能從根本上徹底根除偏磨現(xiàn)象的發(fā)生。而“雙浮式盤根盒”與所有的盤盒都截然不同，對于不同之處將分別闡述。

1 對產(chǎn)生偏磨原因的分析不同

盤根盒是光桿與油管之間的連接部件，當(dāng)光桿出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象時，究竟是光桿偏了？還是油管偏了？應(yīng)該說其它所有的盤根盒都是在試圖校正光桿。因為所有的盤根盒無論在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上怎樣變化，但就其工作空間是不變的（工作空間見下圖）。在這個不變的工作空間里，光桿的中心線就必須與油管的中心線重合，而現(xiàn)實當(dāng)中的光桿與油管的中心線卻是不重合的。這時就需要一個中心向另一個中心靠攏，而能動的卻只有光桿，（在光桿橫向施加一個外力，光桿可在徑向上移動距離。）而油管是不動的。而我則認為光桿是正的，理由是，根據(jù)力學(xué)中的一個定義可知：重力的方向垂直向下。光桿下墜著十?dāng)?shù)噸的重量，可以滿足定義中的條件，而垂直就是正的?！半p浮式盤根盒”根據(jù)這一分析就制成了可變工作空間。（如下圖）圖1 “雙浮式盤根盒”具有可變的工作空間

不變的工作空間只有一個中心，勢必要對光桿進行徑向移動，而光桿本身下部具有十?dāng)?shù)噸的重量，必然有一個相反的作用力的存在，有這個力的存在，相互磨擦在所難免。在安裝、或拆除盤根盒時的現(xiàn)象更能說明這一點：在安裝盤根盒時，必須有幾個人同時對盤根盒在橫向上施加一個外力，才能將盤根盒對正位置，然后進行安裝。在拆除盤根盒時，當(dāng)將盤根盒的絲扣擰完后，盤根盒就會在橫向上被彈出一個距離。而可變的工作空間可以有多個中心的存在，也就是說，光桿可以有自己的中心，油管也可以有自己的中心，在安裝時也不必在橫向上施加外力。在拆除時盤根盒也不會被彈出。

所有其它盤根盒所采取的方法離不開校正，校正就是對抗，就是損傷。而“雙浮式盤根盒”采用的方法是用空間進行調(diào)節(jié)，因為通過上面的分析知道了光桿是正的。光桿雖然可以動（施加橫向力可以動）但卻不能動。而油管應(yīng)該動（因為油管是偏的）但卻動不了。所以采取用空間調(diào)節(jié)兩個偏差的方法進而達到和諧統(tǒng)一。