游梁式抽油機驢頭開裂原因分析及應(yīng)對探討

李明浩

[摘 要]在油田的開發(fā)中，游梁式抽油機發(fā)揮著十分重要的作用，抽油機在長時間的使用后會出現(xiàn)不同的問題，本文主要是針對驢頭開裂這一問題進行研究，分析導(dǎo)致驢頭開裂的原因，并提出針對性的改進措施。[關(guān)鍵詞]抽油機 驢頭 開裂中圖分類號：TM7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）19-0287-01

游梁式抽油機是油田應(yīng)用數(shù)量最多、分布最廣的抽油機類型，主要結(jié)構(gòu)包括：底座、支架、橫梁、游梁、連桿、減速箱、驢頭、毛辮子等部分，其中抽油機驢頭是由鋼板組焊而成的，并與游梁前臂通過驢頭銷子配合。由于游梁式抽油機長期在交變載荷下往復(fù)運動，致使位于驢頭的上銷子座應(yīng)力集中點處很容易開裂，如開裂發(fā)現(xiàn)不及時必然會造成驢頭掉落事故。

一、游梁式抽油機驢頭開裂原因分析

經(jīng)過對游梁式抽油機驢頭開裂部位、開裂形狀和故障特點分析，驢頭開裂主要是由于抽油機老化、驢頭振動異響、野蠻側(cè)擺驢頭、驢頭頂絲缺失、長期過載運行、驢頭橫板腐蝕及驢頭側(cè)板強度不夠等幾種原因所造成的。

1.抽油機老化

經(jīng)過對所有驢頭開裂抽油機的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)所有開裂驢頭其投產(chǎn)時間均已超過8年以上，甚至有的投產(chǎn)時間已長達20年。因此說隨著抽油機的整體老化，其配件磨損、應(yīng)力點抗拉、最大承載等因素是造成驢頭開裂的原因之一。

2.驢頭振動異響

游梁抽油機運行過程中驢頭響是抽油機的常見故障，其主要原因是驢頭銷子與驢頭銷座長期在交變載荷作用下，造成銷子座被磨成橢圓，這樣就會出現(xiàn)抽油機在運轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)規(guī)定性振動及局部撞擊，而且越是雨雪天越異響越嚴(yán)重，如此的周期性振動和撞擊也是造成驢頭開裂的原因之一。

3.野蠻側(cè)擺驢頭

目前大部分修井作業(yè)擺驢頭都是采用先拆下一側(cè)驢頭銷子，再依靠驢頭自重沖擊后后側(cè)擺，甚至有的直接用作業(yè)機大鉤硬砸，這樣驢頭在劇烈撞擊下很容易造成一側(cè)驢頭鋼板局部開裂，一旦抽油機驢頭出現(xiàn)局部輕微開裂，驢頭在油井交變載荷的作用下開裂長度將逐漸擴大，直至驢頭無法承擔(dān)油井載荷而掉落。

4.缺驢頭頂絲

抽油機驢頭頂絲是用于頂緊驢頭，確保驢頭銷與驢頭座緊密配合的元件，在修井作業(yè)擺驢頭前先松開驢頭頂絲，在回擺驢頭并加載后再緊固頂絲。但目前部分抽油機驢頭頂絲有不到位的、有缺少的、有作業(yè)錯誤回擺驢頭砸變形的、有抽油機根本就沒有驢頭頂絲座的。

5.長期過載運行

抽油機交變載荷與井深、液面、產(chǎn)液等參數(shù)息息相關(guān)，從功圖載荷統(tǒng)計上看，部分抽油機存在長期超載運行現(xiàn)象，這樣很容易造成驢頭在長期超載的應(yīng)力集中點處開裂。同樣，為解決臨時卡井問題，有的操作人員用抽油機實施油井解卡，使抽油機載荷超過額定載荷幾噸的條件下運行，對抽油機驢頭破壞性非常大，嚴(yán)重的會造成驢頭局部開裂和變形。

6.驢頭橫板腐蝕

抽油機驢頭中間是橫板結(jié)構(gòu)，驢頭銷子座靠橫板和側(cè)板與驢頭主體相連，但我們在檢查中發(fā)現(xiàn)一些橫板跟驢頭側(cè)板組焊后，正好形成了一個L形溝槽，經(jīng)常有雨水留存，造成橫板嚴(yán)重腐蝕（有的已腐蝕50%），腐蝕減薄后很容易開裂，橫板一旦開裂側(cè)板很快就會逐漸開裂。

