油田抽油機(jī)減速器潤滑研究

耿中亮

（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠，黑龍江大慶 163511）

0 引言

大慶油田第四采油廠擁有各型抽油機(jī)5920臺,每年用于減速器修理費(fèi)用500余萬元人民幣。據(jù)不完全統(tǒng)計,抽油機(jī)故障85%以上發(fā)生在減速器,而減速器的損壞主要是由于潤滑不良所致。減速器是抽油機(jī)的關(guān)鍵部件，多為兩級分流式雙圓弧圓柱齒輪減速器，具有工作平穩(wěn)、承載力大、使用壽命長、噪音小、密封性好、安全可靠、安裝使用方便等特點，起減速、增加扭矩和傳遞動力的作用。由于抽油機(jī)減速器承受交變重荷,野外安裝使用,無人職守,東北地區(qū)冬夏溫差大,潤滑條件苛刻,致使部分減速器內(nèi)潤滑油變質(zhì)或雜質(zhì)含量上升,使減速器發(fā)生漏油、齒輪損壞、串軸、軸承損壞等故障。

1 減速器結(jié)構(gòu)與潤滑原理

減速器作為抽油機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換動力運(yùn)行方式的核心部件，多為3軸2級減速，有1個輸入軸、1個輸出軸和1個支承軸（中間軸）。輸出軸以及支承軸平行配置，輸入軸有動力輸入，支承軸無動力輸入，輸入軸和支承軸是2個高速軸，2個高速軸通過偏心套、平行配置為2級減速結(jié)構(gòu)。

在正常情況下，減速器一般采用油浴、飛濺潤滑，齒輪從油池浸油潤滑,軸承靠飛濺及回油槽中的油進(jìn)行潤滑。但在最低沖次的要求下，浸于油液的大齒輪轉(zhuǎn)數(shù)較低，不能完全滿足飛濺潤滑的條件。目前，采用安裝刮油板的集油方式，加強(qiáng)對減速器各軸承和齒輪的潤滑。如圖1所示，抽油機(jī)減速器采用2級分流式人字齒輪傳動，潤滑方式為油浴潤滑，刮油器從中間級齒輪上刮油后經(jīng)分布在減速器箱座上的油道流到低速軸承和中間級軸承進(jìn)行潤滑，輸入軸的軸承潤滑靠齒輪飛濺后經(jīng)輸入軸與中間級齒輪嚙合后擠油至軸輸入級軸承室進(jìn)行潤滑。

圖1 減速器結(jié)構(gòu)

2 減速器潤滑油選用技術(shù)

2.1 減速器運(yùn)轉(zhuǎn)工況條件

（1）減速器通常在露天條件下工作，要經(jīng)受日曬、雨淋、風(fēng)吹、熱烤、寒襲的考驗。有些抽油機(jī)還暴露在含硫化氫氣體的環(huán)境中，而且在很多場合，抽油機(jī)周圍還有飄浮的細(xì)沙。不同地區(qū)的氣溫變化（-46～52）℃，陽光的輻射熱也能使溫度升高。潮濕季節(jié)早晚的溫度變化會使水蒸氣凝結(jié)在減速器內(nèi)。

（2）可能是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，也可能每個月只運(yùn)轉(zhuǎn)幾個小時。

（3）抽油機(jī)常常在邊遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，由于操作人員比較少，不可能經(jīng)常對抽油機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。井場附近可能有汽油加油站，卻遠(yuǎn)離任何一個潤滑油供應(yīng)站。

（4）在可能的情況下，操作人員總想盡可能少換潤滑油，甚至（1～3）a不換潤滑油。

2.2 減速器的選油技術(shù)要求

抽油機(jī)減速器的潤滑對抽油機(jī)的正常工作起著至關(guān)重要的作用，因此選擇適用的潤滑油非常重要，針對抽油機(jī)潤滑油有相應(yīng)的技術(shù)要求，總體要求是具有良好的黏溫性能、擠壓抗磨性、抗氧化安定性、防腐防銹性、抗乳化性。

（1）黏溫性能。抽油機(jī)基本在野外作業(yè)，氣溫變化幅度大，冬夏溫差（50～80）℃，為確保抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，對潤滑油的粘溫性要求較高。

（2）極壓抗磨性能。齒輪的承載能力要求，以減少齒輪磨損，延長使用壽命，極壓抗磨性能主要取決于潤滑油添加劑的性能。

（3）抗氧化安定性。由于抽油機(jī)減速器專用齒輪油在工作中齒面嚙合產(chǎn)生的熱使油溫升高，與空氣、雜質(zhì)等接觸，在溫度較高的情況下容易氧化變質(zhì)，使齒輪油失去原有的性質(zhì)，潤滑性能減弱或失效，而且氧化產(chǎn)生的酸還會腐蝕金屬，氧化產(chǎn)生的油泥、漆膜會沉積在齒輪表面，影響齒輪的正常潤滑。

