浅谈几种抽油机井皮带紧胀装置的使用

2012-10-13陈常松大庆油田有限责任公司第三采油厂

石油石化节能 2012年7期

陈常松（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

浅谈几种抽油机井皮带紧胀装置的使用

陈常松（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

抽油机皮带是传输动力的重要环节，其松紧度直接影响系统效率和耗电量。皮带过松导致发生丢转，传输效率降低，而过紧导致皮带和电动机轴承磨损加速，耗电量上升。文中分析了几种抽油机皮带紧胀装置的工作原理及特点，对比了各种装置存在的优缺点及防治措施，分析、评价其性能和节能效果，为油田节能配套提供技术保障。

抽油机皮带紧带器节能

采油三厂第二油矿使用的抽油机井，因载荷大,皮带使用时间不久就会被拉长变松，造成抽油机皮带打滑空转，直接影响油井的产量和系统效率。抽油机皮带胀紧力不够而打滑，致使皮带磨损严重,寿命缩短，更换频繁,耗费量大。特别是下泵深、原油黏度大、含蜡量高的井存在以上问题尤为严重。为解决此问题就需要经常调整抽油机井皮带的松紧。

1 皮带松紧度的判断

适当的松紧度是保证带轮传动正常工作的重要因素。皮带过松，皮带将在皮带轮上打滑，使小皮带轮急剧发热，胶带磨损；皮带过紧，也会使皮带的寿命缩短、轮轴所承受的作用力增加。

皮带的松紧度是用预紧力来衡量的，预紧力是皮带两相临横截面之间的拉应力，可通过和在带与两皮带轮的切边中点处加一垂直带面的载荷及其产生挠度来计算[1]。

在日常生产中，最直观、最易操作的是皮带的挠度。但是，不同的皮带产生相同的挠度所需施加的垂向力各不相同。研究表明，传动皮带轮的预紧应力为18MPa最为理想，以此计算，其产生的挠度应为1.6/100l。表1给出了不同型号的单根皮带，当产生1.6/100l挠度，所应施加的垂向力T。一般油田用皮带为4～5根，所应施加的垂向力T应为表1中所查的数值乘以皮带根数[2]。

表1 三角皮带传动具有适当的预紧应力所需的T值

目前应用的皮带大多数为V5380-5，根据粗略计算：两切点之间的距离为1.2m左右，当在皮带上施加2.5～3.0kg的力时，皮带着力点产生16cm的位移。

2 使用胀紧器的意义

以往主要是靠工人定时巡检和人工调整电动机位置来调整皮带的松紧程度，抽油机调整皮带的松紧程度时需停机，将电动机滑道的6个紧固螺丝松开，用撬棍将电动机滑道后移，人工估计皮带胀紧力的大小，校正四点一线，通过紧带顶丝将松弛的皮带顶紧，然后再紧固电机滑道的6个紧固螺丝后起抽。更换皮带时需要2人来完成操作，停机时间长，明显影响产量。另外皮带胀紧力的大小靠人估计，这样就增加了采油工人的劳动强度,特别是在夜间或雨雪天,人工调整尤为困难，给抽油机的管理和油井生产带来很大难度。为此厂引进了抽油机皮带紧胀装置解决了这个问题。

3 目前常见的几种皮带胀紧器

3.1 手摇式皮带胀紧器结构及工作原理和优缺点

该装置由螺杆+弹簧复合张紧装置、活动可调支架和轴承滚轮从动装置三部分组成。当抽油机皮带使用一段时间变松时,弹簧自动复位张紧装置可释放储存的能量,能够自动完成对抽油机皮带的胀紧调整，减少了皮带调整次数,有效地提高了皮带在单位工作时间内的运行效率。通过调节螺杆，保持抽油机在生产过程中皮带正常胀紧。活动可调支架系统主要由前支架、后支架和上支架三部分组成,各支架之间采用铰链连接方式，就像人体的前肢、后肢和脊背，铰链相当于各关节，可以很方便的进行高度调节。从动系统由从动轮主体、轴承、轴承挡板和轮轴组成。

