抽油機(jī)工字鋼斷裂的治理

徐皓玉　王志昆

摘 要 抽油機(jī)在工作過程中承受較大的交變載荷，再加上存在的抽油機(jī)安裝質(zhì)量不高、日常管理不善等問題，抽油機(jī)易出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉、基礎(chǔ)不水平、底座工字鋼斷裂的問題，不但增加了管理難度，而且易發(fā)生翻機(jī)等惡性設(shè)備機(jī)械事故增加成本投入，增加維修費(fèi)用，而且影響油井正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 抽油井 底座 工字鋼 斷裂 治理

1問題提出的背景

抽油機(jī)井采油是機(jī)械采油的主要采油方式，目前孤東采油廠所開的2063口油井中，游梁式抽油機(jī)井有1951口，占到開井?dāng)?shù)的94.6%。在現(xiàn)場管理中，由于抽油機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷重、安裝過程中的問題，容易造成抽油機(jī)基礎(chǔ)下沉，使抽油機(jī)基礎(chǔ)不水平，導(dǎo)致出現(xiàn)通體斷裂，這樣不但增加了管理難度，且易發(fā)生翻機(jī)等惡性設(shè)備機(jī)械事故，目前處理均需更換抽油機(jī)底座，增加成本投入，增加維修費(fèi)用，而且影響油井正常生產(chǎn)，造成產(chǎn)量損失。

2原因分析

（1）抽油機(jī)底座、基礎(chǔ)不水平或有懸空：一是抽油機(jī)的土基礎(chǔ)質(zhì)量不合格，抽油機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，出現(xiàn)土基礎(chǔ)下沉現(xiàn)象，導(dǎo)致基礎(chǔ)不水平。二是水泥基礎(chǔ)本身制作的不平，抽油機(jī)底座與水泥基礎(chǔ)之間有懸空。三是在油井的生產(chǎn)過程中，土基礎(chǔ)的土被擠出，導(dǎo)致水泥基礎(chǔ)出現(xiàn)懸空現(xiàn)象。

（2）抽油機(jī)震動(dòng)：抽油機(jī)嚴(yán)重不平衡、存在隱患，抽油機(jī)固定部位的螺絲松，驢頭對(duì)中誤差較大，井下管柱存在刮卡等現(xiàn)象，導(dǎo)致抽油機(jī)工作時(shí)震動(dòng)。

（3）抽油機(jī)存在超載現(xiàn)象：油田進(jìn)入高含水開發(fā)階段，油井的泵徑、沖程、沖次較大，泵掛較深，抽油機(jī)負(fù)荷過重，長時(shí)間的超載運(yùn)行導(dǎo)致工字鋼疲勞斷裂。

（4）油井的生產(chǎn)狀況：油井出砂、結(jié)蠟、油稠或抽油泵間隙小等因素影響，出現(xiàn)光桿緩下、光桿在上下沖程中遇阻、光桿下行不正常，都會(huì)對(duì)抽油機(jī)負(fù)載造成沖擊。

（5）抽油機(jī)本身的特點(diǎn)：抽油機(jī)工字鋼斷裂都是發(fā)生在支架與減速箱底座中間應(yīng)力相對(duì)集中的部位，從抽油機(jī)底座受力分析可以看出，這個(gè)部位在抽油機(jī)的上、下沖程過程中，前、后兩個(gè)部分承受的作用力是相反的，也就是承受一個(gè)剪切應(yīng)力，長時(shí)間的工作加上超過工字鋼的應(yīng)力極限后發(fā)生斷裂（如圖1）。

3解決方法

（1）校正基礎(chǔ)水平率：首先加強(qiáng)對(duì)土基礎(chǔ)安裝的質(zhì)量監(jiān)督；其次是小井場的高度不能高于水泥基礎(chǔ)的底面，以便于水能夠及時(shí)排出；再就是底座有懸空現(xiàn)象的，可采用加楔鐵的方法來加大底座與基礎(chǔ)的接觸面積。

（2）加強(qiáng)設(shè)備管理，嚴(yán)格按照“十字”作業(yè)法定期對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)設(shè)備存在的各種問題、隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)整改，使設(shè)備符合“三化三零”要求，保證設(shè)備的正常、合理運(yùn)行。

（3）合理匹配抽油機(jī)，優(yōu)化油井生產(chǎn)參數(shù)，根據(jù)油井負(fù)荷大小，合理選擇抽油機(jī)，對(duì)于超載的抽油機(jī)要進(jìn)行更換，杜絕超載現(xiàn)象的存在。

（4）在抽油機(jī)底座與減速箱底座之間加輔助支撐裝置，人為增加底座工字鋼的有效厚度，加大基礎(chǔ)工字鋼的受力面積，從而使工字鋼在承受相同大小載荷的工作狀況下，降低了單位面積上的應(yīng)力，增加工字鋼承受能力，避免了基礎(chǔ)工字鋼的再次斷裂。

4現(xiàn)場應(yīng)用

將工字鋼斷裂部位做出坡口，寬度不小于20mm，深度以鋼板的厚度為準(zhǔn)，然后進(jìn)行焊接，要來回焊3遍，保證焊縫質(zhì)量；其次根據(jù)油井的載荷大小在焊縫處加焊加強(qiáng)板，加強(qiáng)板的厚度不小于10mm，一般來說，油井負(fù)荷大于50KN（現(xiàn)場可根據(jù)平衡塊的情況，如有4個(gè)平衡塊，且位置較靠外），應(yīng)加焊加強(qiáng)板，否則可不用加強(qiáng)板；最后加裝油管支撐，油管的加裝方式可以采取多種樣式。

通過在13-181等多口井上加裝支撐裝置，治理了抽油機(jī)工字鋼斷裂，提高了抽油機(jī)基礎(chǔ)水平率，保證抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖2。

5幾點(diǎn)結(jié)論

（1）該技術(shù)適用于所有的工字鋼斷裂的抽油機(jī)的治理，能保證抽油機(jī)安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低成本投入。

（2）該技術(shù)的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)更換新底座的治理方式，每臺(tái)次可節(jié)約資金2.5萬元，降低了成本投入；該技術(shù)具有先進(jìn)性和實(shí)用性，易于推廣；在挖潛增效、節(jié)能中產(chǎn)生積極效果，利于推廣應(yīng)用。

（3）應(yīng)用該技術(shù)后，降低了現(xiàn)場工人勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了停井時(shí)間，每次更換可減少停井時(shí)間4小時(shí)，工作效率可提高到原來的2倍。

（4）應(yīng)用該技術(shù)，可杜絕傳統(tǒng)更換方式存在的起重設(shè)備、因配合不當(dāng)而造成的安全事故，確保安全操作，避免事故損失，具有良好的社會(huì)效益。

（5）由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，上述裝置目前該技術(shù)在孤東采油廠推廣應(yīng)用30多口井，上述技術(shù)不需要大額資金投入，簡單易操作，效果好。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬仁溥，羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)第四分冊(cè)機(jī)械采油技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，1996.