淺析如何對抽油機調平衡工具進行改進

王翠榮

摘 要：在游梁式抽油機調平衡操作過程中，通過制作專用平衡塊調整工具，解決目前調平衡時存在的占用人員多、耗時長、定位不精確、不安全等問題，取得了良好效果。對于處在特高含水期的老油田，降本增效迫在眉睫，其中一個挖潛的重點就是降低用電大戶——游梁式抽油機的用電單耗。

關鍵詞：抽油機；平衡塊；調整；專用工具

當前油田礦場上普遍使用的調平衡方法已經(jīng)多年沒有改變，操作起來需要多人配合，耗時較長，嚴重影響了油井開井時率，并且操作工序繁瑣，勞動強度大，存在較大的安全隱患。

一、目前游梁式抽油機調平衡的過程及存在問題：

（一）調平衡過程。礦區(qū)現(xiàn)場游梁式抽油機調平衡需要3-5人，準備的工具用具有：專用扳手、活動扳手、大榔頭、撬杠、起子、絕緣手套等。操作人員到達現(xiàn)場后，首先檢查剎車是否靈活好用，停抽，將抽油機停在適當位置，剎緊剎車，卸下鎖塊，卸松平衡塊固定螺母。然后，至少兩名操作人員爬上抽油機，選擇合適的站立位置，多人配合將平衡塊左右晃動起來，同時地面上一名操作人員用撬杠插入平衡塊晃動時與曲柄上端面的間隙中，隨著晃動節(jié)奏不斷撬動平衡塊，使其向指定的方向移動，直至到達指定的位置后，裝好鎖塊，上緊平衡塊固定螺母，檢查無誤后，開啟抽油機。

（二）存在問題。整個操作過程要求全體操作人員站位合適、精神集中、晃動有力、撬動適當，該方法存在著占用人員多（至少3人）、耗時長（據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，平均調整一口井的時間在90分鐘左右）、不安全（多人同時在減速箱上部受限區(qū)域內不安全、也無法達到三人同時系安全帶的要求）、移動位置不精確（由于晃動力度和撬動力度不好掌握，平衡塊無法精確移動）等缺點，隨著精細基礎管理工作的深入開展，調平衡工作量越來越多，該方法亟待改進。

二、問題分析

通過對游梁式抽油機調平衡的分步驟耗時進行統(tǒng)計分析，采用傳統(tǒng)的調平衡方法，耗時最多的一道工序是移動平衡塊，平均耗時在30分鐘左右，占平均總耗時（按90分鐘）的33.3%。在調平衡的實際操作過程中，造成平衡塊移動慢的因素有很多，如：人員素質有差異、設備現(xiàn)狀的限制性、操作空間有限、無專用工具等。

上述因素中，人員方面的因素完全可以通過針對性的培訓加以解決；因設備部件或形狀對操作產(chǎn)生的限制，我們在使用中無法解決或解決成本過高；在工具方面，傳統(tǒng)調平衡方法所用的工具主要有套筒扳手、活動扳手、大榔頭、撬杠、起子、手套等，均為日常經(jīng)常接觸到的通用工具，操作以砸、推、拉、撬為主，主要靠人的體力，但操作工程中消耗體力很大，容易造成人的疲勞，不但使平衡塊移動速度慢，而且有很大的安全隱患。因此，可以通過制作一種結構簡單、操作簡便、成本低廉的專用工具，達到對平衡塊移動速度快、移動平穩(wěn)、定位精確、省力安全的效果。

三、問題的解決

按照上述平衡塊專用調整工具的目標要求，結合游梁式抽油機曲柄上具有鋸齒的特點，我們參照齒輪-齒條機構的傳動原理，以及加力棘輪扳手的大力矩高效省力原理，認為專用調整工具的結構中應至少包含以下幾個部分：齒輪、齒輪軸、限位擋板、大小頭和棘輪快速扳手。

（一）齒輪 。為了操作方便，將齒輪、輪軸分開設計，齒輪大小與平衡塊鎖眼大小相適應，其齒頂外徑95mm，分為10個齒，齒深15mm，齒與齒之間的距離為30mm，保證齒輪與曲柄齒條相吻合，確保既能高效傳遞力矩，又不打滑；操作時，齒輪承受很大的力矩，為保證齒輪的強度，齒輪材料選用45號碳素鋼，齒輪的厚度設計為43mm；為與輪軸配合牢固，齒輪內部設置為一個同心正六邊形，其對邊距離為40mm，如圖1、圖2所示。

（二）齒輪軸。為了保證輪軸能順利穿過鎖眼孔，并有足夠的強度，我們將輪軸直徑設計為27mm，總長度280mm，材質選用45號碳素鋼，經(jīng)過相應的熱處理工藝。輪軸前端是一段與齒輪中心內六邊形尺寸相吻合的六方柱，最前端有一個直徑5mm的小孔，當齒輪與輪軸安裝好后，插入銷釘可以固定齒輪；后端為尺寸46mm的六方柱，與46mm棘輪扳手口徑相吻合；輪軸中段設置長度為200mm的螺紋，將外徑為64mm的限位擋板安裝在輪軸上，當輪軸傳遞扭矩時，限位擋板抱住曲柄側面，起到保持輪軸平衡的作用。

（三）棘輪扳手。由于棘輪扳手為成品工具，可直接從市場上購買，為配合輪軸工作，并達到省力的目的，我們選用帶加力杠的46mm棘輪扳手。

四、使用效果

抽油機平衡塊專用調整工具制作配套完成后，我們選擇了采油現(xiàn)場的抽油機作為試驗機，任務是將該抽油機兩塊平衡塊分別外移50cm。從現(xiàn)場操作耗時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，該工具移動一組平衡塊的時間平均在5分鐘左右，調平衡耗時明顯降低；采用了加力棘輪扳手，不但調整速度快而且省力；在移動平衡塊過程中，移動尺寸比較精確；操作人員不必站在抽油機減速箱上，降低了安全風險，取得了良好效果。

參考文獻：

[1]張學木，張懷亭，張勇峰.游梁式抽油機調平衡工具的研制[J].石油機械，2007（05）：64-65.