新型游梁式抽油機(jī)平衡塊調(diào)節(jié)器

楊長偉++李鵬++吳法旺++商青山++包銀祥

摘 要：抽油機(jī)工作時(shí)的平衡狀況直接影響四連桿機(jī)構(gòu)、減速箱和電動機(jī)的工作效率和使用壽命。因此，采油生產(chǎn)管理中時(shí)常需要根據(jù)抽油機(jī)的工況對其平衡狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。為解決游梁式抽油機(jī)在進(jìn)行平衡塊調(diào)節(jié)時(shí)工作效率低、勞動強(qiáng)度大和安全系數(shù)低等實(shí)際問題，根據(jù)曲柄凹槽和平衡塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了游梁機(jī)平衡塊調(diào)節(jié)器的研制。新型平衡塊調(diào)節(jié)器主要由杠柄、鉸鏈、主體、下檔桿、滑塊、上檔桿、彈簧、調(diào)節(jié)螺母、擋板等九部分組成?，F(xiàn)場應(yīng)用表明：新型平衡塊調(diào)節(jié)器優(yōu)化了調(diào)節(jié)抽油機(jī)平衡的操作步驟，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便效率高、安全可靠勞動強(qiáng)度低的顯著特點(diǎn)，它的研制與使用能減少抽油機(jī)停機(jī)作業(yè)時(shí)間，提高采油時(shí)率。

關(guān)鍵詞：游梁式抽油機(jī) 平衡塊 調(diào)節(jié)器 研制與應(yīng)用

中圖分類號：TE933.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0051-02

1 問題提出

為確保設(shè)備的合理運(yùn)行，游梁式抽油機(jī)井在日常管理工作中，通常需要根據(jù)地下和地面的工況變化對抽油機(jī)的平衡狀況進(jìn)行合理調(diào)整。游梁機(jī)調(diào)平衡是采油生產(chǎn)的日常工作之一，也是設(shè)備節(jié)能降耗的重要手段，它主要通過改變平衡塊位置來實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的平衡。特別是油田進(jìn)入后期開發(fā)，對抽油機(jī)井的日常管理和設(shè)備的節(jié)能降耗工作更加精細(xì)，調(diào)參工作也更加頻繁。調(diào)整平衡塊的工序通常是：抽油機(jī)斷電停機(jī)、佩戴安全帶、操作人員上機(jī)拆卸鎖塊和固定螺絲、調(diào)節(jié)平衡塊、進(jìn)行平衡率測試、緊固平衡塊固定螺絲與鎖塊、取下安全帶離開抽油機(jī)、合閘開抽、運(yùn)行正常后離開抽油機(jī)?！吨袊吞烊粴饧瘓F(tuán)公司職業(yè)技能鑒定-采油工》考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：調(diào)整抽油機(jī)沖次應(yīng)在60 min內(nèi)完成，而生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，目前游梁機(jī)調(diào)平衡平均停井時(shí)間約72 min，與操作標(biāo)準(zhǔn)60 min存在一定差距，而且調(diào)整過程需要兩人以上配合完成。由于沒有專用調(diào)整工具，抽油機(jī)的平衡調(diào)整操作既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且存在一定的安全隱患[1-2]。

2 要因分析

2.1 平衡塊質(zhì)量大

現(xiàn)場使用的平衡塊重量為1 000 kg，實(shí)測曲柄與平衡塊間摩擦系數(shù)在0.45～0.65之間，取摩擦系數(shù)為最小值0.45時(shí)，移動平衡塊所需要的水平推力為：F0=μN(yùn)=μmg=0.45×1000×10=4.5（kN）。由此可見，由于平衡塊質(zhì)量大需要多人才能對其進(jìn)行移動。但是，該因素客觀存在，不是導(dǎo)致抽油機(jī)平衡調(diào)整工作耗時(shí)長的主要因素。

2.2 操作空間狹小

游梁機(jī)平衡塊的調(diào)節(jié)屬于高空作業(yè)范疇，其操作空間狹小，最多可容納三人站在曲柄和減速箱上進(jìn)行操作，操作難度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于其操作空間狹小是無法改變的事實(shí)，因此，該因素也不是抽油機(jī)平衡調(diào)整工作耗時(shí)長的主要因素。

