游梁式抽油機曲柄銷子及軸套組合式拆裝器的研制與應(yīng)用

荊建龍 李江(西北油田分公司塔河采油三廠,新疆 庫爾勒 841000)

1 技術(shù)背景

游梁式抽油機在生產(chǎn)過程中,調(diào)整沖程是一種較為常見的地面參數(shù)調(diào)整方式,而調(diào)整沖程需要對曲柄銷子進(jìn)行拆卸和安裝，由于塔河地區(qū)風(fēng)沙、干旱等天氣狀況，經(jīng)常造成曲柄軸潤滑油干涸，造成軸套銹死。一般現(xiàn)場采用是用物理撞擊、整體烤制、液壓頂置等方式將曲柄銷子及軸套拆除。以上這些方式存在操作空間受到限制、作業(yè)時間長、降低設(shè)備使用周期、安全系數(shù)降低、操作極不方便等缺點，不僅增加了設(shè)備損壞率，還嚴(yán)重影響了油井的日常生產(chǎn)。

2 常規(guī)沖程調(diào)整方式及不足

目前進(jìn)行沖程調(diào)整時采用的方式根據(jù)操作方式大致分為物理撞擊拆卸、液壓頂置拆卸和物理加熱拆卸等三類。

2.1 常規(guī)物理撞擊拆卸方式

操作時，首先將抽油機停至合適機位，對曲柄卸載后，用小錘將冕型螺母拆卸至一半行程，然后用大錘敲擊冕型螺母，敲擊至冕型螺母與曲柄貼合后，將冕型螺母退扣至絲扣末端，再進(jìn)行大錘敲擊，最終將曲柄銷子擊打出曲柄孔。然后用小錘將軸套敲擊出軸孔；安裝曲柄銷子時，用大錘敲擊曲柄銷子外側(cè)，將曲柄銷子敲擊進(jìn)入要求曲柄孔內(nèi)。

2.2 液壓頂置拆卸方式

操作時，首先將抽油機停至合適機位，對曲柄卸載后，將液壓千斤頂通過前后擋板固定在抽油機曲柄上，利用液壓的方式將曲柄銷子頂置出曲柄孔。然后用小錘將軸套敲擊出軸孔；安裝曲柄銷子時，用大錘敲擊曲柄銷子外側(cè)，將曲柄銷子敲擊進(jìn)入要求曲柄孔內(nèi)。

2.3 整體烤制方式

操作時，由于常規(guī)物理撞擊拆卸和液壓頂置都無法完成作業(yè)時，利用金屬熱脹冷縮的物理性質(zhì)，在曲柄連桿結(jié)合處進(jìn)行加熱烤制，加熱后再采取常規(guī)物理撞擊的方式進(jìn)行拆卸。

2.4 常規(guī)沖程調(diào)整不足之處

2.4.1 現(xiàn)場作業(yè)危險系數(shù)高，操作人員需站在曲柄防護(hù)欄內(nèi)進(jìn)行大錘敲擊作業(yè)；

2.4.2 要求工作人員多，勞動強度大，至少為4-6人；

2.4.3 用時長，最久可達(dá)1-2小時，導(dǎo)致工作時效降低，從而影響油井產(chǎn)量；

2.4.4 大量人員的施力以及多種機械的配合同時進(jìn)行，在工作時及易造成人員損傷；

2.4.5 物理撞擊方式易造成冕型螺母及曲柄銷子絲扣損壞；

2.4.6 液壓頂置為勻速輸出力，遇到曲柄銷子銹蝕造成銷子與孔粘連時，無法拆卸曲柄銷子；

為解決塔河油田游梁式抽油機沖程調(diào)整作業(yè)不方便，工作量大，還經(jīng)常損壞曲柄設(shè)備，嚴(yán)重降低抽油機井生產(chǎn)時效的現(xiàn)狀。無論是從生產(chǎn)管理、設(shè)備管理還是安全管理各角度出發(fā)，都迫切需要解決上述問題，因此展開了對現(xiàn)有沖程調(diào)整設(shè)備的技術(shù)研究和改造。

3 設(shè)計簡介

3.1 設(shè)計思路

該裝置是根據(jù)現(xiàn)有曲柄銷子拆裝維修方法中所存在的問題多，困難大的現(xiàn)狀，技術(shù)人員研制出能夠滿足現(xiàn)場需要的安全、高效的曲柄銷子及軸套組合式拆裝器。

采用機械擋板加持，拆卸曲柄銷子時，通過旋轉(zhuǎn)絲桿的勻速作用力，使得曲柄銷子逐漸受力，將曲柄銷子拆卸；拆卸曲柄軸套，則在絲桿頂部加裝延長桿和圓盤式頂筒，同樣通過旋轉(zhuǎn)絲桿，使曲柄軸套褪出軸孔；在安裝曲柄銷子時，將換輪組加裝在機械擋板上，用滑輪鋼索把曲柄銷子緊固，移至合適位置，采用滑輪組的機械力將曲柄銷子安裝至曲柄孔。

3.2 設(shè)計方案

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

各類沖程調(diào)整方法數(shù)據(jù)對比表

根據(jù)設(shè)計思路，經(jīng)過認(rèn)真思考與現(xiàn)場試驗，游梁式抽油機曲柄銷子及軸套組合式拆裝器制作成型。改進(jìn)和優(yōu)化的內(nèi)容有：

