新型盤根盒壓帽固定器的研制和應用

【摘 要】游梁式抽油機在日常生產(chǎn)中，更換抽油機井光桿密封器盤根是采油工管理的日常工作，盤根磨損要及時更換，否則，就會井口漏油造成環(huán)境污染。而在盤根更換過程中，固定盤根盒壓帽的平均時間長達13.4分鐘。造成了更換盤根整個過程停井時間過長，嚴重影響了采油時率。新型O型盤根壓帽固定器的成功研制有效避免了此類問題，現(xiàn)場應用取得良好效果，具有一定推廣價值。

【關(guān)鍵詞】光桿密封器；采油時率；新型盤根盒壓帽固定器

0.前言

目前，正常井更換盤根一年為8次，非正常井更換盤根十分頻繁，每月多達4次。更換盤根固定盤根盒壓帽的方法有兩種：（1）是用繩子和鐵絲固定；（2）是用管鉗固定。由于孤島采油廠墾西501站由于油井散布點多面廣，用管鉗固定存在一定的安全隱患、攜帶運輸不便而應用面較窄。當前仍使用繩子和鐵絲固定。其固定方式是，將壓帽及格蘭卸掉，用繩子或鐵絲綁在懸繩器上；固定盤根盒壓帽時，必須將驢頭停在接近下死點位置，以保證有足夠的距離將壓帽固定在懸繩器上，需要開停機數(shù)次。整個過程停井時間較長，至少需要兩人配合操作。為降低工人勞動強度，提高采油時率，孤島采油廠研制了新型O型盤根盒壓帽固定器，現(xiàn)場使用后得到了明顯效果。

1.新型盤根壓盒帽固定器的設計原理與加工

1.1設計原理

新型盤根盒壓帽固定器，作用是減少抽油機盤根盒壓帽固定的時間。適用于桿徑不同的光桿進行操作可以簡單、安全可靠，快速的使用。結(jié)構(gòu)由：方形卡槽體、方形本體、螺旋式鎖緊孔、螺旋式鎖緊桿、圓柱形手柄等組成。（如圖1所示）。

圖1 新型盤根盒壓帽固定器的結(jié)構(gòu)圖

原理：更換盤根時，將盤根盒壓帽卸掉后，舉升到一定高度，將方形本體嵌入光桿，將方形卡槽方向朝下， 卡在方形本體開口處，然后通過手柄旋緊螺旋式鎖緊裝置。盤根盒壓帽及格蘭放在螺旋式鎖緊裝置上，達到代替管鉗或鐵絲固定盤根盒壓帽的目的。

1.2設計加工

1.2.1手柄

根據(jù)人因工程設計，成人手掌和掌握寬平均為87mm，最適應范圍：40-70mm（數(shù)據(jù)來源：《中國機械設計大典》第3章）。將其外徑加工為15mm（周長為47.1mm），長度為60mm的碳鋼為圓柱形手柄。

1.2.2卡槽體

盤根盒壓帽固定器的效果如何，關(guān)鍵在于卡槽。采用強度、韌度較高的A3鋼作為卡槽體材質(zhì)。為保證安裝速度快，采用了內(nèi)卡式制作了卡槽，長度5厘米。保證了使用時的安全性，提高了安裝速度。

1.2.3本體

為保證能夠安裝在不同直徑的光桿上，以常用1.1寸光桿外徑為尺寸，將方形本體的內(nèi)空間制作成為1.5寸。為了外體的輕便、堅固，將它的厚度加工成15毫米，外形尺寸為8厘米，卡口寬度為3.2厘米。整套裝置重量0.1千克，外體空間與光桿配套組合效果良好，輕便靈活。

1.2.4螺旋式鎖緊裝置

鎖緊桿加工成長度為6厘米，直徑為5毫米的柱狀外絲扣；在本體背面開直徑為5毫米的孔，并加工成內(nèi)絲扣。組合后，將盤根盒壓帽鎖緊裝置進行了安全驗證。

根據(jù)《機械設計手冊》，由資料中查的旋轉(zhuǎn)扭力為[σt]=8千克=8X9.8=78.4（N/cm2）。

已知：盤根盒壓帽整體重量為，1.5千克X9.8N=14.7N，

F=78.4N/cm2，L=6cm，﹠=5mm=0.5cm

∴σ′=F/（L×﹠）=78.4/（6×0.5）=26.1（N/cm2）

又∵σ′=26.1（N/cm2）<[σt]=14.7（N/cm2）

∴設計是符合安全工作要求的。

螺旋鎖緊裝置方便快捷、靈活好用。

2.新型盤根盒壓帽固定器的現(xiàn)場應用

2.1現(xiàn)場試驗

新型盤根壓帽固定器所有部件制作完成，組裝后。6月12日，用新型盤根壓帽固定器對我站KXK71-3井的游梁式抽油機井觀察使用效果。

2.2效果檢查

自制盤根盒壓帽固定器制作完成以后，2014年9月，加工了5套在注采501站推廣使用，取得了良好的效果，使用新型固定盤根盒壓帽器，無須將驢頭停在接近下死點位置，用繩子或鐵絲將壓帽固定在懸繩器上。平均耗時縮短至3.4分鐘。

2.3經(jīng)濟效益

①成本：O型盤根壓帽固定器單個加工成本每套160元，全站加工制作了5套（每個班組一套）推廣使用5×160=800元=0.08萬元。

②直接經(jīng)濟效益：游梁式抽油機使用O型盤根壓帽的油井32口，每口井一年更換盤根次數(shù)為8次，每次減少停井時間為13.4-3.4=10 min。全站減少停井時間為32×8×10=2560分鐘=42.7小時。全站每口井平均日產(chǎn)4.1噸，噸價為3000元?？傆嫞?2.7÷24×4.1×3000=21884元=2.19萬元。

經(jīng)濟效益總計：2.19-0.08=2.11萬元。

3.結(jié)論

新型盤根盒壓帽固定器廣泛應用于采油設備井口O型盤根盒壓帽的固定。與傳統(tǒng)的固定方式相比，使用和安裝更加靈活、方便，設計更專業(yè)，運行更可靠。同時減少更換盤根的時間，消除安全隱患，提高了采油時率；降低了工人勞動強度，為增產(chǎn)增效奠定了基礎(chǔ)。為油田節(jié)約了大量的材料成本，提高了工作效率和安全性。帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

[1]趙晴編著.工程力學.

[2]張琪編著.采油工程原理.

[3]陳先侃，葉利平編著.抽油機采油技術(shù).