（4）防腐防銹性。抽油機(jī)減速器齒輪油氧化產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可對齒輪造成腐蝕，氧化形成的油泥膠質(zhì)酸性物質(zhì)使齒輪生銹，特別是和冷凝水接觸容易生銹和腐蝕，引起油質(zhì)進(jìn)一步劣化；

（5）抗乳化性。抽油機(jī)在戶外作業(yè)，設(shè)備密封不好很容易進(jìn)水，減速器運(yùn)轉(zhuǎn)中接觸到冷凝水和冷凝液是齒輪油乳化，引起添加劑水解或沉淀分離，產(chǎn)生有害物質(zhì)，失去潤滑性，影響潤滑油的質(zhì)量。

2.3 減速器潤滑油標(biāo)準(zhǔn)

中國石油依據(jù)抽油機(jī)運(yùn)行的實際工況條件，制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY1138—2008《寒區(qū)抽油機(jī)用潤滑油技術(shù)條件》，規(guī)定了寒區(qū)條件下抽油機(jī)減速器用潤滑油的技術(shù)內(nèi)容、取樣、檢驗方法和判定原則（表1），適用于油田寒區(qū)條件下抽油機(jī)減速器齒輪油的選用和質(zhì)量檢驗。

表1 技術(shù)要求(Q/SY1138—2008)

3 減速器潤滑油更換技術(shù)規(guī)范

3.1 換油方式

大慶油田第四采油廠采取專業(yè)化換油的方式，制定了《游梁式抽油機(jī)減速器潤滑油更換補(bǔ)注操作規(guī)程》，實現(xiàn)了換油操作的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。

（1）舊油回收。清潔減速器上蓋灰塵，用扳手或?qū)Ｓ霉ぞ甙殉橛蜋C(jī)減速器天窗蓋的螺栓卸掉，取下上蓋（注意：不要損壞密封膠圈），保持注油口清潔干凈。如果上蓋已經(jīng)焊死，應(yīng)用角磨機(jī)將焊點磨開。啟動換油車上的回收油泵，用膠管抽出減速器內(nèi)的潤滑油，回收到舊油箱，直到抽盡為止?；厥蘸蟮呐f潤滑油按照安全環(huán)保相關(guān)規(guī)定統(tǒng)一存放和處理。

（2）清洗。用抹布、清洗刷等工具將箱體內(nèi)粘在齒輪或箱底上的舊油、機(jī)械雜質(zhì)清除掉并回收。清洗時，采用基礎(chǔ)油作為清洗液，啟動高壓清洗泵，用清洗槍反復(fù)沖洗減速器齒輪、箱壁，直至沖洗干凈，再將清洗液回收清洗油箱。經(jīng)現(xiàn)場人員和操作者共同檢查減速器，確認(rèn)清洗干凈。

（3）注油。啟動新油油泵，用帶計量的加油槍從注油口將新的潤滑油加入減速器內(nèi)，潤滑油油面應(yīng)在減速器二軸齒圈齒輪頂部和齒圈肩部之間或者到減速器看窗的1/2～2/3處為合格，加油量也可為減速器銘牌標(biāo)注的額定用油量。經(jīng)現(xiàn)場人員和操作者共同驗收達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，停止?jié)櫥图幼?，收回加油槍。放置好減速器上蓋密封膠圈，安裝上蓋，對于密封膠圈損壞達(dá)不到密封效果的應(yīng)予以更換。上緊螺栓，螺栓如有丟失需補(bǔ)齊。擦凈滴落在抽油機(jī)上面的油污，保持上蓋周圍清潔干凈?，F(xiàn)場管理人員或操作者確認(rèn)安全后，摘除減速器剎車鎖塊，松開剎車后啟動抽油機(jī)。觀察5min，檢查減速器外觀，正常運(yùn)轉(zhuǎn)無漏油后確認(rèn)換油完畢。若減速器不立即恢復(fù)工作，運(yùn)轉(zhuǎn)時間≥10min，保證減速器內(nèi)所有齒輪表面均覆蓋一層保護(hù)性潤滑油膜油膜。

3.2 監(jiān)測分析

為確定換油時間，第四采油廠聯(lián)合中國石油昆侖潤滑油分公司對減速器齒輪油進(jìn)行跟蹤化驗，表2是使用3a的化驗結(jié)果?；灲Y(jié)果數(shù)據(jù)表明，該油長期使用過程中性能穩(wěn)定，質(zhì)量良好。油品外觀顏色變深，說明隨使用時間的延長，油品在夏季高溫、冬季寒冷交替的氣候條件下，受到空氣中的氧氣、水分、二氧化碳以及風(fēng)砂等作用下，顏色因氧化作用加深，使用過程中屬正?，F(xiàn)象。

表2 第四采油廠減速器油化驗情況