该装置优点：可自动完成对抽油机皮带的张紧调整。当抽油机皮带使用一段时间变松时，弹簧自动复位张紧装置可释放储存的能量，自动完成对抽油机皮带的张紧调整,减少皮带调整次数。

存在问题：胀紧装置中的弹簧经过一段时间的运行后,复位能力逐步降低，皮带张紧力度不够。分析认为这是由于采用单一弹簧强度较弱造成的。

3.2 CYJN型智能皮带胀紧器结构及工作原理和优缺点

该装置是在手摇式皮带胀紧器的基础上改进的。由安装底座、上框架、中框架、辊轮、蜗轮蜗杆减速器、电动机、丝杠、弹簧、传感器、智能控制箱等组成。CYJN型智能皮带涨紧器主要根据丝杠的传动与杠杆的工作原理，并借助于弹簧的弹力使辊轮对皮带产生涨紧作用。来自智能控制器的自动信号传到控制箱，指挥电动机动作。智能控制箱是本产品的控制指挥中心，电动机和丝杠是执行机构，结合相应的软件算法完成自动控制功能。

辊轮与抽油机皮带始终处于接触状态，即抽油机处于工作状态时，辊轮也处于旋转状态，当皮带拉松后，皮带与辊轮的压力小于弹簧的压力时，传感器将信号传送到控制箱，控制箱指挥电动机转动，使上中架仪器绕中心轴缓慢旋转，使辊轮抬高，逐渐增加辊轮与皮带间的压力，在辊轮与皮带间的压力增加到大于弹簧的压力时，上框架绕中心轴以小角度旋转，旋转至一定范围后，传感器将信号传送到控制箱指挥电动机停转，上述过程就完成了一次对皮带涨紧的过程。由于蜗轮蜗杆减速机的自锁性，所以辊轮始终被固定在这次皮带涨紧的位置，如果皮带再次被拉长，涨紧器将重复上述动作。

在安装智能皮带涨紧器时，可手动调节辊轮对皮带的预涨紧力，以便根据实际需要调节，灵活设定对皮带的预涨紧力的大小。

该装置优点：可更细致精确的调整皮带松紧度。

存在问题：一是电子元器件在北方恶劣的环境中容易损坏，损坏后由于科技含量较高维修困难，厂家维修费用较高；二是该装置轴承滚轮调节后如不人工重新调节只能固定在一点，与皮带接触面如过紧摩擦增大，容易烧损皮带，减短皮带寿命。

3.3 抽油机专用紧带装置工作原理及优缺点

该装置是采油三厂在2010年引进使用的，采用平衡位移原理，配装蜗轮、蜗杆、丝杠传动系统，专用解锁摇把摇动蜗杆轴，使电动机产生平衡前后移动，达到抽油机更换联组带和随时紧带方便快捷的目的。采用摇臂输入轴驱动丝杠，用的力使电机位移，达到松紧皮带和拆联组带时只用一人操作即可，紧带时不用停机，随时可调，不用松动任何螺丝。

该装置优点：采用自锁设计，永不倒转，输入端采用密闭防盗装置，在不打开锁具之前，任何方法也不能使螺杆旋转松动紧带，具有较好的防盗性能。与皮带无直接接触点，不增加皮带摩擦。

存在问题：在使用时需经常用摇把旋转蜗杆轴，长时间使用容易造成磨损，损坏后需专业人员维修，所以需和厂家建立长期合作。

4 现场应用情况

2010—2011年安装100台CYJN型智能皮带胀紧器，安装一年后部分由于电路故障停止使用，部分由于安装后烧损皮带严重停止使用，目前已无在用设备。2010年在安装的61台抽油机专用紧带装置截止到目前使用正常，基层队反映很好，唯一不足是部分井安装时采油队验收不到位，使用一段时间后有些螺丝松动，电动机、电控箱振动严重，该问题现已联系厂家整改。