何健

（大慶油田裝備制造集團(tuán)采油裝備制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

在油井采油過程中，有超過90%的油井所應(yīng)用的都是游梁式抽油機(jī)。在游梁抽油機(jī)中，主要包括電動(dòng)機(jī)、減速器、電控箱、游梁等。抽油機(jī)中的重要?jiǎng)恿碓礊殡妱?dòng)機(jī)，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)變速，最后將動(dòng)力傳送到抽油泵中開展抽油工作，對(duì)井下儲(chǔ)存油藏的開采工作進(jìn)行優(yōu)化。但是，由于抽油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的戶外作業(yè)，受到烈日、嚴(yán)寒和風(fēng)沙等諸多環(huán)境因素的影響，抽油機(jī)連桿可能出現(xiàn)異響，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障。所以相關(guān)企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)游梁式抽油機(jī)連桿異響的重視，對(duì)于其中存在的問題進(jìn)行分析，并提出有效解決策略。

1 游梁式抽油機(jī)工作原理

游梁式抽油機(jī)也可以稱為游梁式曲柄平衡抽油機(jī)或者梁式抽油機(jī)，其中主要包括連桿、曲柄、驢頭、減速箱、游梁、電機(jī)、輔助設(shè)備和配電箱等諸多內(nèi)容。在實(shí)際運(yùn)行過程中，通過曲柄桿機(jī)構(gòu)和變速箱能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)轶H頭的上下運(yùn)動(dòng)，驢頭經(jīng)過抽油桿和光桿能夠帶動(dòng)抽油泵的柱塞開展上下活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)有效抽油。游梁式抽油機(jī)的特點(diǎn)包括以下幾方面：（1）游梁式抽油機(jī)的整體結(jié)構(gòu)較為合理，而且在運(yùn)行過程中噪音較小，工作穩(wěn)定，操作和維護(hù)都相對(duì)簡(jiǎn)單。（2）在對(duì)游梁式抽油機(jī)選擇時(shí)，工字鋼結(jié)構(gòu)和箱式結(jié)構(gòu)較為常見，這兩種類型的抽油機(jī)剛性較高、強(qiáng)度較高，而且具有較強(qiáng)的承載能力。（3）其中減速器應(yīng)用的是雙圓弧齒形齒輪或者人性漸開線，加工精確度較高，承載能力極強(qiáng)，能夠延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。（4）驢頭在應(yīng)用過程中主要采用側(cè)轉(zhuǎn)、上掛和上翻等形式。（5）剎車所應(yīng)用的是外抱式結(jié)構(gòu)，其中應(yīng)用了保險(xiǎn)裝置，而且制動(dòng)迅速、操作靈活，而且在應(yīng)用過程中具有安全性和可靠性。（6）在對(duì)底座進(jìn)行安裝時(shí)主要采用的是壓杠連接和地腳螺栓連接兩種方法。

游梁式抽油機(jī)主要可以分為兩組類型，分別為常規(guī)游梁式抽油機(jī)和異形游梁式抽油機(jī)。其中常規(guī)游梁式抽油機(jī)屬于四連桿結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)與天平相似，兩端分別為平衡配重載荷和抽油載荷。對(duì)于支架來說如果平衡載荷與抽油載荷所形成的扭矩變化基本相似，那么，在實(shí)際應(yīng)用過程中只需要應(yīng)用較小的動(dòng)力就能夠使抽油機(jī)維持穩(wěn)定工作。異形游梁式抽油機(jī)中主要包括彎游梁抽油機(jī)和雙驢頭抽油機(jī)等。異形抽油機(jī)主要是以常規(guī)的抽油機(jī)為基礎(chǔ)所制造的新型機(jī)械，在這一機(jī)械結(jié)構(gòu)中，游梁后臂為變徑圓弧狀結(jié)構(gòu)，橫梁和游梁之間所應(yīng)用的是柔性件連接結(jié)構(gòu)，不僅具有常規(guī)游梁式抽油機(jī)耐用、簡(jiǎn)單和牢靠等特點(diǎn)，同時(shí)在性能方面還具有節(jié)能特點(diǎn)。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然存在諸多影響因素，會(huì)對(duì)游梁式抽油機(jī)的整體性能造成影響，抽油機(jī)異響統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 常規(guī)游梁式抽油機(jī)

