劉偉

（中油遼河油田公司曙光采油廠采油作業(yè)二區(qū)，遼寧 盤錦 124109）

目前，各油田使用較多的游梁式抽油機(jī)為6－14型，最常用的是10型機(jī)，游梁式抽油機(jī)的工作原理是將動(dòng)力電動(dòng)機(jī)通過(guò)橡膠帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)減速器，減速后經(jīng)過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)（曲柄、連桿、橫梁和游梁等）把減速器輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成驢頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在驢頭上裝有由吊繩和懸繩器組成的懸掛裝置，帶動(dòng)抽油桿上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，抽油桿再把這個(gè)運(yùn)動(dòng)傳給井下抽油泵的柱塞，柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成提升工作，從而實(shí)現(xiàn)油井地下采油工作。

1 游梁式抽油機(jī)承載懸繩器及毛辮子存在的問(wèn)題

油田普遍使用的各型號(hào)的游梁式抽油機(jī)，其驢頭承載懸掛裝置（懸繩器）是驢頭和抽油桿連接的主要部件，現(xiàn)場(chǎng)使用這種連接方式的毛辮子有缺陷，其一是毛辮子承受力矩全憑兩個(gè)鋅錫錐頭；其二是鋼絲繩錐頭本身就很難用鋅錫合金焊熔接，二者之間很難達(dá)到良好的熔接，使用時(shí)間長(zhǎng)了非常容易發(fā)生錐頭脫落現(xiàn)象；其三是使用周期短易發(fā)生傷人等事故（圖1）。

圖1 懸繩器、毛辮子、抽油桿連接圖

2 明確解決問(wèn)題的方案——研制新型懸繩器

針對(duì)上述問(wèn)題，該作業(yè)區(qū)找出3個(gè)可以選擇解決問(wèn)題的突破口，整理成樹(shù)狀圖（圖2）。

該作業(yè)區(qū)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)懸繩器及毛辮子各方面進(jìn)行了分析、評(píng)估、數(shù)據(jù)計(jì)算，選定研制游梁式抽油機(jī)承重懸繩器及無(wú)接頭毛辮子的研制課題。

圖2 抽油機(jī)承載懸繩器對(duì)策方案樹(shù)圖

3 對(duì)老式懸繩器、毛辮子的使用情況進(jìn)行調(diào)查及分析

對(duì)該作業(yè)區(qū)游梁式抽油機(jī)的懸繩器、毛辮子在2017～2018年使用的情況進(jìn)行了調(diào)查，具體分類見(jiàn)表1。

表1 游梁式抽油機(jī)毛辮子使用周期短、安全系數(shù)低等因素調(diào)查表

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中，作業(yè)區(qū)技術(shù)人員找出了毛辮子本體與錐頭連接脫落的主要原因，并對(duì)圖3中的五條影響因素進(jìn)行了逐條的分析、論證和確認(rèn)。

（1）毛辮子設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理。毛辮子（鋼絲繩）本身就是一種很難用鋅錫合金熔接的材料，鋅錫錐頭和鋼絲繩之間很難達(dá)到良好的熔接，長(zhǎng)時(shí)間在重載荷的使用下非常容易發(fā)生脫落現(xiàn)象。據(jù)2018年度統(tǒng)計(jì)，有81件條在重載荷的力矩下造成鉛堆脫落現(xiàn)象，占60%。

（2）機(jī)加工毛辮子合格率低。該作業(yè)區(qū)在機(jī)加工抽油機(jī)毛辮子時(shí)，部分為非正規(guī)機(jī)加工廠商生產(chǎn)，在生產(chǎn)使用過(guò)程中由于加工毛辮子質(zhì)量不合格，在使用過(guò)程中造成毛辮子斷股、鋅錐頭脫落等，影響正常生產(chǎn)時(shí)率，2018年度統(tǒng)計(jì)有32件條出現(xiàn)了問(wèn)題，占事故的23.7%。

（3）油井出砂結(jié)蠟。由于作業(yè)區(qū)油井的實(shí)際生產(chǎn)制度不合理及地層壓差的變化、油井出砂結(jié)蠟等諸多因素影響，給抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及毛辮子帶來(lái)很大的慣性負(fù)荷，會(huì)造成毛辮子斷股、鋅錐的脫落等情況，影響正常生產(chǎn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年因?yàn)榫?fù)荷增大，未及時(shí)處理，造成毛辮子斷股4臺(tái)次，毛辮子鋅錐頭脫落12臺(tái)次。合計(jì)有16臺(tái)次，占事故的11.9%。

（4）現(xiàn)場(chǎng)操作煩瑣。在油井更換毛辮子時(shí)，利用吊繩將毛辮子提升到抽油機(jī)驢頭部位，操作人員將懸繩器套加在光桿上，受施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的影響，完成此項(xiàng)工作較為煩瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，多人配合安裝，增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（5）員工技術(shù)水平低、操作不當(dāng)。據(jù)2018年的統(tǒng)計(jì)，由于崗位員工技術(shù)水平低，操作方法不當(dāng)造成毛辮子與鋅錐脫落4井次，占2.9%。

