游梁式抽油機曲柄的維護與保養(yǎng)

嚴輝容 唐俊 朱超 四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 曲柄平衡抽油機的結(jié)構(gòu)特點

游梁式曲柄平衡抽油機是運用游梁與連桿機構(gòu)進行換向，再通過曲柄的重塊平衡來對石油進行開采的抽油機。

由于曲柄機構(gòu)在游梁式曲柄平衡抽油機的全部動作中起到了機構(gòu)連接與運動傳遞的作用[1]，當游梁式曲柄平衡抽油機受到諸多的外力與內(nèi)力的交變載荷影響下，會使曲柄的平衡效果受到嚴重的影響，不僅會降低抽油機的工作效率，還會導(dǎo)致其他機械構(gòu)造與零部件的損傷，甚至會造成整個機械設(shè)備報廢和采油項目停產(chǎn)。

2 曲柄的維護與保養(yǎng)

由于曲柄在整個機械設(shè)備中起到機械體的機構(gòu)連接與運動傳遞作用，曲柄的故障會直接造成抽油機多數(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與養(yǎng)護工作[2]。

（1）部件精度與裝配精度。曲柄機構(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，會使曲柄在日常作業(yè)時很容易造成損傷甚至失效。為此要對對抽油機的曲柄銷、曲柄、曲柄緊固件的加工精度進行嚴格的要求，尤其是曲柄銷的錐面精度。在進行曲柄裝配時，還要注意與曲柄進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)動方向一致；同時還要盡量降低曲柄銷與錐套的磨損。

（2）曲柄銷的保護。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，對曲柄銷進行保護也就等同于對曲柄的維護。曲柄銷在結(jié)構(gòu)上起到緊實固定的作用，同時曲柄銷的存在還控制著曲柄軸的自由度。對軸的設(shè)計進行技術(shù)改良可以作為曲柄銷的保護方式，例如在軸的一段加上環(huán)形槽，配有雙列向心滾動軸承，減少對曲柄銷的損傷，或者用鍵將軸與襯套進行固定，這些做法都是為了減小軸與襯套的摩擦力。盡管如此，如果抽油機過載或超負荷工作還是會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問題的根本措施。合理正常的開采作業(yè)是對曲柄銷、曲柄、抽油機最好的保護。

（3）日常檢查。游梁式曲柄平衡抽油機要求每運轉(zhuǎn)8 h，就要由當班的工作人員進行檢查。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，檢查是否有松動滑扣的現(xiàn)象。由于在日常作業(yè)時，游梁會因為一些外界原因而發(fā)生不對中的情況，會使連桿產(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]。摩擦力矩會使曲柄銷相對于曲柄存在轉(zhuǎn)動運動趨勢，造成曲柄銷脫扣。因此日常檢查中也可以根據(jù)游梁的平行度來進行判斷，檢查曲柄銷的情況還可以通過聲音來進行判斷，如果曲柄與連桿連接處有異常聲音，應(yīng)立即停機檢查。

（4）定期保養(yǎng)。一般情況下，游梁式曲柄平衡抽油機運轉(zhuǎn)時長達到720 h時，要進行一次整體的機械設(shè)備保養(yǎng)。由于曲柄機構(gòu)的某些損傷不是很明顯，定期的保養(yǎng)實際上就是對曲柄機構(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，對于橫梁軸承、游梁軸承、曲柄銷這些關(guān)鍵部位，要做好檢測、維修、更換以及潤滑，目的是為了更好地保護曲柄、連桿與游梁，防止意外損壞和事故的發(fā)生。

（5）負荷檢查。當游梁式曲柄抽油機的運轉(zhuǎn)時長已達到3 600 h時，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會造成曲柄銷的微動磨損，而潤滑油劑的黏著情況會造成磨損件自身的金屬材料消失，逐漸產(chǎn)生比較嚴重的塑性變形。磨損產(chǎn)生的磨屑在覆蓋整個接觸面后達到一個動態(tài)平衡，隨著時間推移會形成氧化的釉質(zhì)層，更加削弱了黏著作用。這時可對潤滑油劑進行取樣化驗，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）檢查抽油機的“平衡”情況。游梁式曲柄平衡抽油機的平衡率對于整個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，會直接影響到連桿機構(gòu)，進而影響到曲柄機構(gòu)[4]。一般情況下應(yīng)定期對抽油機的平衡率進行檢測，通過上行電流與下行電流的比值進行平衡率檢測，以作為日常的簡單檢驗。通過貼應(yīng)變片進行扭矩的測量也可以檢測平衡率，這是定期檢查時必須要做的工作，如果存在抽油機的失衡問題，應(yīng)移動、調(diào)整曲柄平衡重塊的位置。對于旋轉(zhuǎn)平衡與復(fù)合平衡的游梁式曲柄平衡抽油機，出現(xiàn)失衡問題時要旋轉(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行制動，防止意外發(fā)生時不能及時進行制動而引起機械損傷與機械碰傷，尤其是與曲柄直接接觸的損傷[5]；曲柄的運動半徑內(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的結(jié)構(gòu)特點具有聯(lián)動性，所以保護曲柄機構(gòu)的最有效方式就是保護好機械設(shè)備的主要運動機構(gòu)，做好每一日的例行檢查與周期性的維護保養(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、低損耗的抽油機逐漸問世，這些新型的抽油機設(shè)計時就已對相對易損耗的部位、部件在結(jié)構(gòu)上進行了加固和改良，加上平時作業(yè)時的檢查與維護保養(yǎng)，在很大程度上保護了曲柄機構(gòu)，保護了游梁式曲柄平衡抽油機。

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

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

[3]李光，張穎輝．YCYJ12—5—48HB抽油機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[J]．石油科技論壇，2011（4）：35-37.