范曉龍

（大慶石油管理局有限公司裝備制造分公司抽油機(jī)制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

機(jī)械式采油始終是油氣開(kāi)采的主要方式，所以對(duì)抽油機(jī)的需求量較大。而游梁式抽油機(jī)的應(yīng)用相對(duì)廣泛，主要包括曲柄裝置、橫梁、驢頭、支架以及連桿等，而絕大多數(shù)的結(jié)構(gòu)都要求焊接來(lái)完成。所以說(shuō)，焊接質(zhì)量與抽油機(jī)工作的質(zhì)量以及實(shí)際采油量之間存在緊密的聯(lián)系。必須要全面優(yōu)化游梁式抽油機(jī)的焊接質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接的問(wèn)題，采取必要的改進(jìn)措施。由此可見(jiàn)，深入研究并分析游梁式抽油機(jī)焊接過(guò)程中的問(wèn)題與措施具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 游梁式抽油機(jī)的概述

游梁式抽油機(jī)也稱(chēng)為驢頭抽油機(jī)，主要的組成結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、游梁、支架、驢頭以及連桿等。在游梁式抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)驢頭并完成上下運(yùn)動(dòng)，在光桿與抽油桿的帶動(dòng)作用下，使活塞不斷運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到抽油作用。一般來(lái)講，游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，而且可靠性較強(qiáng)，維修相對(duì)便利，所以被廣泛應(yīng)用在油田開(kāi)采的實(shí)踐中。因?yàn)橛瘟菏匠橛蜋C(jī)結(jié)構(gòu)合理且工作噪音不大，實(shí)際操作也相對(duì)便捷，驢頭一般選擇工字結(jié)構(gòu)亦或是箱式結(jié)構(gòu)，其材料選擇鋼材料，承載能力較強(qiáng)。游梁式抽油機(jī)的工作形式有3 種，即上翻、下掛與側(cè)轉(zhuǎn)，在剎車(chē)方面則以外抱式為主，實(shí)際操作較為靈活，且具有較高的安全性。而底座的連接則選用壓杠亦或是地腳螺栓，牢固性較強(qiáng)。

2 游梁式抽油機(jī)的焊接工藝闡釋

在游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)中，驢頭的主要作用就是對(duì)抽油機(jī)懸繩進(jìn)行支撐并保證負(fù)荷的有效提升，以扁箱型為主要結(jié)構(gòu)形式，而且由驢頭兩側(cè)支撐板承受主力。在實(shí)際焊接的過(guò)程中，要求焊縫沒(méi)有細(xì)小裂縫，以免出現(xiàn)極強(qiáng)的破壞力。在焊接驢頭的時(shí)候，也要盡量規(guī)避焊接的變形問(wèn)題，優(yōu)先完成內(nèi)置加強(qiáng)板的焊接作業(yè)，隨后對(duì)不同類(lèi)型的角焊縫進(jìn)行焊接。

游梁屬于杠桿構(gòu)建，其剛度與強(qiáng)度要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。一般來(lái)講，大型游梁式抽油機(jī)會(huì)選擇箱梁式結(jié)構(gòu)，而中小型游梁式抽油機(jī)則會(huì)選用工字型梁，在實(shí)際焊接的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)有效規(guī)避扭曲變形亦或是波浪的問(wèn)題發(fā)生，并對(duì)手工封底焊縫焊接電流加以控制，保證能夠兩側(cè)同步進(jìn)行焊接。

連桿的組成包括上下接頭與管件，且精準(zhǔn)度與形位都要滿足要求。如果連桿較為單薄，就必須要重視其彎曲度與拉伸強(qiáng)度，這同樣也是交變載荷的重點(diǎn)所在。在實(shí)際的焊接方面，可以通過(guò)定位裝配方法的應(yīng)用直接進(jìn)行焊接，并隨后將殘余焊接應(yīng)力消除。

橫梁則選用箱形梁亦或是工字梁，使得形位公差與精度達(dá)標(biāo)。與此同時(shí)，借助機(jī)加方法，確保連桿銷(xiāo)孔與橫梁的上平面處于水平狀態(tài)，處于相同軸面。

底座的主要功能就是對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行支撐，選擇工字梁完成焊接，以達(dá)到減速器箱體支撐的目標(biāo)。因底座底部長(zhǎng)窄，所以在焊接的過(guò)程中，若出現(xiàn)扭曲亦或是變形的情況，必然會(huì)對(duì)抽油機(jī)的裝配產(chǎn)生不利影響。在這種情況下，應(yīng)確保底座與箱體處于平衡狀態(tài)，在焊接的時(shí)候選擇胎夾具裝配的方法。

