油田抽油機(jī)減速箱防漏技術(shù)探討

張殿龍 杜健平 趙元林 張穩(wěn)峰

（中國石油長慶油田公司第九采油廠，寧夏 銀川 750001）

1 概述

抽油機(jī)是油田大量使用的機(jī)械采油設(shè)備，抽油機(jī)減速箱齒輪的合理潤滑，對維持抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和延長設(shè)備使用壽命具有非常重要的作用。由于減速箱制造工藝和使用維護(hù)不到位、使用條件惡劣等原因引起漏油，不但污染環(huán)境，而且缺油后，易造成齒輪副干磨，加速了齒輪磨損，間隙增大后，減速箱發(fā)生異響，降低了設(shè)備使用壽命，增加了潤滑油消耗量。在多年對采油三廠、五廠和六廠減速箱的修理中發(fā)現(xiàn)，減速箱漏油部位以軸端最為嚴(yán)重。雖然減速箱結(jié)構(gòu)經(jīng)過廠家的多次改進(jìn)，但從現(xiàn)場使用中看出，使用現(xiàn)有的密封及密封結(jié)構(gòu)不能完全解決漏油現(xiàn)象。

2 減速箱結(jié)構(gòu)及類型

目前減速箱結(jié)構(gòu)多采用雙排漸開線齒輪傳動，三軸兩級減速，結(jié)構(gòu)主要包括上蓋、下體、輸入軸、中間齒輪總成及大齒輪總成、輸出軸、皮帶輪、剎車裝置和附件。在長慶油田，配套抽油機(jī)的減速箱主要是長慶石油機(jī)械制造總廠生產(chǎn)的雙排齒嚙合的普六型、普八型及高八型、高六型、高十型等。

3 減速箱的潤滑機(jī)理

潤滑油的質(zhì)量對預(yù)防減速箱漏油起著十分重要的作用。減速箱齒輪和滾動軸承采用油池中的潤滑油飛濺潤滑，所用潤滑油類型及粘度主要按齒輪傳動的潤滑要求確定。

3.1 閉式齒輪傳動對潤滑的基本要求

因減速箱處于陜北地區(qū)風(fēng)沙大、溫差大的惡劣環(huán)境以及本身的重負(fù)荷、大沖擊、不平衡和大承載，要求潤滑油有適度的粘度、極壓性、油性和熱氧化安全良好；防銹性、泡沫性及抗乳化性好。而齒輪油的油性和極壓性是保證齒輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本使用性能。目前減速箱使用的極壓型工業(yè)齒輪油，它含有以硫、磷、氯等化學(xué)活性元素等為主的無機(jī)化合物添加劑，其中極壓劑、油性劑、抗氧劑、防銹劑、抗泡劑等具有良好極壓性和油性，良好的熱氧化安定性、抗銹性、抗乳化性和抗泡性，能滿足使用要求。

3.2 潤滑油牌號

常用減速箱潤滑油有1 5 0號、2 0 0號和2 5 0號普通工業(yè)齒輪油，屬于低極壓工業(yè)齒輪油。2 0 0號和2 5 0號工業(yè)齒輪油比1 5 0號工業(yè)齒輪油粘度大，說明書規(guī)定冬天使用1 5 0號工業(yè)齒輪油，夏天使用2 0 0號和2 5 0號工業(yè)齒輪油。根據(jù)多年的現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)減速箱按季節(jié)更換潤滑油的不多，導(dǎo)致減速箱齒輪、軸承等磨損快，產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。

3.3 潤滑油變質(zhì)原因

由于陜北地區(qū)風(fēng)沙大,沙塵進(jìn)入減速箱內(nèi)部,與潤滑油產(chǎn)生簡單的混合物,大大加快齒輪之間的磨損,影響減速箱的壽命，極易導(dǎo)致減速箱漏油產(chǎn)生。若管理不到位，減速箱內(nèi)進(jìn)入雨水或者呼吸器不暢通，熱量不能散發(fā)，產(chǎn)生積水（從多年的維修來看，1 5%的減速箱里有水），加速了潤滑油的乳化程度，嚴(yán)重腐蝕零配件（主要是齒輪、軸承），不但產(chǎn)生漏油現(xiàn)象還縮短減速箱的使用時間壽命。

