崔朋偉

（中石化西北油田分公司，新疆烏魯木齊 830011）

C Y J Q 1 4-5-7 3 H YⅡ型抽油機的安全分析與計算

崔朋偉

（中石化西北油田分公司，新疆烏魯木齊 830011）

塔河油田為提高井控能力，陸續(xù)將250型常規(guī)井口（25MPa）更換為350型高壓井口（35MPa），采油樹高度增加，以加高基礎的方式解決防撞距的問題，為實現(xiàn)安全生產，需對抽油機進行安全分析與計算，以確定基礎的高度。

抽油機；基礎加高；安全分析與計算

CYJQ14-5-73HYⅡ型調徑變矩抽油機是塔河油田的主力機型，廣泛用于油田的稀油、稠油開采。從2012年開始，為適應注采工藝要求，提高設備的安全性，對于在用的以及后續(xù)投產的14型抽油機，陸續(xù)將250型常規(guī)井口（25MPa）更換為350型高壓井口（35MPa），更換后采油樹高度增加，而抽油機懸繩長度能夠縮短的量較小，為解決防撞距的問題，采取了加高抽油機基礎的方式。我們對此進行了校核計算，以確定抽油機基礎的高度。

1 安全分析和計算

1.1 風險因素

考慮到塔河區(qū)域內影響抽油機的主要安全因素是風力，因此本文只對風力的影響進行分析。

1.2 等效風壓的分析和計算

等效風壓WZ的計算公式：

式中：βZ—風振系數，查《高層建筑抗風抗震設計計算》，取βZ=1.27；

μZ—風壓高度變化系數；

μS—風壓體型系數，見表1；

塔河油田采油區(qū)塊的地貌為房屋比較稀疏的戈壁，屬于B類；

塔河油田每個井場只安裝1臺抽油機，CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機側面迎風面寬度B為9.2m，風向與抽油機側面夾角θ取80°，查表1中取μS=1.0。

表1 風壓體型系數表

風速隨離地面的高度增加而增大，塔河油田抽油機基本安裝在地面上，不需要增加風壓高度變化修正系數，B類地貌風壓高度變化系數μZ按下式計算：

式中：Z—抽油機迎風面最大高度，Z取10m；

λ—風壓高度變化修正系數，根據新疆地區(qū)塔河油田情況，λ取1.0；

等效風壓WZ：

1.3 CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機側面受風傾翻力矩的分析計算

CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機屬調徑變矩系列抽油機，結構形式如圖1所示，抽油機側面受風壓WZ產生風載荷F風，F(xiàn)風使抽油機產生以底座最外端O點為鉸支點的傾翻力矩M側翻，同時抽油機的自重也產生了以O點為鉸支點的抗翻力矩M抗。

風載荷Fi使抽油機產生的傾翻力矩Mi按下式計算i：

式中：Si—抽油機機組各配件的有效迎風面積（m2）；

Li—機組各配件的有效力臂（m）；

圖1 CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機各配件和傾翻力矩圖

1.4 CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機抗傾翻力矩計算

抽油機抗傾翻力矩：M抗=μL（G+W） （4）

其中：G—抽油機最大自重（含基礎），G=680 kN；

W—額定懸點載荷，W=140 kN；

L—抽油機重心力臂，L=1.2m；

μ—抽油機自重修正系數；抽油機生產懸點載荷一般不到額定值，游梁配重塊無需加滿，并綜合考慮制造偏差和安裝水平等因素，取μ=0.65。

抽油機抗傾翻力矩M抗：

空載荷狀態(tài)：M抗1=μLG=0.65×1.2×680=530kN·m

帶載荷狀態(tài)：M抗2=μL（G+W）=0.65×1.2×（680+140）=639.6kN·m

1.5 側面受風抗傾翻安全系數n的計算

2 應用結果

自2008—2012年開始已在新疆塔河油田各區(qū)塊安裝使用14型游梁式抽油機共150臺，經過四年使用，沒有發(fā)生大風造成抽油機基礎松動或傾翻的事故。

3 結論

抽油機在野外使用且考慮新疆地區(qū)風力情況，在設計和安裝使用時要充分考慮風力所造成的影響。CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機通過理論計算和現(xiàn)場使用得出以下幾方面結論和認識：1）從分析計算結果可見，抽油機基礎高度增加到1.2m，具有抗100a一遇大風（11級）的能力，既滿足現(xiàn)場生產需求，又能符合風力影響的需要。

2）建議油田在井場安裝抽油機時，考慮當地的風向，順風安裝，降低風載荷對機組本身的影響。

3）嚴格控制抽油機基礎水平度及平整度，防止抽油機安裝后長期處于傾斜狀態(tài)。

[1] 高長樂，董宏宇.調徑變矩節(jié)能抽油機平衡方案研究[J].石油機械，2002，（11）：40-42.

S a f e t y A n a l y s i s a n d C a l c u l a t i o n o f C Y J Q 1 4-5-7 3 H Y Ⅱ P u mp i n g U n i t

Cui Peng-wei

In order to improve the well control capacity，the Tahe oil fi eld is replaced by the type 250 conventional wellhead（25MPa）into the 350 high pressure wellhead（35MPa），the height of the tree is increased，and the anti-collision distance is solved by adding the foundation method.To achieve safe production，the need for safety analysis and calculation of the pumping unit to determine the basis of the height.

pumping unit；foundation heightening；safety analysis and calculation

TE933.1

B

1003-6490（2017）08-0045-02