圖3 毛辮子與鋅錐連接脫落因果

4 對(duì)策的制定與實(shí)施

（1）針對(duì)毛辮子設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理。研制新型懸繩器（圖4）。

圖4 新研制的懸繩器示意圖

新型抽油機(jī)承載懸掛減震器裝置，毛辮子采用了閉環(huán)連接，在懸繩器底部為平面，左右兩邊為弧型的倒錐形，兩個(gè)弧形側(cè)面和底面上有連通的繩槽，該繩槽在底面上繞過(guò)抽油桿孔，成為一個(gè)“V”形，在繩槽外沿有若干個(gè)銷孔，鑲嵌繩體作用，在懸繩器底部設(shè)有檔板，固定底部螺絲，起到避免繩外串作用。

安裝時(shí)將毛辮子的一處掛在抽油機(jī)的驢頭上，另一處鑲嵌在懸繩器的繩槽中。毛辮子受力均等，其承受力方式為“面”，在懸繩器的上面設(shè)計(jì)安裝了抽油桿減振器，減振器使用的材料為澆注的異丙橡膠，作用是減緩抽油桿上下沖程力矩。

現(xiàn)場(chǎng)使用證明，新型毛辮子和懸掛減振器可靠性高、操作簡(jiǎn)便，只需一人即可操作完成，使用壽命長(zhǎng)、成本低廉，可以更有效的防止抽油桿斷脫、毛辮子斷股等事故的發(fā)生，比原有的懸掛裝置結(jié)構(gòu)好，具有較好的實(shí)用價(jià)值。

（2）針對(duì)產(chǎn)品機(jī)加工合格率低。我們對(duì)作業(yè)區(qū)抽油機(jī)井使用的毛辮子質(zhì)量合格率進(jìn)行了調(diào)查，因?yàn)橘|(zhì)量原因造成毛辮子斷股、鋅錐頭脫落等，對(duì)毛辮子存在的不足進(jìn)行了質(zhì)量調(diào)查。因加工毛辮子質(zhì)量不合格，統(tǒng)計(jì)有32件條，對(duì)不合格產(chǎn)品我們技術(shù)鑒定后進(jìn)行返廠處理，按照我們?cè)O(shè)計(jì)方案進(jìn)行更換新型產(chǎn)品，合格率達(dá)100%。

（3）針對(duì)油井生產(chǎn)出砂、結(jié)蠟、負(fù)荷增大。根據(jù)油井的實(shí)測(cè)負(fù)荷的變化，制定相應(yīng)的整改措施。①調(diào)整油井清防蠟管理制度32井次。②調(diào)整油井生產(chǎn)壓差15井次。③實(shí)施油井壓防措施優(yōu)化設(shè)計(jì)5井次。

通過(guò)以上工作改進(jìn)了油井的生產(chǎn)狀況，降低了油井的負(fù)荷，減少了毛辮子斷脫8井次，節(jié)約毛辮子加工成本0.56萬(wàn)元。

5 應(yīng)用新型懸繩器的效益評(píng)價(jià)

截至2018年12月，作業(yè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)已更換完成100臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果較好，節(jié)約維護(hù)費(fèi)用8萬(wàn)元，應(yīng)用新型產(chǎn)品，提高生產(chǎn)時(shí)率，挽回產(chǎn)量150噸，創(chuàng)效4.09萬(wàn)元，累計(jì)創(chuàng)效12.09萬(wàn)元，達(dá)到了活動(dòng)目標(biāo)的要求。

（1）經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)施前的單井年度維護(hù)費(fèi)用：3條（毛辮子）×500元/條=1500元

實(shí)施后的單井年度維護(hù)費(fèi)用：1條（毛辮子）×700元/條=700元

實(shí)施前年度維護(hù)費(fèi)用：（100井次）=100條×1500元=150000元

實(shí)施后年度維護(hù)費(fèi)用：（100臺(tái)次）=100條×700元=70000元

年度對(duì)比：150000-70000=80000元

實(shí)施前單井更換毛辮子約3小時(shí)，單井平均產(chǎn)量4噸/天，全年平均更換3次，即4/24×3×3=1.5噸，作業(yè)區(qū)更換100 井次，即 100×1.5=150 噸。

技術(shù)創(chuàng)新成果凈現(xiàn)值=（1-30%）×分成系數(shù)×∑｛〔年新增原油產(chǎn)量×（單位原油價(jià)格－單位生產(chǎn)成本）－稅金及附加〕=（1-0.3）×1×150×（750-360）×（1+10%）=40900元。

累計(jì)創(chuàng)效：80000+40900=120900元。

（2）社會(huì)效益。①減少了油井停井時(shí)間，挽回原油產(chǎn)量損失，提高時(shí)率，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。②新型懸繩器結(jié)構(gòu)合理，避免毛辮子脫落事故的發(fā)生，安全性高，提高了員工在井口工作時(shí)的安全系數(shù)。③減小抽油桿工作力矩，減少作業(yè)費(fèi)用，節(jié)省生產(chǎn)成本。