3.4 密封點(diǎn)

減速箱共有5個密封點(diǎn)，其中4個動密封（輸入軸兩端，輸出軸兩端），靜密封1個（上下箱體的接觸面）。動密封由于各種原因，在多年的維修、更換中發(fā)現(xiàn)，接近9 7%的漏油屬于動密封漏油。中間軸承處一般不漏油。

3.5 潤滑機(jī)理

齒輪靠侵在潤滑油的齒帶油潤滑。輸出軸靠回油槽流油潤滑；中間軸靠刮油板刮油潤滑；輸入軸靠飛濺和回油槽流油潤滑。輸入軸和輸出軸主要依靠骨架密封、回油槽進(jìn)行密封。輸入軸高速旋轉(zhuǎn)在離心力的作用下，把潤滑油摔到上箱蓋壁上體，潤滑油流到回油槽，并沿油槽分別從四個軸承的外側(cè)流到軸承處，在骨架密封各處封嚴(yán)的情況下，潤滑油從軸承滾珠間隙流入油池，而中間軸依靠刮油板刮油，對輸入、輸出軸承的內(nèi)側(cè)進(jìn)行潤滑，同時潤滑油對軸承也分別從外進(jìn)行潤滑。

4 減速箱的漏油部位

4.1 輸入、輸出軸軸承壓蓋處漏油

在減速箱生產(chǎn)過程中，由于各部件精度和裝配水平的限制，加上在結(jié)構(gòu)上的不合理，使承受扭矩的輸入軸和輸出軸有軸向竄動的趨勢，導(dǎo)致兩軸容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。

4.2 上下箱蓋結(jié)合面漏油

由于制造加工水平使上下蓋的水平度差，相互間隙大于潤滑油分子，流體經(jīng)過間隙流出。同時由于密封膠未能完全與上下箱體充分接觸，也能產(chǎn)生間隙，導(dǎo)致箱體在內(nèi)部壓力較大時潤滑油漏出。

4.3 過量漏油

機(jī)油液面過高，易從上下蓋靜密封面漏油。

4.4 帶壓情況下漏油

呼吸器不暢通，減速箱內(nèi)產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)，易積水，使機(jī)油乳化，齒輪和軸承嚴(yán)重磨損，產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。

4.5 裂紋漏油

箱體在投用時一些鑄造缺陷沒有顯現(xiàn)出來，經(jīng)過長時間使用后，因溫度變化，易讓沙眼、夾砂等鑄造缺陷表現(xiàn)出來而漏油；箱體安裝時受到撞擊，隨著運(yùn)行時間的延長，漏油；由于地基不平，減速箱運(yùn)行時震動，導(dǎo)致箱體產(chǎn)生裂紋而漏油。

4.6 排污孔漏油

排污孔螺栓未扭緊，潤滑油沿絲扣流出；箱體內(nèi)壓力過高，導(dǎo)致潤滑油從通氣孔漏出。從目前使用情況來看，第一種漏油現(xiàn)象最為普遍，也最為嚴(yán)重。

5 減速箱防漏方法

5.1 改進(jìn)密封

5.1.1 改進(jìn)密封材料性能

使用耐油性、耐高低溫和塑性好、抗老化的材料作密封材料。

5.1.2 改進(jìn)軸承壓蓋結(jié)構(gòu)

軸承壓蓋將密封壓正、壓緊，其位置緊靠軸承外圈。利用螺絲的旋緊力，軸向擠壓密封，使其產(chǎn)生徑向擴(kuò)張，達(dá)到密封的作用。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時間加長，磨損量加大，它的缺點(diǎn)就表現(xiàn)出來。

