抽油機井常見故障成因分析與治理對策探討

摘要：游梁式抽油機井長期處于野外生產(chǎn)，環(huán)境比較惡劣，抽油機及各部件會出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象，設(shè)備故障會越來越頻繁，影響了油井的正常生產(chǎn)，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)翻機等安全事故。因此，如何提高抽油機井開采過程中的生產(chǎn)安全管理質(zhì)量是油田干部職工十分重視的工作。本文分析了油水井中常見的幾類故障，提出并實施了相應(yīng)的措施，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：抽油機井;常見故障;預(yù)防措施

為了保障石油開采順利進行，維護抽油機設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，提高抽油機工作效率成為油田開發(fā)要解決的首要問題。盡管抽油機有著其他設(shè)備無法比擬的優(yōu)勢，具有操作簡單易懂，生產(chǎn)周期短，能承受較惡劣的環(huán)境等，但是使用過程中還有很多問題，需要提出改進措施。研究提高抽油機工作效率、降低故障率就成為當(dāng)務(wù)之急。

1.??? 抽油機井常見故障成因分析

1.1? 機組能正常運作生產(chǎn)的故障分析

（1）???? 泵排量低或不出液。該故障可能的形成原因有：轉(zhuǎn)向錯誤;地層供液短缺或選泵不合理;地面管線被異物堵塞;泵吸入口堵塞，出油管破裂;泵或分離器軸被折斷，泵楊程不夠或動液面太低;油粘度過高導(dǎo)致進入泵流速降低或者單流閥堵塞阻礙井液舉升。該故障出現(xiàn)時，機組在短時間內(nèi)仍可以正常運轉(zhuǎn)。

（2）???? 機電運行電力偏高。該故障形成的原因此昂對比較單一，主要是機組下在彎曲井段，泵偏磨、電壓不足、互感器變比發(fā)生錯誤、機組部分設(shè)備損壞、井液粘度或密度過大以及井液中泥沙過多都因素引起的。

（3）???? 運行電流不平衡。當(dāng)供電電壓不穩(wěn)定、電機直流電阻不平衡、抽油機井含氣量超標(biāo)、機組設(shè)備損壞等原因都可能導(dǎo)致運行電流不平衡。

1.2? 機組不能運轉(zhuǎn)生產(chǎn)的故障

（1）???? 機電不能啟動運轉(zhuǎn)。機電不能正常運轉(zhuǎn)通常都是由以下問題引起的：啟動按鈕未按到底，開關(guān)組件之間接觸不良;微動開關(guān)不到位;電源被強行中斷或者根本沒有通電;控制柜線路出現(xiàn)故障;設(shè)調(diào)電壓不足;電纜或點擊絕緣性能被破壞出現(xiàn)漏電。此外，井下機組設(shè)備故障、油稠粘度超標(biāo)、死油過多也可能出現(xiàn)該故障。

（2）???? 過載停機。當(dāng)過載電流設(shè)置不合理、、偏載運行、泵的軸功率增大、電機、井內(nèi)死油、泵內(nèi)混入雜質(zhì)、控制系統(tǒng)發(fā)生故障等問題有可能發(fā)生過載停機的問題。該過載停機會影響機組的運轉(zhuǎn)生產(chǎn)，但危險性相對較低。

（3）???? 欠載停機。欠載停機形成的主要原因是：欠載電流設(shè)置不合理、地層供液短缺、、花鍵套與軸分離、泵或分離器軸折斷、油嘴堵塞讓抽油機井蹩壓等問題。欠載停機維修的危險性較大。

1.3? 抽油機減速箱常見問題分析

抽油機減速箱漏油的問題。減速器經(jīng)常會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，常見的漏油方式有以下幾種：最常見的是主動、從動軸頭的密封處漏油，尤其是主動軸密封圈處漏油最為嚴(yán)重、減速器合箱面處漏油、減速器油窗、放油孔處漏油以及減速器箱體底部漏油。

抽油機減速箱齒輪損壞問題。減速箱齒輪出現(xiàn)斷齒、齒輪非正常磨損、齒面點蝕以及齒面剝落等損壞是原油現(xiàn)場最常見的故障問題，這些故障產(chǎn)生的原因有的和材料質(zhì)量有關(guān)系、有的是使用手段以及原油的質(zhì)量等。

減速箱出現(xiàn)串軸?，F(xiàn)場抽油機減速箱多采用分流式人字齒輪進行傳動的，減速箱出現(xiàn)串軸的問題均是由輸入軸串動引發(fā)的。造成輸入軸串動的原因大體上由以下幾種情況造成的：輸入軸發(fā)生軸向串動的原因是在于動齒輪相對于中間軸產(chǎn)生了軸向傳動，根本在于動齒輪與中間軸配合的過盈量不夠;輸出軸上從動齒輪和中間軸加工制造的時候規(guī)格偏斜;中間軸和輸出軸上從動齒輪螺旋角出現(xiàn)誤差造成串軸的發(fā)生。

減速箱出現(xiàn)軸承損壞的問題。軸承間隙調(diào)整不當(dāng)致使輸出軸受到的徑向力大，導(dǎo)致減速器軸承損壞。這也是軸承損壞多發(fā)生在輸出軸上的原因。

