孫志剛 王志江

【摘要】在措施井、熱采井根據(jù)不同的生產(chǎn)階段頻繁調(diào)整沖次過程中，針對現(xiàn)場使用的電機(jī)拔輪器存在操作費(fèi)力等問題，導(dǎo)致調(diào)整沖次操作耗時(shí)較長易導(dǎo)致砂卡躺井。為達(dá)到縮短調(diào)整沖次耗時(shí)的目的，須從卸皮帶輪這項(xiàng)工序入手，影響卸皮帶輪快慢的關(guān)鍵在于卸皮帶輪所用的工具。決定通過設(shè)計(jì)并研制新型拔輪器來縮短游梁式抽油機(jī)井調(diào)整沖次耗時(shí)，以解決這一問題。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 研制應(yīng)用 拔輪器

在油井生產(chǎn)管理過程中，隨著參數(shù)優(yōu)化調(diào)整力度逐年加大，特別是措施井、熱采井根據(jù)不同的生產(chǎn)階段，需要頻繁調(diào)整沖次。目前，現(xiàn)場使用的電機(jī)拔輪器存在操作費(fèi)力等問題，導(dǎo)致了調(diào)整沖次操作耗時(shí)較長，長時(shí)間停井不但制約了上產(chǎn)工作的提速提效，而且，極易導(dǎo)致砂卡躺井。

一、研究背景分析

勝利油田的油層特點(diǎn)決定了油井生產(chǎn)參數(shù)多為長沖程慢沖次，在日常生產(chǎn)管理中，油井由于生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的變化或者修井作業(yè)后，井場需要對油井調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，現(xiàn)場多以調(diào)整沖次為主，即通過更換不同直徑的電機(jī)皮帶輪達(dá)到改變油井沖次的目的，使抽油機(jī)井在合理的工作制度下生產(chǎn)。

工作中，多次對游梁式抽油機(jī)調(diào)整沖次耗時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在調(diào)整沖次過程中，卸皮帶輪時(shí)間占全部調(diào)整耗時(shí)的67.4%，其它工序時(shí)間合計(jì)占32.6%，所以卸皮帶輪工序是耗時(shí)最長的工序。要達(dá)到縮短調(diào)整沖次耗時(shí)的目的，必須從卸皮帶輪這項(xiàng)工序入手，影響卸皮帶輪快慢的關(guān)鍵在于卸皮帶輪所用的工具。

二、確定研究課題

由于現(xiàn)用拔輪器存在上述缺點(diǎn)導(dǎo)致在日常的沖次調(diào)整過程中，需要耗費(fèi)較多的人力及時(shí)間，因此我們決定通過研制新型拔輪器來縮短游梁式抽油機(jī)井調(diào)整沖次耗時(shí)。

三、研制設(shè)計(jì)方案

1.提出解決方案

經(jīng)過討論，決定先對方案相同部分固定設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，再分別設(shè)計(jì)不同之處，并分別檢驗(yàn)。

2.方案細(xì)化分解

一是絲杠設(shè)計(jì)。共性方案設(shè)計(jì)，決定將拉座、絲桿設(shè)計(jì)固定下來，拔輪器絲杠可以參考分體式材料、規(guī)格，輕量化考慮，選用M36×4×610，右旋梯形螺紋絲桿，參考機(jī)械手冊最小負(fù)荷126kN，滿足現(xiàn)場需要。二是省力軸承設(shè)計(jì)。為增加省力設(shè)計(jì)，引入滾動(dòng)軸承，因純軸向載荷作用時(shí)，必須采用推力軸承，小組成員決定選取單向推力球軸承。查《機(jī)械零部件設(shè)計(jì)》單向推力球軸承51203、51204的基本載荷22.2KN-37.5KN，可以滿足設(shè)計(jì)需要，由絲杠M36×4×610設(shè)計(jì)尺寸決定選取單向推力球軸承51203。三是卡盤和拉臂設(shè)計(jì)。方案采用了卡盤和拉臂分離設(shè)計(jì)，采用卡盤好處在于大面積增加了與皮帶輪的接觸面積，受力均勻，不易損壞皮帶輪。四是承力座設(shè)計(jì)。通過Y型承力座與一字型承力座對比后，決定選用一字型承力座，目的是安裝便捷、簡化操作。五是安全輔件設(shè)計(jì)。從安全角度考慮，決定在爪、拉臂的中部外邊緣造絲，安裝吊環(huán)，通過掛鉤和鎖鏈與電機(jī)頂部相連。為了皮帶輪在操作過程中下滑帶來的危險(xiǎn)，決定將皮帶輪與拔輪器之間增加絲杠護(hù)套及橫向拉桿，兩端通過螺絲調(diào)節(jié)控制松緊度，在后期的現(xiàn)場操作中，增加了橫向拉桿中間圓環(huán)的高度，圓環(huán)內(nèi)外進(jìn)行了圓弧處理，避免了操作中撬杠與絲桿的接觸，實(shí)現(xiàn)防止雙拉臂受力外脹變形、少止旋撬杠與絲杠的摩擦阻力以及保護(hù)絲杠的目的。