7.驢頭強度不夠

部分早期投產(chǎn)的抽油機驢頭銷子座周邊未貼補加強鋼板，甚至有的驢頭側(cè)鋼板強度不夠，不能滿足長期交變載荷作用，因此也會造成驢頭側(cè)鋼板因疲勞逐漸開裂。

8.員工巡回檢查不到位

抽油機驢頭開裂有一個逐漸加大的過程，需要操作人員在日常管理、保養(yǎng)過程中細化檢查，發(fā)現(xiàn)橫板裂、側(cè)板輕度開裂應(yīng)及時修復(fù)，否則會逐漸加大，當(dāng)開裂長度超過25厘米后會因沖擊載荷而掉落。

二、游梁式抽油機驢頭開裂預(yù)防措施

根據(jù)以上分析可以得出游梁式抽油機驢頭開裂的原因跟抽油機本身、使用方法和運行環(huán)境有一定的關(guān)系，為確保抽油機安全運行、減少驢頭開裂數(shù)量、杜絕因驢頭開裂嚴(yán)重而掉落事故的發(fā)生，需要實施了以下抽油機驢頭事故預(yù)防措施：

發(fā)現(xiàn)驢頭開裂嚴(yán)重及時更換新驢頭：通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)抽油機驢頭開裂超過15厘米以后，由于其驢頭整體結(jié)構(gòu)已發(fā)生輕微變形，補焊修復(fù)后會出現(xiàn)二次開裂，因此必須及時更換新驢頭，確保抽油機整機結(jié)構(gòu)安全。正確修復(fù)開裂的驢頭：根據(jù)抽油機驢頭常見的開裂部位及開口形狀，使用單位必須按驢頭受力情況進行修復(fù)。即貼補鋼板面積要大于25厘米×25厘米、厚度要大于10毫米，并將修復(fù)用的鋼板預(yù)制成“L”形狀。修復(fù)時先將抽油機卸載，再在驢頭兩側(cè)的開裂處同時用“L”形鋼板加固，以確驢頭應(yīng)力集中部位抵抗交變載荷能力。

確保驢頭頂絲到位：抽油機驢頭頂絲的作用就是確保驢頭與游梁更緊密配合，防止因驢頭銷子間隙過大造成驢頭振動，如果驢頭長時間在較大振動磨損狀態(tài)下運行，嚴(yán)重的會因銷子座磨成橢圓而出現(xiàn)異響。為此，使用單位必須及時修復(fù)所有銹蝕、變形的驢頭頂絲，確保驢頭頂絲完好、到位。針對已經(jīng)出現(xiàn)異響的驢頭需要安裝雙頂絲，防止因驢頭兩側(cè)銷子座磨損不同而影響整個驢頭受力。

修井作業(yè)正確側(cè)擺驢頭：抽油機側(cè)擺驢頭是修井前必需的操作，要求修井作業(yè)人員在側(cè)擺驢頭前必須先松開驢頭頂絲，在側(cè)擺驢頭操作過程中按抽油機設(shè)計要求正規(guī)操作。修井作業(yè)后再按抽油機設(shè)計要求回擺驢頭，并及時緊固驢頭頂絲。嚴(yán)禁自重擺驢頭、大鉤砸驢頭等野蠻操作。

嚴(yán)禁設(shè)備超載：抽油機在使用時必須保證油井載荷與抽油機能力合理配套，發(fā)現(xiàn)油井載荷上漲并已超過抽油機額定現(xiàn)象，及時倒裝相應(yīng)的較大載荷抽油機。嚴(yán)禁用抽油機解卡及在驢頭銷子不全的狀態(tài)下運行，確保抽油機的合理使用。明確巡回檢查內(nèi)容：加強抽油機巡回檢查，明確抽油機巡回檢查路線，豐富巡回檢查內(nèi)容。明確檢查內(nèi)容、在檢查中路線、重點檢查項，查出驢頭開裂、工字鋼開裂等如果作標(biāo)記等。

三、結(jié)論

全面跟蹤游梁式抽油機本體存在的缺陷，及時發(fā)現(xiàn)、及時修復(fù)，并對已修復(fù)過驢頭的抽油機做好標(biāo)記，確保操作人員及時掌握抽油機狀況。合理進行油井與抽油機的匹配，確保抽油機的使用環(huán)境。游梁式抽油機操作人員、修井作業(yè)人員、維修人員必須按正規(guī)程序進行操作和維護，確保抽油機在最佳狀態(tài)下運行。加強巡回檢查和日常保養(yǎng)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)、完善管理、防微杜漸，確保抽油機的本質(zhì)安全。

參考文獻

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