2 曲柄銷異響原因和解決策略

2.1 原因分析

游梁式抽油機(jī)中最常見的異響就是曲柄銷處異響，而且大多會(huì)發(fā)生在新安裝的抽油機(jī)上。在工程中所應(yīng)用的通常為雙驢頭抽油機(jī)和彎游梁抽油機(jī)。新投產(chǎn)的彎游梁抽油機(jī)中，經(jīng)常出現(xiàn)曲柄銷異響情況，大部分新投產(chǎn)的抽油機(jī)都是由第三方單位所生產(chǎn)和安裝的，所以在安裝過程中可能存在曲柄銷螺母沒有擰緊的情況，導(dǎo)致抽油機(jī)在實(shí)際應(yīng)用和運(yùn)行過程中出現(xiàn)異響。雙驢頭型抽油機(jī)產(chǎn)生異響通常都是在抽油機(jī)應(yīng)用一段時(shí)間以后，發(fā)生異響的主要原因就是后驢頭和雙驢頭型抽油機(jī)之間應(yīng)用鋼絲繩進(jìn)行軟連接，雙驢頭型抽油機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中，要比彎游梁抽油機(jī)的受力更加均勻，在方向轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)中所受的沖擊力相對(duì)較小。

2.2 解決策略

彎游梁抽油機(jī)如果處于新安裝狀態(tài)，那么，在應(yīng)用前需要對(duì)機(jī)械進(jìn)行詳細(xì)檢查，了解曲柄銷螺母是否擰緊，如果存在沒有擰緊的情況，需要對(duì)螺母進(jìn)行拆卸，然后用力砸緊曲柄銷，通常情況下，螺母需要旋進(jìn)270°左右，然后安裝螺母，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，能夠?qū)澯瘟撼橛蜋C(jī)曲柄銷當(dāng)中存在的異響進(jìn)行有效解決。如果經(jīng)過處理以后彎游梁抽油機(jī)曲柄銷仍然存在異響，那么可能是由于曲柄銷存在滾鍵的情況，或者曲柄銷內(nèi)部的軸套出現(xiàn)損壞，在這樣的情況下，就需要對(duì)曲柄銷進(jìn)行更換，才能夠有效解決異響問題。

3 橫梁銷軸和尾軸異響原因和解決策略

3.1 原因分析

橫梁銷軸產(chǎn)生異響的主要原因?yàn)槌橛蜋C(jī)不平衡或者潤(rùn)滑油不足，在方向轉(zhuǎn)換過程中，連桿小頭所承受的力突然增大，從而產(chǎn)生異響，異響通常多發(fā)于驢頭位置，也通常發(fā)生在下沖程與上沖程之間過渡的位置。如果游梁式抽油機(jī)尾軸出現(xiàn)異響，通常會(huì)伴隨橫梁銷軸異響共同出現(xiàn)，造成這一情況的原因主要有兩種，第一種情況是，抽油機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡的情況，第二種情況是尾軸座螺栓未擰緊，從而在抽油機(jī)轉(zhuǎn)換方向時(shí)發(fā)生響聲。如果游梁式抽油機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異響的情況，必須及時(shí)解決，避免對(duì)油田的開采和生產(chǎn)造成不良影響。

3.2 解決策略

在對(duì)游梁式抽油煙機(jī)進(jìn)行檢查過程中，需要加強(qiáng)對(duì)所有連接部位的檢查，檢測(cè)螺栓是否擰緊，如果存在沒有擰緊的情況，應(yīng)該用扳手進(jìn)行及時(shí)解決。還需要針對(duì)游梁式抽油機(jī)中需要潤(rùn)滑的位置，加入適量的潤(rùn)滑油，然后開啟抽油機(jī)，如果異響消失則表明，沒有其他的原因?qū)е挛草S異響和橫梁消軸異響。如果抽油機(jī)開啟以后仍然存在異響，那么可能是由于抽油機(jī)在應(yīng)用過程中存在不平衡的情況所導(dǎo)致的，此時(shí)可以應(yīng)用電流法，對(duì)抽油機(jī)的平衡情況進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)抽油機(jī)的平衡進(jìn)行適當(dāng)增減和調(diào)整，通過這些方法可以對(duì)游梁式抽油機(jī)中，尾軸異響問題和橫梁銷軸異響問題進(jìn)行有效解決。