四、研制應(yīng)用與效果

1.工具各部件的加工

（1）絲杠。我們對絲杠頂部銑方，采用棘輪扳手為施力工具。其優(yōu)點(diǎn)在于操作更加省力快捷。

（2）省力軸承。省力軸承設(shè)計(jì)，將老式拔輪器的面摩擦改變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。其優(yōu)點(diǎn)是使調(diào)整沖刺操作更加省力，進(jìn)一步減少拔輪過程中的耗時(shí)

（3）卡盤和拉臂。此設(shè)計(jì)是拔輪器與電機(jī)輪子鉤掛方式由點(diǎn)接合到面接合的突破。其優(yōu)點(diǎn)是增大了受力面積，將應(yīng)力分散，避免毀壞輪子，克服了電機(jī)與輪子間隙過小時(shí)，無法使用的問題。

（4）承力座。通過與丫型承力座對比，采用了一字型承力座為新型拔輪器的承力機(jī)構(gòu)，安裝便捷、操作簡單。

（5）安全輔件。一是安全吊鏈。通過安全吊鏈將新型拔輪器與電機(jī)連接在一起后，會(huì)形成一個(gè)組合的整體，皮帶輪即使掉落，也會(huì)被吊鏈掛在懸空處。避免了掉皮帶輪傷人的安全隱患，提高了調(diào)整沖刺工作的安全系數(shù)。

二是拉桿護(hù)套。拉桿將拉臂緊緊地拉在一起，護(hù)套做延長及倒槽處理后，安裝在絲杠中段，兩部件結(jié)合一起，成為止旋撬杠的依托，進(jìn)一步減少摩擦力并可以起到保護(hù)絲杠的作用。

2.現(xiàn)場試驗(yàn)及效果

在12口游梁式抽油機(jī)調(diào)整沖刺工作時(shí)，對研制的新式拔輪器進(jìn)行了現(xiàn)場拔輪試驗(yàn)驗(yàn)證，共計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)12口井次，全部成功。同時(shí)，我們對8口井調(diào)整沖次進(jìn)行驗(yàn)證，平均總耗時(shí)18.3分鐘，其中，卸皮帶輪平均耗時(shí)3.3分鐘，且做到皮帶輪無損傷。

五、結(jié)束語

在措施井、熱采井根據(jù)不同的生產(chǎn)階段頻繁調(diào)整沖次過程中，針對現(xiàn)場使用的電機(jī)拔輪器存在操作費(fèi)力等問題，導(dǎo)致調(diào)整沖次操作耗時(shí)較長易導(dǎo)致砂卡躺井。為達(dá)到縮短調(diào)整沖次耗時(shí)的目的，須從卸皮帶輪這項(xiàng)工序入手，影響卸皮帶輪快慢的關(guān)鍵在于卸皮帶輪所用的工具。本文在研制設(shè)計(jì)方案中，明確了絲杠設(shè)計(jì)，選用M36×4×610，右旋梯形螺紋絲桿。為增加省力設(shè)計(jì)，引入滾動(dòng)軸承，由絲杠M36×4×610設(shè)計(jì)尺寸決定選取單向推力球軸承51203。采用了卡盤和拉臂分離設(shè)計(jì)，增加了與皮帶輪的接觸面積，受力均勻，不易損壞皮帶輪。決定選用一字型承力座，目的是安裝便捷、簡化操作。從安全角度考慮，決定在爪、拉臂的中部外邊緣造絲，安裝吊環(huán)，通過掛鉤和鎖鏈與電機(jī)頂部相連。對工具各部件進(jìn)行加工，進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，取得了較好的效果。

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