抽油機(jī)配重箱的改造

王龍海，楊文嫻

（中原油田采油五廠采油二區(qū)，河南 濮陽 457001）

一、抽油機(jī)井的現(xiàn)狀

中原油田采油五廠新疆項(xiàng)目部管轄的抽油機(jī)設(shè)備，主要是CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型調(diào)徑變矩節(jié)能抽油機(jī)。在生產(chǎn)過程中，該類型抽油機(jī)經(jīng)常遇到以下兩個(gè)問題：一是當(dāng)驢頭懸點(diǎn)載荷超過110kN時(shí)，電機(jī)帶不動(dòng)，需更換55kW電機(jī)；二是當(dāng)驢頭懸點(diǎn)載荷低于56kN時(shí)，配重箱過重，抽油機(jī)不平衡。

二、平衡狀態(tài)對(duì)抽油機(jī)的影響

1.平衡狀態(tài)對(duì)抽油機(jī)的影響

(1)對(duì)電機(jī)使用壽命的影響

抽油機(jī)不平衡，會(huì)造成抽油機(jī)上下電流差值加大，差值越大，平衡率越低。當(dāng)電流超過電機(jī)額定電流時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)線包發(fā)熱，引發(fā)短路故障。

(2)對(duì)減速箱使用壽命的影響

抽油機(jī)上下行電流差異較大，會(huì)導(dǎo)致減速箱在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，齒輪受力的不均勻，從而引起減速箱輪齒破損，軸承松曠。

(3)對(duì)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性的影響

抽油機(jī)在不平衡的狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)導(dǎo)致支架擺動(dòng)、底座和支架振動(dòng)、電機(jī)振動(dòng)、螺絲拉斷、中尾軸偏磨及縱橫向不水平。更加嚴(yán)重的會(huì)引起曲柄銷子軸斷裂，使抽油機(jī)單臂循環(huán)，導(dǎo)致翻機(jī)事故。

(4)對(duì)節(jié)能的影響

CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型調(diào)徑變矩節(jié)能抽油機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是能耗相對(duì)較低，與一般老式抽油機(jī)相比，節(jié)電在25%～40%，但如果抽油機(jī)在不平衡的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅達(dá)不到節(jié)能目的，還會(huì)造成電能的浪費(fèi)。

2.改進(jìn)設(shè)想

作用于抽油機(jī)懸點(diǎn)上的載荷有三類，即靜載荷、慣性載荷和摩擦阻力，它是有變化的。當(dāng)最大懸點(diǎn)動(dòng)載荷低于56kN時(shí)，出現(xiàn)大馬拉小車現(xiàn)象，現(xiàn)有配重箱已無法滿足要求。解決不平衡的方案有兩種：一是換小型號(hào)的抽油機(jī)；二是改進(jìn)現(xiàn)有抽油機(jī)的配重體結(jié)構(gòu)，減少重量，提高平衡率。第一種方案需要花費(fèi)21.78萬元，第二種方案只需花費(fèi)4 680元，因此選擇第二種方案。

三、配重箱的改造

CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型抽油機(jī)起平衡作用的部分有：前驢頭1.4t，后驢頭5.7t、配重箱設(shè)計(jì)總重量4.1t(其中懸掛箱自重1.2t，最多可添加配重塊0.9t，配重體兩塊每塊重1t)。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)抽油機(jī)最大載荷低于56kN時(shí)，掛上最小的懸掛箱(1.2t)抽油機(jī)仍不平衡。因此參照懸掛箱的尺寸設(shè)計(jì)配重箱的結(jié)構(gòu)，重量按懸掛箱的1/4設(shè)計(jì)為自重300kg，可添加配重塊1 100kg。經(jīng)改造的配重箱是由拉桿、大螺母、保險(xiǎn)擋桿、配種箱體和配重塊5部分組成。詳見圖1。

圖1

原配重箱同改造的配重箱相比有以下區(qū)別：原配重箱箱體重量3.2t，可添加配重塊36塊，重量900kg，體積為2m3，配重范圍1.2～4.1t；改造后的配重箱箱體重量300kg；可添加配重至1 100kg，體積為0.64m3，配重范圍0.3～1.4t。詳見圖2。

圖2 配重箱改造前后對(duì)比圖

四、應(yīng)用效果

改造后的配重箱懸掛在后驢頭上，作上下垂直運(yùn)動(dòng)。經(jīng)檢測可以承受負(fù)荷10t以上，不存在拉托現(xiàn)象，因此很安全。配重箱通過改造，減少了配重箱的箱體重量，能滿足最大動(dòng)載荷在56kN以下的抽油機(jī)井調(diào)整平衡需求。該配重箱添加平衡塊較為方便，添加的數(shù)量由36塊增加到44塊。

目前這種配重箱已加工了6套，投用了2套，如果將其他4臺(tái)小型配重箱推廣到不平衡的抽油機(jī)井上，統(tǒng)一使用37kW功率的電機(jī)，開井時(shí)率按96%計(jì)算，一年可節(jié)約電費(fèi)16.2萬元。

五、認(rèn)識(shí)和建議

每口油井在轉(zhuǎn)抽前，應(yīng)該準(zhǔn)確估算出井下工況參數(shù)，當(dāng)估算出的載荷低于56kN時(shí)，盡量引進(jìn)小型抽油機(jī)生產(chǎn)；對(duì)已有的抽油機(jī)井，當(dāng)載荷低于56kN時(shí)，盡量采用改造后的配重箱來調(diào)節(jié)抽油機(jī)平衡率。