嚴(yán)輝容 唐俊 朱超 四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 曲柄平衡抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

游梁式曲柄平衡抽油機(jī)是運(yùn)用游梁與連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行換向，再通過曲柄的重塊平衡來對(duì)石油進(jìn)行開采的抽油機(jī)。

由于曲柄機(jī)構(gòu)在游梁式曲柄平衡抽油機(jī)的全部動(dòng)作中起到了機(jī)構(gòu)連接與運(yùn)動(dòng)傳遞的作用[1]，當(dāng)游梁式曲柄平衡抽油機(jī)受到諸多的外力與內(nèi)力的交變載荷影響下，會(huì)使曲柄的平衡效果受到嚴(yán)重的影響，不僅會(huì)降低抽油機(jī)的工作效率，還會(huì)導(dǎo)致其他機(jī)械構(gòu)造與零部件的損傷，甚至?xí)斐烧麄€(gè)機(jī)械設(shè)備報(bào)廢和采油項(xiàng)目停產(chǎn)。

2 曲柄的維護(hù)與保養(yǎng)

由于曲柄在整個(gè)機(jī)械設(shè)備中起到機(jī)械體的機(jī)構(gòu)連接與運(yùn)動(dòng)傳遞作用，曲柄的故障會(huì)直接造成抽油機(jī)多數(shù)部件的損壞，因此需找出造成曲柄失效與損壞的原因才能制定合理的維護(hù)與養(yǎng)護(hù)工作[2]。

（1）部件精度與裝配精度。曲柄機(jī)構(gòu)的各零部件加工精度與裝配精度不良，或精度公差處于要求精度公差范圍的邊緣，會(huì)使曲柄在日常作業(yè)時(shí)很容易造成損傷甚至失效。為此要對(duì)對(duì)抽油機(jī)的曲柄銷、曲柄、曲柄緊固件的加工精度進(jìn)行嚴(yán)格的要求，尤其是曲柄銷的錐面精度。在進(jìn)行曲柄裝配時(shí)，還要注意與曲柄進(jìn)行配合連接的各部件，保證配合精度，減少由于裝配不良及軸承質(zhì)量問題而產(chǎn)生的摩擦力；保證曲柄銷緊固螺母具有足夠的預(yù)緊力矩，并得曲柄緊固螺母在旋轉(zhuǎn)方向上與曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致；同時(shí)還要盡量降低曲柄銷與錐套的磨損。

（2）曲柄銷的保護(hù)。通過分析發(fā)現(xiàn)，曲柄的失效最主要的原因是曲柄銷的損傷與失效所致，對(duì)曲柄銷進(jìn)行保護(hù)也就等同于對(duì)曲柄的維護(hù)。曲柄銷在結(jié)構(gòu)上起到緊實(shí)固定的作用，同時(shí)曲柄銷的存在還控制著曲柄軸的自由度。對(duì)軸的設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)改良可以作為曲柄銷的保護(hù)方式，例如在軸的一段加上環(huán)形槽，配有雙列向心滾動(dòng)軸承，減少對(duì)曲柄銷的損傷，或者用鍵將軸與襯套進(jìn)行固定，這些做法都是為了減小軸與襯套的摩擦力。盡管如此，如果抽油機(jī)過載或超負(fù)荷工作還是會(huì)造成曲柄銷的磨損與斷裂，開槽下鍵并不是解決曲柄銷保護(hù)問題的根本措施。合理正常的開采作業(yè)是對(duì)曲柄銷、曲柄、抽油機(jī)最好的保護(hù)。

（3）日常檢查。游梁式曲柄平衡抽油機(jī)要求每運(yùn)轉(zhuǎn)8 h，就要由當(dāng)班的工作人員進(jìn)行檢查。主要檢查各部分緊固件的情況，尤其是曲柄與連桿連接處的曲柄銷，檢查是否有松動(dòng)滑扣的現(xiàn)象。由于在日常作業(yè)時(shí)，游梁會(huì)因?yàn)橐恍┩饨缭蚨l(fā)生不對(duì)中的情況，會(huì)使連桿產(chǎn)生傾斜，造成軸承的偏角直接超差，產(chǎn)生較大的摩擦力矩[3]。摩擦力矩會(huì)使曲柄銷相對(duì)于曲柄存在轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，造成曲柄銷脫扣。因此日常檢查中也可以根據(jù)游梁的平行度來進(jìn)行判斷，檢查曲柄銷的情況還可以通過聲音來進(jìn)行判斷，如果曲柄與連桿連接處有異常聲音，應(yīng)立即停機(jī)檢查。

