抽油機(jī)故障種類分析與維護(hù)對(duì)策

伍友江

(中國(guó)石化河南油田分公司采油二廠，河南唐河 473400)

0.引言

自進(jìn)入工業(yè)時(shí)代后，石油能源成為工業(yè)發(fā)展內(nèi)的關(guān)鍵資源。為實(shí)現(xiàn)石油開采質(zhì)量、開采質(zhì)量水平的提升，在實(shí)際發(fā)展期間，需要注意優(yōu)化抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備，全面解決常見故障，這也是核心環(huán)節(jié)。我國(guó)傳統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備很難與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展契合，無(wú)法與石油能源、石油資源應(yīng)用需求契合。革新抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備，能夠滿足我國(guó)石油企業(yè)發(fā)展方向，可高質(zhì)量完成我國(guó)石油企業(yè)既定目標(biāo)與任務(wù)。通過(guò)深入研究抽油機(jī)設(shè)備運(yùn)行期間的故障，在其應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，剖析存在問(wèn)題，制定相應(yīng)的改進(jìn)方案，可為抽油機(jī)運(yùn)行創(chuàng)新提供助力，可助力我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，突破傳統(tǒng)局限。

1.抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備的基本介紹

作為我國(guó)油田開采內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備，抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備可實(shí)現(xiàn)石油開采效率、開采質(zhì)量的提升，最大化利用石油資源，將石油開采資源最大化利用。一般情況下，抽機(jī)械構(gòu)件包括：抽油泵、主系統(tǒng)、抽油桿，借助驅(qū)動(dòng)裝置支持，其動(dòng)力能夠啟動(dòng)帶動(dòng)減速箱，促進(jìn)皮帶運(yùn)行，提升石油資源運(yùn)輸效率、挖掘質(zhì)量。經(jīng)過(guò)皮帶傳輸及內(nèi)部處理后，能夠傳遞動(dòng)能，緩解石油資源后續(xù)銜接，借助防護(hù)運(yùn)動(dòng)裝置支持實(shí)施穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)，切實(shí)滿足系統(tǒng)所需，保障運(yùn)行穩(wěn)定。借助抽油泵的作用，可提升石油液體傳輸效率，盡可能地傳輸?shù)捷斢凸艿纼?nèi)，協(xié)助石油企業(yè)提升開采效果，實(shí)現(xiàn)高效化與自動(dòng)化開采。抽油機(jī)運(yùn)行，石油開采期間，“沖程作業(yè)”會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行功率產(chǎn)生波動(dòng)，原油運(yùn)輸中，沖程裝置或電動(dòng)機(jī)輔助負(fù)荷較大。沖程范圍內(nèi)的裝置承載負(fù)荷數(shù)值較小，在上沖程作業(yè)、下沖程作業(yè)中，工作負(fù)荷及功率有較大的的差異，且比較明顯，屬于明顯的“波動(dòng)性”變化趨勢(shì)[1]。抽油機(jī)采油作業(yè)期間，設(shè)備運(yùn)行需要企業(yè)提供相應(yīng)的儲(chǔ)能裝置，調(diào)整上沖程作業(yè)負(fù)荷、下沖程作業(yè)負(fù)荷之間的差異，為抽油機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。在信息化背景下，抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備更新迭代較快，引入了很多先進(jìn)的技術(shù)，間歇運(yùn)行設(shè)備、不停機(jī)間歇運(yùn)行設(shè)備發(fā)展較為迅速，促進(jìn)了我國(guó)抽油機(jī)設(shè)備升級(jí)，完善了我國(guó)抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備改進(jìn)。實(shí)際石油采集內(nèi)可見較多故障，會(huì)對(duì)抽油機(jī)作業(yè)效率造成影響，降低抽油機(jī)技術(shù)使用質(zhì)量。

2.抽油機(jī)常見故障及故障原因

2.1 驢頭、工字鋼或支架裂縫

開采原油時(shí)，出現(xiàn)開采井基礎(chǔ)下沉、基礎(chǔ)縱向水平高于正常范圍、抽油機(jī)安裝不標(biāo)準(zhǔn)、開采井作業(yè)施工工藝較差等，會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)設(shè)備出現(xiàn)偏斜會(huì)開裂，具體部位為驢頭、工字鋼與支架連接部位，會(huì)導(dǎo)致油井負(fù)荷產(chǎn)生較大的變化，對(duì)采油作業(yè)效率、采油作業(yè)質(zhì)量造成影響。

2.2 中軸承、尾軸承故障

中軸承與尾軸承產(chǎn)生故障的原因主要包括：一是與設(shè)備安裝、設(shè)備安裝工藝有密切的關(guān)系，安裝游梁式抽油機(jī)期間，若游梁式抽油機(jī)安裝與設(shè)計(jì)不契合，未能在規(guī)定范圍內(nèi)，與其他設(shè)備剪力差較大，會(huì)對(duì)軸承、尾軸承造成嚴(yán)重影響，阻礙其正常工作。二是未能注重游梁式抽油機(jī)維護(hù)，工作人員未能有效保養(yǎng)游梁式抽油機(jī)。

