赵磊(中国石油大庆油田有限责任公司第六采油厂第一油矿黑龙江大庆163000)
作者简介:赵磊,男,1989年5月出生,助理工程师,从事设备维修工作。
摘要:游梁式抽油机是重型机械设备,以其性能可靠、结实耐用、结构简单,维修保养方便,适合长期野外工作等特点,为了加强风险防范,提高运行安全性,需要进行故障分析和危害识别从而制定风险控制措施以及故障维修工作,以在提高维修效率的同时,确保施工的安全可靠性。
关键词:抽油机故障分析维修方法
0前言
抽油机是油田应用最广泛,数量最多的机械设备,在采油生产中占有十分重要的地位。由于机械调整及设备检修等活动,会造成部分辅助设备的损坏或失灵,例如刹车失灵、单片悬绳器失效等。刹车失灵如果要停抽油机,切断电源后由于平衡重自由落体作用,抽油机只能停在平衡自然下垂的一个固定位置。有时需要抽油机停在某一固定位置,这时只得采用吊车将平衡块吊到适当位置,如果遇到雨季,路面泥泞,吊车无法驶入井场,抽油机只好停止生产。单片悬绳器失效会造成抽油杆卸载时挡片弹出伤人事故,存在一定安全隐患。
1游梁式抽油机故障种类及原因分析
1.1驴头偏的影响据统计大约有1/7的井由于基础下沉不同程度的造成驴头偏斜,部分油井水泥基础下方整体塌陷达到50-100mm,致使驴头偏斜,造成毛辫子断裂,拉弯光杆等事故,严重影响了抽油设备的正常生产。分析原因如下:
(1)由于地层胶结疏松,而抽油设备长期承受交变载荷运转,产生抽油机基础下沉。
(2)在抽油机的安装操作施工中,吊装游梁不正。
(3)目前在油井作业施工中,基本使用吊车来移动驴头,在复位时容易造成驴头偏移。
1.2曲柄销故障的影响
因曲柄销松脱造成的翻机事故每年都有发生,严重者造成抽油机报废,截止目前此类事故共发生14起。分析原因如下:
(1)曲柄销子在长期运转过程中,受外力的影响,容易造成备帽或冕形螺母松脱。
(2)曲柄销子在更换安装时,销子与衬套锥度配合不当。
(3)销子轴承缺油磨损。
1.3减速箱故障的影响
抽油机减速箱长时间的超期运转,并在传送交变载荷的过程中,齿轮磨损,轴径变细,轴装配间隙变大,轴封漏油等现象频繁发生,严重者齿轮将减速箱体挤裂,致使减速箱报废,造成抽油井停机。分析原因如下:
(1)减速箱齿轮制造质量差或安装不正。
(2)减速箱有串轴现象。
(3)润滑油变质或缺失。
1.4毛辫子断脱的影响
毛辫子断股脱丝现象比较普遍,主要原因是本身制造质量问题,次因时受周围恶劣环境和人为管理问题影响。分析原因如下:
(1)毛辫子钢丝制造和编股质量问题。
(2)毛辫子铅坠与钢丝绳浇铸不牢固。
2抽油机故障维修方法探讨
2.1抽油机刹车失灵治理
抽油机井生产时刹车失灵的现象经常出现,造成刹车失灵的最主要原因有以下三个方面:
一是刹车片磨损严重造成刹车间隙过大;二是刹车毂凸轮轴锈死;三是减速箱输入轴漏油严重导致刹车失灵。
2.1.1刹车行程的改进
主要针对刹车片磨损严重的井。随着抽油机的生产,刹车片逐步被磨薄,刹车不好用对油井施工、测试影响较大。在调整刹车行程过程中,如果刹车杆调到位了仍有部分的井由于刹车片间隙大存在刹不住的现象,这时需要更换刹车片,我们在修理刹车过程中对刹车毂部位进行了改进,达到不换刹车片又使刹车做到灵活好用,起到延长刹车使用寿命的目的。
油田抽油机普遍应用的刹车有两种:外抱式和内胀式。针对上述两种刹车用不同的方法进行改进:
外抱式:将6mm厚钢板作成“n”型,加在连杆端与刹车片座中间,用以加长连杆行程,使弹簧压缩距离更小从而进行刹车;
内胀式:将2mm厚钢板分成2块分别包在凸轮处刹车毂的两端,当连杆连着凸轮运动时,刹车毂从里向外增大行程进行刹车,如果距离不够可以在中间缝隙中增加垫片。此方法在修复刹车过程共在6口井上得到应用,避免因刹车间隙大而更换新的刹车片,提高刹车的使用寿命,应用后刹车达到灵活好用,起到安全操作的目的。