2.??? 降低抽油機井常見故障的治理對策

2.1? 欠載停泵再啟動

當(dāng)抽油機井發(fā)生欠載停泵時，按照下面的流程嘗試重新啟動機組：發(fā)生欠載時，立刻測取機組工作液面;測取電機機組三相直阻與對地之間的絕緣性，如果是三相直阻不平衡，對地絕緣為零，說明是電機或井下電纜出現(xiàn)了故障，就準(zhǔn)備檢泵;如果三相直阻正常，對地絕緣不是零，重新啟動泵;確認(rèn)地面流程，如果所測欠載液面在300米以下，則采取環(huán)空補液，如果欠載液面在300米以上，1小時后變頻30HZ拖帶重新啟動。

2.2? 抽油機井過載停泵再啟動

如果抽油機井因為過載停泵，再次啟動的難度就比較大，這時就要對抽油機井的相關(guān)動、靜態(tài)因素進行分析，進行調(diào)試后再嘗試啟動泵。主要流程：測取油套環(huán)空液面;觀察檢查電潛泵控制柜的工作情況，測取電機機組三相直阻與對地之間的絕緣性，如果是三相直阻不平衡，對地絕緣為零，就準(zhǔn)備檢泵，如果三相直阻和對地絕緣性都沒有問題，則準(zhǔn)備再次啟動程序;以上操作都不能解決問題時，檢查井口地面流程是否出現(xiàn)漏洞。

2.3? 電流不平衡故障停泵再啟動

電流不平衡導(dǎo)致停泵處理的危險性較大，通常需要由專業(yè)的電工人員對電潛泵面控制設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況進行診斷。在排除了地面控制設(shè)備存在的故障問題，確認(rèn)機組電流的工作情況后再重新啟動程度。

2.4? 生產(chǎn)動態(tài)異常情況處理

當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常時，根據(jù)相關(guān)的動、靜態(tài)參數(shù)的變化就可以判斷機組的工作情況。例如當(dāng)抽油機井電流下降時，就很可能出現(xiàn)欠載停泵，這時就要立即檢查油水井地面流程是否存在堵塞憋壓的問題。若監(jiān)測到動液面較低、套壓較高，就要立刻縮小油嘴，放大定壓放氣閥降低套壓。如果是流體粘度較大的抽油機井，要認(rèn)真對待環(huán)空補液與反沖洗兩項工作，避免原油遇水后粘度增大而使得抽油機井過載強行停泵。

2.5? 做好抽油機減速箱齒輪及軸承損壞的措施

減速箱齒輪。當(dāng)發(fā)生齒輪輪齒折損、局部齒面磨損等局部異常時，會在高頻域產(chǎn)生脈沖振動。當(dāng)齒輪所有的輪齒均勻磨損時，齒側(cè)隙增加使振動加劇，產(chǎn)生沖擊振動，其振幅比其它振動大得多且具有幾乎相同的振平。減速器某些特征測點處的振動響應(yīng)頻譜可作為某些故障診斷的依據(jù)。

減速箱軸承損壞。正常情況下，滾動軸承的振動時域波形有兩個特點：無沖擊，變化慢。當(dāng)軸承元件發(fā)生異常時，將產(chǎn)生沖擊脈沖振動：沖擊脈沖周期為基階障特征頻率的倒數(shù)。脈沖的強度反映了撞擊的程度。通過檢測軸承內(nèi)滾子與滾道撞擊產(chǎn)生的振動，即可判斷軸承的工作狀態(tài)。脈沖振動值隨著軸承損傷程度的惡化而增加。

抽油機減速箱漏油。現(xiàn)場使用時機械潤滑意識不到位，會造成減速箱蓋板密封不嚴(yán)、蓋板丟失，又或者自制呼吸閥不規(guī)范，導(dǎo)致灰塵容易進去;減速箱蓋板進料較少，沒有合乎規(guī)范的本身帶有通氣孔道的蓋板可以安裝，上述問題完全可以進料后更換。減速器合箱面處漏油，在減速箱底座的合箱面上鑄造出或加工出一條環(huán)形油槽，且有多個回油孔與環(huán)形油槽連通，在減速箱工作時，一旦有油滲入合箱面，將會進入環(huán)形油槽，再經(jīng)回油孔流入油箱內(nèi)，潤滑油不會沿合箱面漏到減速箱殼體外面。

3.??? 結(jié)語

由于抽油機井長期處于野外生產(chǎn)，可能出現(xiàn)故障的種類很多，要根據(jù)泵排量低或不出液、機電運行電力偏高、運行電流不平衡，以及機電不能啟動運轉(zhuǎn)、過載停機、欠載停機、減速箱漏油等故障剖析抽油機井常見故障發(fā)生的原因，進一步提出了相應(yīng)的治理對策，希望在實際生產(chǎn)中有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]?? 朱榮杰，張國慶.抽油機井故障診斷及處理方法[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011.

[2]?? 吉效科.油田設(shè)備技術(shù)與管理[M].北京：中國石化出版社，2009.

作者簡介：

王繼國，男，1972年 5月出生，首席技師，從事油田開發(fā)技術(shù)工作。