（1）將常規(guī)作業(yè)利用大錘生產(chǎn)的沖力而拆除曲柄銷子的方式改為由旋轉(zhuǎn)絲桿形成勻速作用力，減少沖力對設(shè)備的傷害；

（2）將常規(guī)作業(yè)區(qū)域狹小，可能對人員造成傷害，現(xiàn)采取棘輪扳手加長桿，人員可站在安全區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，操作力臂加長，使操作更加省力，降低勞動強度；

（3）將常規(guī)作業(yè)安裝曲柄銷子作業(yè)由人工轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械作業(yè)，由絞盤進(jìn)行安裝作業(yè)，進(jìn)一步降低勞動強度，提高作業(yè)效率；

（4）解決了液壓頂置過程中，對存在銹蝕情況，頂置力不足的情況，當(dāng)絲桿旋轉(zhuǎn)力無法拆除時，利用敲擊門字斜鐵的震動沖擊力使銹蝕的曲柄銷子拆除。（如圖1）

曲柄銷子拆裝器的結(jié)構(gòu)：主要由固定部分、動力部分、絞盤部分及其它附件組成。

工作原理：曲柄銷子拆裝器現(xiàn)場根據(jù)所需調(diào)整沖程進(jìn)行組合安裝，只需較少的工具和人員即可進(jìn)行作業(yè)。

3.3 拆除曲柄銷子操作

首先將抽油機停至合適機位，將冕型螺母拆卸，將后擋板（4）安裝在曲柄外側(cè)，把前擋板（5）安裝在曲柄內(nèi)側(cè)，再將固定板（10）安裝在前后擋板中間，然后用固定絲桿（3）將前后擋板及固定板一同進(jìn)行旋緊固定，然后把絲桿頂盤（2）前安裝軸套頂筒（6），對準(zhǔn)曲柄銷子，棘輪扳手（11）安裝好加長桿（13），操作人員站在曲柄防護(hù)欄外進(jìn)行旋轉(zhuǎn)絲桿（1）即可將曲柄銷子褪出曲柄孔。如遇到曲柄銷子銹蝕的情況，把門字斜鐵（9）插入絲桿頂盤（2）和軸套頂筒（6）之間，用5磅小錘進(jìn)行敲擊，利用震動沖擊力將曲柄銷子褪出曲柄孔。

3.4 拆除曲柄軸套操作

當(dāng)曲柄銷子拆除后，將絲桿（1）退回原位，在絲桿頂盤（2）和軸套頂筒（6）之間安裝延長桿（8），然后操作人員繼續(xù)用棘輪扳手（11）旋轉(zhuǎn)絲桿（1），就將曲柄軸套定出曲柄孔。

3.5 安裝曲柄銷子操作

將絞盤底座（12）安裝在前擋板（5）上，再將絞盤（7）裝入絞盤底座（12），然后用絞繩把曲柄緊固栓牢，人員將曲柄銷子移至所需曲柄孔，利用絞盤的扭力將曲柄銷子安裝至曲柄孔內(nèi)。

4 試驗應(yīng)用

游梁式抽油機曲柄銷子及軸套組合式拆裝器通過前期在塔河油田采油三廠的油井現(xiàn)場試用，效果非常明顯。

試驗對比效果如表1。

通過幾種沖程調(diào)整方式的對比，較常規(guī)沖程調(diào)整方法，縮短工作時間0.3-1.3小時，提高工作時效30%-65%；人員的勞動強度低，操作人員少，零人員傷害概率。

5 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

以采油一隊2013年實際調(diào)整沖程工作量為例進(jìn)行計算。2012年度沖程調(diào)整工作量：106次，采用常規(guī)調(diào)整方式，年度用時：2（時）×106（次）=212（時）；年度用人：6（人）×106（次）=636（人）；采用曲柄銷子拆裝裝置方式，年度用時：0.7（時）×106（次）=74.2（時）；年度用人：3（人）×106（次）=318（人）?，F(xiàn)將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，采用曲柄銷子拆裝裝置方式較常規(guī)調(diào)整方式，年度節(jié)約工作用時137.8小時，節(jié)省人力318人；以單井1.5噸/小時產(chǎn)量計算，年平均增加原油產(chǎn)量：1.5（噸）×137.8（時）=206.7噸；以原油5000元/噸計算，年平均增創(chuàng)效益：5000（元）×206.7（噸）=103.35萬元；以人工22.9元/小時計算，年平均降本：22.9（元）×318（人）=0.73萬元；合計年度增創(chuàng)效益104.75萬元。

6 推廣應(yīng)用效果

游梁式抽油機曲柄銷子及軸套組合式拆裝器克服了現(xiàn)有沖程調(diào)整作業(yè)的不足，為抽油機沖程調(diào)整工作帶來了極大的便利。不僅減輕了人員勞動強度，更重要的是縮減了停井操作時間，大大提高了油井生產(chǎn)時效，為油田增產(chǎn)增效做出了積極貢獻(xiàn)。通過初步的經(jīng)濟(jì)評價，結(jié)合累計影響的油井生產(chǎn)時效、相對應(yīng)的人力物力等，使用游梁式抽油機曲柄銷子及軸套組合式拆裝器預(yù)計將年增效104萬元以上，若全面推廣使用將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。