（4）定期保養(yǎng)。一般情況下，游梁式曲柄平衡抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長達(dá)到720 h時(shí)，要進(jìn)行一次整體的機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)。由于曲柄機(jī)構(gòu)的某些損傷不是很明顯，定期的保養(yǎng)實(shí)際上就是對(duì)曲柄機(jī)構(gòu)的一次檢修，定期保養(yǎng)工作內(nèi)容除了日常所需要做的工作以外，對(duì)于橫梁軸承、游梁軸承、曲柄銷這些關(guān)鍵部位，要做好檢測(cè)、維修、更換以及潤滑，目的是為了更好地保護(hù)曲柄、連桿與游梁，防止意外損壞和事故的發(fā)生。

（5）負(fù)荷檢查。當(dāng)游梁式曲柄抽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長已達(dá)到3 600 h時(shí)，除了做720 h保養(yǎng)應(yīng)做的內(nèi)容之外，還應(yīng)檢查潤滑油劑的質(zhì)量。這是由于曲柄銷與錐套之間在配合時(shí)會(huì)造成曲柄銷的微動(dòng)磨損，而潤滑油劑的黏著情況會(huì)造成磨損件自身的金屬材料消失，逐漸產(chǎn)生比較嚴(yán)重的塑性變形。磨損產(chǎn)生的磨屑在覆蓋整個(gè)接觸面后達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，隨著時(shí)間推移會(huì)形成氧化的釉質(zhì)層，更加削弱了黏著作用。這時(shí)可對(duì)潤滑油劑進(jìn)行取樣化驗(yàn)，防止被污染或變質(zhì)的潤滑油劑腐蝕其他金屬部件，尤其是曲柄銷；同時(shí)在曲柄的定期檢查中也要注意曲柄銷的表面是否有腐蝕的情況。

（6）檢查抽油機(jī)的“平衡”情況。游梁式曲柄平衡抽油機(jī)的平衡率對(duì)于整個(gè)油井效率的影響很大，平衡率差的油井一般能耗都非常大，而平衡狀況的好與壞，會(huì)直接影響到連桿機(jī)構(gòu)，進(jìn)而影響到曲柄機(jī)構(gòu)[4]。一般情況下應(yīng)定期對(duì)抽油機(jī)的平衡率進(jìn)行檢測(cè)，通過上行電流與下行電流的比值進(jìn)行平衡率檢測(cè)，以作為日常的簡單檢驗(yàn)。通過貼應(yīng)變片進(jìn)行扭矩的測(cè)量也可以檢測(cè)平衡率，這是定期檢查時(shí)必須要做的工作，如果存在抽油機(jī)的失衡問題，應(yīng)移動(dòng)、調(diào)整曲柄平衡重塊的位置。對(duì)于旋轉(zhuǎn)平衡與復(fù)合平衡的游梁式曲柄平衡抽油機(jī)，出現(xiàn)失衡問題時(shí)要旋轉(zhuǎn)調(diào)整曲柄平衡重塊的平衡半徑。

（7）曲柄所處的位置應(yīng)避免干擾到剎車裝置進(jìn)行制動(dòng)，防止意外發(fā)生時(shí)不能及時(shí)進(jìn)行制動(dòng)而引起機(jī)械損傷與機(jī)械碰傷，尤其是與曲柄直接接觸的損傷[5]；曲柄的運(yùn)動(dòng)半徑內(nèi)不能有任何障礙物，也不可以站人，以免發(fā)生意外事故或人身傷亡事件。

3 結(jié)語

由于游梁式曲柄平衡抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有聯(lián)動(dòng)性，所以保護(hù)曲柄機(jī)構(gòu)的最有效方式就是保護(hù)好機(jī)械設(shè)備的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，做好每一日的例行檢查與周期性的維護(hù)保養(yǎng)。目前的技術(shù)水平與科技水平不斷提高，越來越多的高性能、低損耗的抽油機(jī)逐漸問世，這些新型的抽油機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就已對(duì)相對(duì)易損耗的部位、部件在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了加固和改良，加上平時(shí)作業(yè)時(shí)的檢查與維護(hù)保養(yǎng)，在很大程度上保護(hù)了曲柄機(jī)構(gòu)，保護(hù)了游梁式曲柄平衡抽油機(jī)。

[1]張宏巖．游梁式抽油機(jī)與抽油桿柱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析[D]．大慶：大慶石油學(xué)院，2007.

[2]羅伯倫．游梁式抽油機(jī)曲柄銷失效分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)[J]．中國設(shè)備工程，2008（8）：15-17.

[3]李光，張穎輝．YCYJ12—5—48HB抽油機(jī)曲柄銷斷裂失效分析[J]．石油和化工設(shè)備，2010（9）：19-21.

[4]姚謀謀，王煜．油田抽油機(jī)常見故障分析及處理方法[J]．產(chǎn)業(yè)與科技論壇．2011（4）：33.

[5]張建成，買文慶，劉牧洲，等．多重復(fù)合平衡游梁式抽油機(jī)[J]．石油科技論壇，2011（4）：35-37.