抽油机配重箱的改造

王龙海，杨文娴

（中原油田采油五厂采油二区，河南 濮阳 457001）

一、抽油机井的现状

中原油田采油五厂新疆项目部管辖的抽油机设备，主要是CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型调径变矩节能抽油机。在生产过程中，该类型抽油机经常遇到以下两个问题：一是当驴头悬点载荷超过110kN时，电机带不动，需更换55kW电机；二是当驴头悬点载荷低于56kN时，配重箱过重，抽油机不平衡。

二、平衡状态对抽油机的影响

1.平衡状态对抽油机的影响

(1)对电机使用寿命的影响

抽油机不平衡，会造成抽油机上下电流差值加大，差值越大，平衡率越低。当电流超过电机额定电流时，会导致电机线包发热，引发短路故障。

(2)对减速箱使用寿命的影响

抽油机上下行电流差异较大，会导致减速箱在高速运转中，齿轮受力的不均匀，从而引起减速箱轮齿破损，轴承松旷。

(3)对抽油机运转平稳性的影响

抽油机在不平衡的状态下长时间运转，会导致支架摆动、底座和支架振动、电机振动、螺丝拉断、中尾轴偏磨及纵横向不水平。更加严重的会引起曲柄销子轴断裂，使抽油机单臂循环，导致翻机事故。

(4)对节能的影响

CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型调径变矩节能抽油机的最大优点是能耗相对较低，与一般老式抽油机相比，节电在25%～40%，但如果抽油机在不平衡的状态下运转，不仅达不到节能目的，还会造成电能的浪费。

2.改进设想

作用于抽油机悬点上的载荷有三类，即静载荷、惯性载荷和摩擦阻力，它是有变化的。当最大悬点动载荷低于56kN时，出现大马拉小车现象，现有配重箱已无法满足要求。解决不平衡的方案有两种：一是换小型号的抽油机；二是改进现有抽油机的配重体结构，减少重量，提高平衡率。第一种方案需要花费21.78万元，第二种方案只需花费4 680元，因此选择第二种方案。

三、配重箱的改造

CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型抽油机起平衡作用的部分有：前驴头1.4t，后驴头5.7t、配重箱设计总重量4.1t(其中悬挂箱自重1.2t，最多可添加配重块0.9t，配重体两块每块重1t)。在生产过程中，当抽油机最大载荷低于56kN时，挂上最小的悬挂箱(1.2t)抽油机仍不平衡。因此参照悬挂箱的尺寸设计配重箱的结构，重量按悬挂箱的1/4设计为自重300kg，可添加配重块1 100kg。经改造的配重箱是由拉杆、大螺母、保险挡杆、配种箱体和配重块5部分组成。详见图1。

图1

原配重箱同改造的配重箱相比有以下区别：原配重箱箱体重量3.2t，可添加配重块36块，重量900kg，体积为2m3，配重范围1.2～4.1t；改造后的配重箱箱体重量300kg；可添加配重至1 100kg，体积为0.64m3，配重范围0.3～1.4t。详见图2。

图2 配重箱改造前后对比图

四、应用效果

改造后的配重箱悬挂在后驴头上，作上下垂直运动。经检测可以承受负荷10t以上，不存在拉托现象，因此很安全。配重箱通过改造，减少了配重箱的箱体重量，能满足最大动载荷在56kN以下的抽油机井调整平衡需求。该配重箱添加平衡块较为方便，添加的数量由36块增加到44块。

目前这种配重箱已加工了6套，投用了2套，如果将其他4台小型配重箱推广到不平衡的抽油机井上，统一使用37kW功率的电机，开井时率按96%计算，一年可节约电费16.2万元。

五、认识和建议

每口油井在转抽前，应该准确估算出井下工况参数，当估算出的载荷低于56kN时，尽量引进小型抽油机生产；对已有的抽油机井，当载荷低于56kN时，尽量采用改造后的配重箱来调节抽油机平衡率。