老式游梁平衡抽油機安全節(jié)能升級技術(shù)改造

吳艷茹，張鵬

（大慶石油管理局有限公司松原裝備制造分公司，吉林 松原 138000）

隨著石油資源的不斷開發(fā)利用，老型號的游梁平衡抽油機已經(jīng)不再適用于老油井的開發(fā)利用，在井場使用的老式游梁平衡抽油機面臨著被淘汰的情況。大慶油田和吉林油田使用老型號抽油機的油井?dāng)?shù)量多，如果全部更換新型抽油機將給油田帶來很大的經(jīng)濟損失和資源浪費。基于這種情況，企業(yè)對采油廠的CYJ6、CYJ8、CYJ10型老式游梁平衡抽油機進(jìn)行了技術(shù)改造升級。這些抽油機絕多大數(shù)為老式游梁平衡抽油機，屬不節(jié)能的老機型，減速器、剎車等部件存在著諸多結(jié)構(gòu)不完善之處，亟需對其進(jìn)行節(jié)能改造。

1 改造方案

為解決老抽油機能力不足問題，把常規(guī)游梁式抽油機改造為下偏杠鈴復(fù)合平衡抽油機；為解決驢頭喉口處應(yīng)力集中、易撕裂問題，在驢頭兩側(cè)板的上銷板處分別加補強板；為解決剎車安全性低問題，給剎車裝置增加二次保險裝置；為解決曲柄銷螺帽易退扣問題，對曲柄和連桿裝置進(jìn)行改造，增加了曲柄銷與曲柄間的防轉(zhuǎn)功能。

2 具體實施

2.1 設(shè)置下偏杠鈴平衡裝置

在有桿采油中，抽油機的負(fù)荷是特有的大慣量可變負(fù)荷。即在啟動、上沖程、下沖程相差懸殊。小功率電機在啟動時困難，大功率電機在正常運行后又會形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。老式游梁平衡抽油機由于其結(jié)構(gòu)平衡性能差，造成動載系數(shù)大、負(fù)扭矩大；四連桿機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，受力不均，影響減速器、中央軸承、曲柄銷等的使用壽命。

改造方法如圖1所示，將下偏杠鈴裝置與老式抽油機的游梁尾部用螺栓剛性連接，依據(jù)抽油機的原始資料，用專用軟件對偏置角和偏置半徑進(jìn)行了優(yōu)化。選出最佳平衡點，使杠鈴的扭矩峰值能有效的平衡懸點載荷扭，矩峰值起到削峰填谷的作用。

圖1 增設(shè)下偏杠鈴平衡裝置的老式游梁平衡抽油機

2.2 防撕裂改造

為了預(yù)防舊抽油機驢頭因受應(yīng)力集中出線撕裂現(xiàn)象，對驢頭進(jìn)行了防撕裂措施。如圖2所示，驢頭側(cè)板中部，與銷板焊接上喉口處，因是直角，在鉚焊下料切割時，必有切割過大的現(xiàn)象，同時由于抽油機在工作過程中，慣性載荷和交變載荷使驢頭在上喉口處受到較大的集中造成的微小裂紋將逐步擴大，并最終導(dǎo)致驢頭撕裂處損壞，造成嚴(yán)重事故。

為了預(yù)防出現(xiàn)驢頭撕裂現(xiàn)象，我們采取在驢頭兩側(cè)板的上銷板處分別加補強板，如圖2所示。

圖2 改造后的驢頭

2.3 二次剎車保險裝置

在對抽油機進(jìn)行日常維修保養(yǎng)或調(diào)整作業(yè)中，常發(fā)生剎車打滑、溜車現(xiàn)象、存在嚴(yán)重安全隱患?，F(xiàn)在絕大數(shù)剎車均使用石棉剎車瓦，由于抽油機都是在野外使用，在雨天吸水膨脹，在此期間如果進(jìn)行維修，膨脹的石棉剎車瓦在失水后萎縮，導(dǎo)致無法與剎車瓦密切結(jié)合，造成人員傷亡。

為了避免剎車溜車給人員和設(shè)備安全造成隱患，對剎車進(jìn)行了改造。如圖3所示，此套裝置主要由制動板、剎車轂、定位軸及剎車瓦等部件組成。制動板和剎車瓦安裝在定位軸1上，可以繞定位軸旋轉(zhuǎn)，形狀如圖中序號4所示，帶有凸臺用于鎖緊使用。剎車轂外徑側(cè)端面上均布有6個凹槽，與制動板上的凸臺相配合。在抽油機運行過程中，制動板放在支座上，支座通過螺栓與減速箱主動軸承蓋安裝在一起。

圖3 二次剎車保險示意圖

3 經(jīng)濟效益

企業(yè)分別對吉林油田的長春、新民、新立、新目、英臺、紅崗和乾安等采油廠的老式抽油機進(jìn)行了改造。整機的改造價格在6萬左右，平均下來每臺利潤約為1.6萬元，因此對抽油機節(jié)能升級改造會為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。用戶每臺抽油機更新節(jié)省的費用為6-1.6=4.4萬元。同時，還節(jié)約了各種維修費用,減少了由于曲柄銷松動而導(dǎo)致?lián)Q曲柄的資金；剎車安全裝置的配備，為作業(yè)人員的人身安全提供了保險。根據(jù)用戶現(xiàn)場統(tǒng)計，使用改造后抽油機的油井，每天新增產(chǎn)值為1.67萬元，每年新增產(chǎn)值為1.67×365=609.55萬元。

4 結(jié)語

節(jié)能升級改造后的抽油機服役能力高、平衡度好、峰值電流較小、減速器不滲不漏、剎車更安全，深受采油廠人員的好評，為油田原油增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)提供了可靠的設(shè)備保證。