2.1.2抽油机刹车防锈死
在抽油机的日常工作中,刹车的使用频率不高,刹车长时间不活动容易导致凸轮轴锈死,尤其雨季更为严重。刹车凸轮轴锈死也是导致刹车失灵的主要原因。因此我们在刹车端盖靠近凸轮轴处轴承套上钻眼攻扣,安装黄油嘴,平时维修保养时在此处加黄油让刹车轴部位得到充分的润滑,保证刹车轴不上锈,做到抽油机井刹车灵活好用。
2.1.3输入轴漏油导致刹车失灵的治理
减速箱输入轴漏油严重,造成刹车片摩擦系数小也会导致刹车失灵,主要原因是密封的垫圈损坏,解决的方法是将端盖与减速箱体连接处破损的垫子取下,将两端面清理干净,换上新的石棉垫子,使减速箱输入轴重新密封做到不渗不漏。
2.2单片悬绳器的改进
抽油机井在生产过程中,由于各种原因导致部分井使用单片悬绳器,单片悬绳器正面有利用2个螺丝固定的挡片,由于间隙大受力不均起不到扶正的作用,对于负荷大的抽油机会发生螺丝杆撸断挡片弹出现象,造成悬绳器失效。对于测功图卸载操作时更易弹出伤人,发生安全事故。利用原有的挡片进行改进,达到防止悬绳器失效,节约成本投入,消除安全隐患的目的。
2.2.1单片开口悬绳器杆扶正方法
将单片悬绳器挡片卸下,在其内侧规范的横焊三根6分或1寸管头,然后再把已焊好的挡片装好复位,这样改制后缩小了单片悬绳器的光杆孔径,束缚光杆保持对中,使光杆卸载时受力均匀,操作平稳。
2.2.2单片悬绳器固定挡片
利用废旧方卡子焊在原有挡片上,改造成单片悬绳器固定挡片,然后将抽油机停机卸载后,将悬绳器固定挡片重新安装在悬绳器上,紧固牢靠;安装后不仅能防止挡片在卸载时发生弹出的问题,而且长时间使用不会发生变形,起到扶正光杆的作用。单片悬绳器固定挡片的使用可以杜绝挡片卸载时弹出伤人事故,因此它的使用所产生的社会效益是无法估量的。
2.3抽油机曲柄销和减速箱维修
抽油机长期在野外连续工作,对机器的耐用性要求较高。适当的故障维修及处理方法,可以延长抽油机的使用寿命,提高工作效率。比较常见的两种有:
2.3.1曲柄销
从抽油机大型事故统计来看,曲柄销断裂的事故概率较高,曲柄销是用来链接曲柄和连杆以传递动力和运动的,它同时受到曲柄锥套的连接力和连杆的拉力。其失效形式也包括脱扣、磨损等。
维修方法:提前采取相应的预防措施以减少故障的发生,如提高曲柄销和锥套的质量,增加曲柄销月垫片之间的接触面积,在组装曲柄销时注意螺纹的旋向正确与否等。故障发生后,首先要对故障发生的原因进行准确判断,在检查时需注意抽油机的剪刀差,纵向及横向的水平率,连杆的长度,或是冲程孔内是否存在杂质等细节。对于存在问题的项目逐个进行改造,使其严格符合规定。
2.3.2抽油机减速箱
减速箱是抽油机作业中传动系统的主要组成部分,需要承受较大的负荷,最常见的问题是减速箱的润滑油渗漏。在日常工作中认真检查减速箱润滑油的油量是否达到标准和油质的好坏,发现润滑油变质或缺失的,立即按时按量加足,变质润滑油由专业人员抽出后,对减速箱进行清洗,然后加入合格润滑油。
维修方法:针对轴承端盖和箱体之间过于紧密结合而造成的泄漏,应制作专门的石棉垫工具,并将其毛边适当修整,同时清理干净箱体与端盖的接触部分,确保油孔对齐。当轴套与端盖处发生泄漏的时,则先检查回油孔状态,将其疏通,严重时则要更换密封装置。若是由于减速箱上下箱体之间的密封松紧度问题而造成的渗漏,要用对称紧固的方法做出相应处理。
3结论
通过上述几种方法的现场应用,对抽油机一些设备部件的改进,提高了设备的利用率,提高了员工操作的安全性。要提前准备,及早维修,减少不必要的维修时间,有效地提高采油时率。通过实施更换减速箱,调整抽油机平衡,合理匹配抽油机等措施后,取得了良好的效果。
参考文献
[1]陈琴抽油机减速器常见故障诊断《机械设计与制造》2005第12期
[2]丛峰浅析游梁式抽油机故障及解决方法《中国设备工程》2009第6期