新型游梁式抽油機連桿移位與復位裝置

蘇承軍 張志剛 王仕全 陳淑君 包銀祥

中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠，山東 東營 257231

0 前言

連桿是游梁式抽油機的主要活動部件之一，將曲柄動能傳遞給抽油機橫船，使抽油機做上下往復運動并帶動抽油泵生產(chǎn)。在更換曲柄銷或雙列軸承和調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)時抽油機連桿擺動操作工序繁雜，導致停井時間長，易發(fā)生出砂井和稠油井躺井及輸送管線堵塞等問題，特別在冬季生產(chǎn)中，由于施工耗時長，油井蠟卡甚至躺井現(xiàn)象的發(fā)生給油田生產(chǎn)造成較大影響。由于連桿擺動困難，往往是捆綁繩索后用人力拉拽，勞動強度大且不安全，見圖1；或采取車拖、倒鏈拉拽等辦法，同樣危險且還受雨雪天氣、進出井路、井場環(huán)境等諸多客觀因素的制約，影響油井采油效率。為縮減擺動連桿操作時間，降低勞動強度并消除安全隱患，有必要研制一種安全的新型連桿移位與復位裝置。

圖1 捆綁繩索拉拽連桿

1 連桿移位與復位裝置研制

1.1 結(jié)構(gòu)設計

對抽油機連桿進行移位是為了更換曲柄銷或雙列軸承和調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)等。根據(jù)螺旋副工作原理，研制出連桿移位復位裝置，裝置結(jié)構(gòu)見圖2。該裝置主要由連桿卡箍、小絲杠、螺母、大絲杠、底座和旋轉(zhuǎn)把柄組成，裝置裝配結(jié)構(gòu)見圖3。大絲杠的外螺紋為粗牙右螺紋，內(nèi)螺紋為粗牙左螺紋；小絲杠為粗牙左螺紋，可以在大絲杠螺紋孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。根據(jù)抽油機橫船結(jié)構(gòu)設計該裝置底座［1］，底座上端水平焊接一個與大絲杠外螺紋相匹配并帶內(nèi)螺紋的內(nèi)絲杠。由大絲杠、小絲杠和螺母組成螺旋副。設計一套連桿卡具以卡緊連桿，小絲杠外端通過連接銷與連桿卡具連接以傳遞螺旋副產(chǎn)生的推拉作用力，該裝置通過絲杠的旋轉(zhuǎn)伸縮來實現(xiàn)連桿的移位與復位操作［2］。由于絲杠分別設計為正、反螺紋，當要對連桿進行移位或復位時，大小絲杠同步伸縮，移位復位的速度較快［3］。

圖2 裝置結(jié)構(gòu)

圖3 連桿移位與復位裝置裝配結(jié)構(gòu)

1.2 材質(zhì)選擇

該裝置中小絲杠直徑相對較小，而承受的推拉力較大，為避免小絲杠發(fā)生彎曲或斷裂，選擇45#優(yōu)質(zhì)中碳鋼為原料加工大小絲杠和螺母，并在調(diào)質(zhì)處理后進行表面淬火，以提高絲杠螺紋硬度和其他綜合機械性能，底座采用 45# 鋼鍛制而成［4～5］。

1.3 工作原理

根據(jù)螺旋副原理，將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，同時傳遞能量或力。使用該調(diào)節(jié)裝置時，先將連桿卡箍套在連桿上，再將移位復位裝置主體套在抽油機橫船的“工”字型槽中并移動到合適位置；接著將小絲杠外端與連桿卡箍通過傳力銷連接起來，然后將底座通過螺栓與橫船固定，將連桿卡箍通過緊固螺栓與連桿鎖緊，裝置安裝完畢。當拆卸完螺栓等附件后，順時針方向轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把柄時，大絲杠圍繞螺母轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生向左端運動的趨勢，小絲杠由于是左旋螺紋，它在大絲杠順時針轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生向左端的旋出運動，即大小絲杠同時向左端做軸向位移，推動連桿脫離曲柄銷并離開抽油機橫船，實現(xiàn)連桿的移位功能；反之，當逆時針方向轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把柄時，大小絲杠同時回縮，帶動連桿復位，實現(xiàn)該裝置的連桿復位功能。使用完畢后，將該裝置卸下妥善保管以便日后再用。

2 現(xiàn)場應用

該裝置研制成功后在多個不同型號的抽油機上進行了實際應用，見圖4。其調(diào)節(jié)擺動連桿操作方便靈活，裝卸方便快捷，安全可靠。

圖4 連桿移位復位裝置應用

3 結(jié)論

游梁式抽油機連桿移位與復位裝置是用來調(diào)節(jié)連桿與橫船相對位置關系，以便進行其他作業(yè)的專用工具。其研制與使用不僅縮短了擺動連桿的耗時，也降低了職工的勞動強度，消除了安全隱患，創(chuàng)造性地解決了生產(chǎn)工作中的實際問題，經(jīng)濟和社會效益明顯，具有良好的推廣應用價值。

［1］周紅杰，吳生祥.游梁平衡式抽油機連桿與橫梁連接結(jié)構(gòu)的改進［J］.石油機械，2010，38（6）：92-93.

［2］馬述儉，龔曉明，孫存文.游梁平衡抽油機橫梁連桿連接技術方案探討［J］.石油礦場機械，2008，37（3）：94-95.

［3］魏 峰，劉曉梅，蘆金亮，等.游梁式抽油機連桿調(diào)節(jié)器［P］.中國專利：CN 201020273003.X，2011-02-09.

［4］吳宗澤.機械設計師手冊（第 2版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2010.

［5］機械工程師手冊編委會.機械工程師手冊（第3版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.