支架對(duì)于抽油機(jī)而言，同樣發(fā)揮著支撐與定位的功用，要求借助手工電弧焊的方式，使得強(qiáng)度與剛度能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 游梁式抽油機(jī)焊接過(guò)程中的問(wèn)題和措施研究

為確保游梁式抽油機(jī)運(yùn)行的安全性與可靠性，就必須要正確認(rèn)知焊接過(guò)程中的問(wèn)題。為此，下文將從游梁式抽油焊接過(guò)程中的裂紋問(wèn)題與變形問(wèn)題兩方面展開(kāi)重點(diǎn)研究。

3.1 裂紋方面

在游梁式抽油機(jī)實(shí)際焊接的過(guò)程中，裂紋的發(fā)生幾率較高，特別是在融合線的位置，使得焊縫位置的開(kāi)裂程度增加。而在完成焊接作業(yè)后的若干小時(shí)內(nèi)，就會(huì)形成脆性斷口，這是冷裂紋。而主要原因就是在形成階段會(huì)受到拘束應(yīng)力、淬硬性以及氫氣因素的影響，也就是說(shuō)，鋼的淬硬性會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而形成淬硬組織，無(wú)法滿足開(kāi)裂需求。但最主要的仍然是焊接過(guò)程中的拘束應(yīng)力與氫氣。針對(duì)焊縫當(dāng)中的氫，則是通過(guò)氫擴(kuò)散的原理而形成，其來(lái)源則是焊接材料內(nèi)部所含的鐵銹、水分、油氣以及空氣水分等。對(duì)于拘束應(yīng)力來(lái)講，則是在懸繩器焊接的過(guò)程中，對(duì)角焊縫進(jìn)行優(yōu)先焊接，隨后對(duì)搭接焊縫進(jìn)行焊接，所以拘束度會(huì)不斷增加。加之加熱與冷卻的均勻性不強(qiáng)，所以在實(shí)際焊接的過(guò)程中，參與應(yīng)力較大。另外，在鑄造階段，受鑄鋼液流動(dòng)性不理想因素的影響，在完成澆筑以后會(huì)形成收縮性，所以要在熱處理的基礎(chǔ)上將殘余應(yīng)力消除。因?yàn)楹附悠陂g，鑄造殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力合成，所以焊縫位置會(huì)形成拘束應(yīng)力。一旦焊趾位置應(yīng)力超過(guò)平均約束應(yīng)力，很容易出現(xiàn)冷裂紋。在此基礎(chǔ)上，也會(huì)受熱處理、材料成分以及焊接工藝等諸多因素的影響，所以要強(qiáng)化各方面技術(shù)水平，不斷優(yōu)化游梁式抽油機(jī)的焊接工藝水平，降低裂紋問(wèn)題的發(fā)生幾率。

3.2 變形方面

游梁是游梁式抽油機(jī)的重要組成結(jié)構(gòu)，以下將箱形梁作為主要的研究案例展開(kāi)研究。在焊接游梁的時(shí)候，焊縫與焊角的發(fā)生幾率會(huì)明顯增加，而焊接所引發(fā)的變形問(wèn)題，在控制方面難度較大。另外，箱體內(nèi)部空間內(nèi)，矯正變形也相對(duì)困難。究其原因，箱體內(nèi)部的筋板結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所以在焊接的過(guò)程中，若焊縫的焊接效果缺乏均勻性，很容易導(dǎo)致游梁出現(xiàn)扭曲的問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)一系列的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)整體效果產(chǎn)生不利的影響。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)有效處理筋板以后才能夠落實(shí)焊接作業(yè)，完成筋板分段后，再進(jìn)行焊接操作。這樣一來(lái)，即可對(duì)焊接的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)合理地控制，降低鋼材發(fā)生扭曲與變形的幾率。另外，可以盡量降低腹板焊接的壓應(yīng)力，規(guī)避發(fā)生筋板焊縫角變形的現(xiàn)象，同時(shí)焊接縱角的焊縫，以實(shí)現(xiàn)焊接速度的控制與熱輸入的控制，不斷提高焊接的質(zhì)量與效果，使得變形的幾率下降。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，游梁式抽油機(jī)在油田開(kāi)采中的重要性十分明顯，特別是在油田生產(chǎn)方面，其作用不容小覷。但是，游梁式抽油機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，在各部件生產(chǎn)中都要確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)，才能夠使得油氣的開(kāi)采質(zhì)量與效率不斷提升。在游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)中，主要包括了支架、橫梁、驢頭、游梁以及連桿等，對(duì)焊接工作的要求相對(duì)較高，只有保證焊接工作的質(zhì)量，才能夠提高各個(gè)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量。在上文中，對(duì)游梁式抽油機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的焊接工藝進(jìn)行了分析，并結(jié)合不同工藝的焊接問(wèn)題，科學(xué)合理地采取了解決的對(duì)策。