2.3 曲柄銷子故障（退扣故障）

抽油機(jī)曲柄裝置主要負(fù)責(zé)傳導(dǎo)力、轉(zhuǎn)換力，有著重要作用，出現(xiàn)故障后，采油裝置會(huì)停工。影響曲柄銷退扣故障的因素較多，比如：保養(yǎng)及維修不到位、襯套磨損（過(guò)度磨損）、曲柄臺(tái)肩磨損。按照規(guī)定，規(guī)范安裝相關(guān)部件，增加游梁、曲柄兩者間的剪力差，進(jìn)而導(dǎo)致曲柄銷退扣出現(xiàn)嚴(yán)重故障。

2.4 減速箱竄軸現(xiàn)象

減速箱竄軸屬于開采原油期間的常見性故障，導(dǎo)致其出現(xiàn)的原因在于抽油機(jī)剪力墻超標(biāo)、抽油機(jī)基礎(chǔ)橫水平失衡，減速箱內(nèi)部油被污染，導(dǎo)致設(shè)備磨損加劇，中間軸運(yùn)行啃齒，輸入與輸出時(shí)運(yùn)行軸啃齒，抽承損壞等。

減速箱若出現(xiàn)竄軸故障，可能與以下因素有關(guān)：第一，減速箱大皮帶輪竄動(dòng)，竄動(dòng)周期、抽油機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律一致，一般將竄動(dòng)量設(shè)置為15～25mm/次[2]；第二，減速箱內(nèi)可聽見過(guò)敏險(xiǎn)的撞擊聲，減速箱竄軸伴隨著明顯的撞擊聲，值得一提的是，若出現(xiàn)撞擊聲，并不代表減速箱竄軸，可能是減速箱齒輪故障；第三，結(jié)合既往維護(hù)靜壓，減速箱竄軸多發(fā)生在內(nèi)部高速軸內(nèi)，低速軸一般不會(huì)出現(xiàn)竄軸現(xiàn)象。若未能護(hù)理抽油機(jī)，未能注重抽油機(jī)管理、維護(hù)，未能科學(xué)安裝抽油機(jī)，則會(huì)導(dǎo)致減速箱裝置出現(xiàn)各類不同的異常現(xiàn)象，導(dǎo)致故障發(fā)生。

3.抽油機(jī)采油常見故障

3.1 社會(huì)需求難以滿足

石油資源開采期間、石油開發(fā)期間，抽油機(jī)采油具有顯著的功能，擁有特色的作用，能夠?qū)⑹驮虚_采質(zhì)量、開采效率提升。開采傳統(tǒng)能源期間，大泵提液應(yīng)用頻次較高，其功能顯著，作用明顯。隨著我國(guó)石油資源開發(fā)力度的提升，政府部門加大了技術(shù)投入，當(dāng)前石油開采內(nèi)，傳統(tǒng)大泵提液技術(shù)無(wú)法滿足所需。開采初期，石油油井較淺，資源儲(chǔ)量豐富，但隨著開采時(shí)間的延長(zhǎng)，原油開采階段油井油壓較高，會(huì)增加石油開采難度、開采危險(xiǎn)系數(shù)。石油企業(yè)需要提升原油開采率（包括暢通率），選擇0.8毫米的抽油泵實(shí)施開采，但開采質(zhì)量與開采速率較低，無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展所需，無(wú)法滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求。為促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的協(xié)同發(fā)展，需要提升石油能源、資源需求量，石油資源日益枯竭、匱乏。傳統(tǒng)抽油機(jī)大泵提液技術(shù)很難滿足時(shí)代發(fā)展所需，無(wú)法適應(yīng)石油開采訴求，石油企業(yè)需要借助運(yùn)行設(shè)備，才可將石油開采效率與質(zhì)量、原油開采效率與質(zhì)量提升。

3.2 設(shè)備腐蝕故障嚴(yán)重

作為石油開采內(nèi)的核心設(shè)備，抽油機(jī)雖說(shuō)具有顯著應(yīng)用價(jià)值，但實(shí)際應(yīng)用伴隨著很多問(wèn)題，可見明顯的腐蝕性故障，會(huì)對(duì)抽油機(jī)的開采質(zhì)量、開采效率造成影響。檢查設(shè)備結(jié)合部位，可見明顯腐蝕。結(jié)合實(shí)踐、理論能夠得知，發(fā)銹的抽油機(jī)設(shè)備、裝置腐蝕因數(shù)為：第一，在開采與開發(fā)石油期間，借助井下作業(yè)形式，能夠?qū)崿F(xiàn)資源全面開采與開發(fā)，基于“井下注水處理環(huán)節(jié)”，在水源的影響下，抽油機(jī)設(shè)備、相關(guān)部件、相關(guān)裝置會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象[3]。第二，我國(guó)油田本身地理環(huán)境特殊，生態(tài)環(huán)境獨(dú)具特色，環(huán)境溫差變化較大，借助抽油機(jī)作業(yè)，石油企業(yè)會(huì)受到晝夜溫差影響，設(shè)備極易被腐蝕。第三，在特定的石油資源開采中，石油企業(yè)多選擇補(bǔ)水酸洗、人工舉升等形式將石油開采效率與開采質(zhì)量提升。在這類方式影響下，會(huì)對(duì)油層表面造成不同程度的損壞，在發(fā)生故障腐蝕后，會(huì)沖擊抽油機(jī)機(jī)械性能，影響抽油機(jī)運(yùn)行。