解決辦法：將軸承壓蓋內(nèi)孔加深到1.4～1.5個密封厚度，其維修安裝方法：按照抽油機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，將密封件4 5度切開，兩個開口相錯1 8 0度放置（僅僅在曲柄不易卸下的情況，進(jìn)行這樣維修），然后上緊壓蓋螺絲。經(jīng)多次試驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法防漏效果顯著。若再漏油?？赡苁牵孩佥S承端蓋螺絲未上緊；②密封未放正；③兩密封的開口方向錯位量?。虎苊芊忾_口角度太大或太小。

5.2 加快潤滑油的流動速度

因潤滑油粘度較大，流動速度慢，在回油槽不暢通、回油孔細(xì)小的情況下（當(dāng)有異物或者有塵土淀積），潤滑油流動不暢通，不能達(dá)到軸承潤滑部位。解決辦法：①夏天由于環(huán)境溫度高，使用粘度大的2 0 0號或2 5 0號極壓齒輪油，防止流動過快，摩擦副表面形不成油膜；冬天使用粘度小的1 5 0號極壓齒輪油，保證對軸和軸承的充分潤滑；②對箱體回油槽銑削加工，使回油槽有一定的傾斜度，加速潤滑油的流動，同時還能防止塵土在回油槽淀積；③在上下箱體合蓋時，將回油槽刷干凈，將上蓋進(jìn)行認(rèn)真的清洗，防止有易脫落的物質(zhì)附著；④在減速箱通氣孔上安裝呼吸器，防止塵土進(jìn)入箱體內(nèi)。

5.3 改進(jìn)結(jié)合面的精度和密封性

①制造時提高結(jié)合面的精度，防止內(nèi)壓過大漏油。②增加結(jié)合面密封處密封膠的厚度和寬度?，F(xiàn)在修理主要使用的是三和液態(tài)密封膠，能防酸堿、汽油、石油氣、機(jī)械油、耐溫：-3 0℃——2 5 0℃，耐液壓：8.4 M P a耐氣壓：2.1 M P a，粘度：0.8-1.5×1 0 4 C P。

6 其他密封新材料

6.1 N V 5 0 5 7型鎂基合金密封圈

在維修的采油三廠減速箱上使用效果較好。優(yōu)點(diǎn)：密封性能好，能耐高低溫、酸堿，由于是自潤滑材料，具有自潤滑功能。減小對輸入軸、輸出軸的磨損傷害。缺點(diǎn)：①價格高；②密封時使用大量的密封膠，且每次更換后不能重復(fù)使用；③維修安裝時間長，不能在有竄軸現(xiàn)象的減速箱上使用。

6.2 毛氈密封

雖在別的單位使用較多，但仍出現(xiàn)不少問題。優(yōu)點(diǎn)：①毛氈拆裝技術(shù)要求低；②成本低。缺點(diǎn)：磨損速度快，需要反復(fù)更換，加大勞動強(qiáng)度。

6.3 高分子三聯(lián)符合式浮動密封圈

在維修的采油六廠減速箱上使用效果較好。優(yōu)點(diǎn)：①密封效果好；②能在竄軸的減速箱上使用。缺點(diǎn)：①不耐磨損；②價格較高。

結(jié)語

減速箱漏油在抽油機(jī)上是一個普遍問題。過去，維修后的減速箱有3 0%在沒有過保修期就漏油。從2 0 0 7年開始，通過采取以上措施后，我廠維修的變速箱在保修期因漏油返修的減少到5%以下，有效的控制了減速箱漏油現(xiàn)象，減少了返修率，控制了成本。

[1]華東石油學(xué)院礦機(jī)研究室.石油鉆采機(jī)械[M].北京：石油工業(yè)出版社，1980.

[2]汪德濤.潤滑技術(shù)手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[3]文國平，張少華.抽油機(jī)減速箱軸封防漏技術(shù)改造[J].中國設(shè)備工程，2003.