2.3 技能水平差異

在調(diào)平衡的過程中存在操作不熟練、配合不協(xié)調(diào)等因素導(dǎo)致調(diào)整時(shí)間長的問題。該因素可通過加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化實(shí)踐操作訓(xùn)練來提高操作者技能水平，也不是抽油機(jī)平衡調(diào)整工作耗時(shí)長的主要因素。（如圖1）

2.4 缺乏專用工具

生產(chǎn)現(xiàn)場對平衡塊的調(diào)整主要依靠人力大幅度晃動平衡塊，再用撬杠向前撬動以克服平衡塊與曲柄的摩擦力向前移動，其耗時(shí)占調(diào)平衡全過程耗時(shí)的80%以上，由于晃動平衡塊容易碰撞游梁機(jī)連桿，對人、機(jī)都具有潛在的安全隱患。因此，缺乏專用調(diào)整工具是抽油機(jī)平衡調(diào)整操作勞動強(qiáng)度大、耗時(shí)長等主要因素。

3 平衡塊調(diào)節(jié)器的研制

3.1 設(shè)計(jì)原理

根據(jù)省力杠桿原理（見圖2）。動力臂大于阻力臂，平衡時(shí)動力小于阻力。當(dāng)力臂的長度（以支點(diǎn)O為分界線）大于阻力臂的長度時(shí)，這便是省力杠桿。設(shè)動力臂為L1，阻力臂為L2，當(dāng)L1大于L2時(shí)即為省力杠桿，即：F1×L1=F2×L2，L1>L2，F(xiàn)1

3.2 主要組成

新型平衡塊調(diào)節(jié)器主要由杠柄1、鉸鏈2、主體3、下檔桿4、滑塊5、上檔桿6、彈簧7、調(diào)節(jié)螺母8、擋板9等部分組成（見圖3）。

3.3 工作原理

使用新型平衡塊調(diào)節(jié)器時(shí)，將調(diào)節(jié)器主體放入曲柄凹槽內(nèi)，并使上檔桿6架在曲柄凹槽上平面，確保調(diào)節(jié)器尾端懸于凹槽內(nèi)。將調(diào)節(jié)器總成置于需要頂動平衡塊的合適位置后，向前推動杠柄1，杠柄1下端的凸輪與平衡塊端面接觸，平衡塊產(chǎn)生向前移動的趨勢，在鉸鏈2力的傳遞作用下調(diào)節(jié)器框架產(chǎn)生向后運(yùn)動的趨勢，其上兩側(cè)面的楔形滑塊則向前移動并與凹槽內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦力，杠柄1向前推動力越大，契形滑塊與凹槽內(nèi)壁的摩擦力也越大，因此，可以確保調(diào)節(jié)器在使用時(shí)其框架主體不能向后產(chǎn)生位移。當(dāng)連續(xù)推動杠柄時(shí)，平衡塊在凸輪作用下隨即不斷地向前移動，從而實(shí)現(xiàn)平衡塊的位置調(diào)節(jié)。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

新型游梁式抽油機(jī)平衡塊調(diào)節(jié)器研制成功后在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行了數(shù)次應(yīng)用試驗(yàn)（見圖4、表1），結(jié)果表明：調(diào)平衡時(shí)間從原來的72 min減少到57 min左右，達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“調(diào)整抽油機(jī)沖次應(yīng)在60 min內(nèi)完成”的要求。新型平衡塊調(diào)節(jié)器不僅縮短了抽油機(jī)調(diào)平衡塊耗時(shí)，而且降低了勞動強(qiáng)度。由于不再需要晃動平衡塊，因此，降低了安全事故隱患。

5 結(jié)語

新型平衡塊調(diào)節(jié)器優(yōu)化了調(diào)節(jié)抽油機(jī)平衡的操作步驟，具有結(jié)構(gòu)緊湊、小巧實(shí)用便于攜帶、操作簡便、勞動強(qiáng)度低、工作效率高和安全可靠的顯著特點(diǎn)，它的研制與使用能縮短調(diào)平衡耗時(shí)，減少抽油機(jī)停機(jī)作業(yè)時(shí)間，提高采油時(shí)率。

參考文獻(xiàn)

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