4.抽油機(jī)采油優(yōu)化措施

4.1 “混相法”處理

混相法技術(shù)為我國(guó)抽油機(jī)開采內(nèi)的核心技術(shù)，是未來(lái)發(fā)展主要方向，實(shí)際應(yīng)用中混相法技術(shù)可將石油開采質(zhì)量、石油開采效率提升，能夠?qū)鹘y(tǒng)開采難點(diǎn)與問(wèn)題解決，確保石油開采科學(xué)、合理。實(shí)際應(yīng)用中，混相法處理技術(shù)設(shè)定的溫度數(shù)值與壓力數(shù)值，決定了石油油層特定作用力，在抽油機(jī)采集石油時(shí)，可分層處理原油，可將石油開采質(zhì)量、開采效率提升，確保油田原油開采穩(wěn)定進(jìn)行。原油資源開采內(nèi)，大泵提液技術(shù)應(yīng)用效果較差，對(duì)比混相法處理技術(shù)應(yīng)用效果差很多。若開采過(guò)程中資源匱乏，應(yīng)用混相法處理技術(shù)也可提升原油開采時(shí)效性，確保原油優(yōu)質(zhì)。比如：混相法技術(shù)、大泵提液技術(shù)，在使用技術(shù)期間，前者的采油率更高，為94.23%，大泵提液技術(shù)開采率為40.55%。

4.2 復(fù)合驅(qū)油處理

目前使用最有效的技術(shù)為復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，該技術(shù)在我國(guó)石油開采內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，應(yīng)用價(jià)值顯著。在實(shí)際使用中，復(fù)合驅(qū)油技術(shù)可結(jié)合其他技術(shù)，在優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)前提下，將驅(qū)油效率與質(zhì)量提升，確保石油開采質(zhì)量，將石油開采質(zhì)量、效率全面提升。依據(jù)既往研究結(jié)果表明可得知，在抽油機(jī)復(fù)合驅(qū)油應(yīng)用期間，聚合物、表面活性劑能夠?qū)⒊橛蜋C(jī)設(shè)備、抽油機(jī)裝置內(nèi)的老化故障、腐蝕故障解決，可提升抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備性能及效率。除此之外，將空氣驅(qū)油技術(shù)納入到混合驅(qū)油技術(shù)內(nèi)，應(yīng)用期間，會(huì)導(dǎo)致驅(qū)油裝置被腐蝕（輕微），通過(guò)添加緩蝕劑，可杜絕腐蝕現(xiàn)象，減少生銹發(fā)生率。

4.3 完善工作機(jī)制

就抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備運(yùn)行內(nèi)的腐蝕故障，企業(yè)要結(jié)合抽油機(jī)腐蝕設(shè)備故障的表現(xiàn)、腐蝕原因、腐蝕形成等，將抽油機(jī)運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行機(jī)制優(yōu)化，規(guī)范井下作業(yè)方式，創(chuàng)新原有開發(fā)舉措等。筆者認(rèn)為可從以下幾點(diǎn)入手：第一，在井下注水處理環(huán)節(jié)中，石油企業(yè)要做好相應(yīng)的防護(hù)，可在水中添加緩蝕劑。第二，依據(jù)油田地理環(huán)境、生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)井下保溫處理，在石油開采內(nèi)強(qiáng)化油井電保溫控制裝置、電伴熱系統(tǒng)的應(yīng)用，將環(huán)境溫度差對(duì)抽油機(jī)設(shè)備的影響降低。第三，針對(duì)作業(yè)環(huán)節(jié)內(nèi)，人工舉升、補(bǔ)水酸洗對(duì)抽油機(jī)設(shè)備的影響，要結(jié)合作業(yè)環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響，鈣化作業(yè)方式，規(guī)范作業(yè)方案，改進(jìn)作業(yè)形式，將設(shè)備完好率全面提升。

5.結(jié)語(yǔ)

總之，我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已進(jìn)入高速發(fā)展期，提升采油效率，保證采油質(zhì)量，已成為油田企業(yè)的首要任務(wù)。機(jī)械采油作為現(xiàn)階段利用率較高的一種采油方式，為使此種采油方式切實(shí)發(fā)揮出效能，企業(yè)應(yīng)對(duì)抽油機(jī)井的日常巡檢管理與維護(hù)工作，予以足夠的重視，確保抽油機(jī)井能夠平穩(wěn)運(yùn)行，進(jìn)而保證采油作業(yè)的順暢進(jìn)行，不僅油田企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，各行各業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展也能得到有力保障。