4 減速器異響原因和解決策略

4.1 原因分析

（1）齒輪打齒。在抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中，三大軸的齒輪部分是減速器中最重要的部位，能夠有效起到減速作用。齒輪在實(shí)際運(yùn)行和轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，應(yīng)用齒間嚙合作用能夠使抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)動(dòng)。在齒輪相互作用和接觸過程中，無法避免地發(fā)生接觸和摩擦。游梁式抽油機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，可能存在齒輪表面磨損、齒輪斷齒、齒輪接觸疲勞等情況，所以，齒輪打齒可能會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生異響。

（2）減速器串軸。在減速器運(yùn)行過程中，大部分的傳動(dòng)件都需要依賴軸類零件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而且在運(yùn)動(dòng)過程中，需要通過軸承進(jìn)行載荷。游梁式抽油機(jī)，在實(shí)際運(yùn)行過程中受力相對(duì)較大，可能會(huì)導(dǎo)致軸體與固有的位置發(fā)生偏離，從而產(chǎn)生串軸的情況。當(dāng)前所應(yīng)用的抽油機(jī)，大部分的齒輪設(shè)計(jì)都是以多路分配載荷為主，人字齒結(jié)構(gòu)是齒形形狀中的主要結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的輸出軸需要通過軸承對(duì)中心線方向進(jìn)行明確定位，在輸出軸上，沿中心線不會(huì)對(duì)軸承的使用情況產(chǎn)生限制。所以，減速器串軸可能導(dǎo)致抽油機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)異響。

（3）軸承損壞。在減速器中對(duì)軸承進(jìn)行合理的應(yīng)用，能夠?qū)C(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行承載，能夠有效降低運(yùn)動(dòng)過程中，通過接觸所產(chǎn)生的摩擦作用。輸出軸通過長(zhǎng)期運(yùn)行，受力狀況發(fā)生變化，在交替過程中會(huì)增加軸承的損壞程度。通過肉眼就能夠發(fā)現(xiàn)軸承存在不同程度的損壞。所以減速器軸承損壞可能會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)出現(xiàn)異響。

（4）抽油機(jī)嚴(yán)重不平衡。抽油機(jī)在運(yùn)行過程中如果存在不平衡的情況，可能會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)產(chǎn)生異響，這種情況通常發(fā)生在抽油機(jī)轉(zhuǎn)換方向時(shí)，能夠聽到抽油機(jī)出現(xiàn)“咯噔”響聲。抽井剛開始操作時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)減速機(jī)異響的情況，在工作一段時(shí)間以后異響會(huì)消失，這一情況出現(xiàn)最主要的原因是井下負(fù)荷較大，抽油機(jī)剛進(jìn)入時(shí)，可能導(dǎo)致抽油機(jī)出現(xiàn)不平衡的情況。抽油機(jī)對(duì)井下的液體進(jìn)行持續(xù)抽取，可能會(huì)出現(xiàn)井下供液不足的情況，降低井下荷載，使抽油機(jī)逐漸恢復(fù)平衡狀態(tài)，從而使減速器異響問題得到解決。

4.2 解決策略

針對(duì)齒輪打齒、軸承破損和串軸等情況進(jìn)行分析和檢查，需要打開減速器進(jìn)行檢測(cè)和確認(rèn)，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的維修工作，對(duì)于間抽井需要合理調(diào)整抽啟停機(jī)時(shí)間，如果磨損情況不嚴(yán)重可以定期加注機(jī)械油，在實(shí)際加注過程中，要使油面在中間齒以上10cm 左右，同時(shí)，回油槽要維持暢通的狀態(tài)。如果存在磨損較為嚴(yán)重的情況，需要及時(shí)進(jìn)行更換齒輪。如果竄軸量過大，則表明齒輪磨損，兩齒輪之間如果存在間隙過大的情況，就需要對(duì)減速箱進(jìn)行更換，避免造成較嚴(yán)重的影響，確保抽油機(jī)能夠維持平衡穩(wěn)定狀態(tài)，也避免造成較大的損失。

5 游梁中尾座異響的原因和解決策略

5.1 原因分析

游梁中座可能出現(xiàn)中央軸承損壞的情況?？赡苡捎谌庇突蛘邼?rùn)滑不足的情況，從而造成軸承損壞，游梁傾斜，如果對(duì)這些問題沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過長(zhǎng)期運(yùn)行，可能會(huì)造成更加嚴(yán)重的損壞和損失，還可能會(huì)導(dǎo)致游梁變形。而且如果中央軸承座的前后位置存在頂絲未頂緊的情況，那么，抽油機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中可能會(huì)導(dǎo)致游梁發(fā)生偏移，從而出現(xiàn)異響，如果對(duì)這一問題不及時(shí)進(jìn)行處理，還有可能會(huì)發(fā)生中座固定螺栓斷裂的情況，出現(xiàn)翻機(jī)的情況。如果游梁安裝位置不準(zhǔn)確，也可能產(chǎn)生異響。例如，對(duì)抽油機(jī)工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整過程中存在操作不當(dāng)?shù)那闆r，可能會(huì)導(dǎo)致四連桿機(jī)構(gòu)和游梁之間出現(xiàn)形變。

5.2 解決策略

如果發(fā)現(xiàn)軸承中存在異響，可以先將潤(rùn)滑劑加入其中，然后開啟抽油機(jī)。此時(shí)，如果異響仍未消失，可以進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。對(duì)中座部位的螺栓和頂絲進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的情況，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行緊固，避免出現(xiàn)翻機(jī)的情況。如果在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)軸承損壞，應(yīng)該及時(shí)更換，提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，提高整體經(jīng)濟(jì)效益。

6 抽油機(jī)橫梁和連桿整體更換步驟

做好前期拆卸準(zhǔn)備工作，安裝相應(yīng)規(guī)定和流程進(jìn)行停機(jī)處理，并將其停放到相應(yīng)位置，切斷電源，拉緊手剎，掛好減速器制動(dòng)板。用方卡子對(duì)盤根盒進(jìn)行卡死，然后送來剎車，最后將驢頭負(fù)荷卸下。通過應(yīng)用游梁支撐裝置能夠?qū)χ伍L(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，有效承載游梁以上部分。應(yīng)用吊車對(duì)橫梁總成進(jìn)行固定，拆卸游梁和尾軸承之間的了解螺栓，對(duì)連桿和橫梁進(jìn)行拆卸，為后續(xù)的更換工作提供便利。然后，做好橫梁和連桿之間連桿銷軸的更換工作，對(duì)連接螺栓進(jìn)行緊固，連接桿軸向運(yùn)動(dòng)正常無阻。在對(duì)連桿銷進(jìn)行安裝時(shí)，各個(gè)連接孔必須要對(duì)正。對(duì)橫梁和連接桿的總成進(jìn)行調(diào)試，提高安全性和可靠性。對(duì)之前安裝的光桿卡子進(jìn)行拆卸掉前需要對(duì)游梁支撐進(jìn)行調(diào)整。剎車松開以后要及時(shí)安裝鎖塊裝置，對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，檢查是否存在松動(dòng)和異響的情況，如果運(yùn)行30 分鐘以后仍然維持正常，交接手續(xù)辦理以后可以撤離井場(chǎng)。

7 結(jié)語

總體而言，石油是我國(guó)一項(xiàng)重要資源，在對(duì)石油進(jìn)行開采過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)巡井時(shí)間進(jìn)行合理安排，也需要做好抽油機(jī)的檢測(cè)工作。對(duì)于抽油機(jī)中存在的各種異響應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，需要加強(qiáng)日常的養(yǎng)護(hù)，尤其是潤(rùn)滑工作。除此之外，還需要對(duì)螺栓進(jìn)行定期緊固，盡可能地減少異響的出現(xiàn)。