新型游梁式抽油机连杆移位与复位装置

2012-10-23苏承军张志刚王仕全陈淑君包银祥

天然气与石油 2012年6期

苏承军张志刚王仕全陈淑君包银祥

中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司孤岛采油厂，山东东营 257231

0 前言

连杆是游梁式抽油机的主要活动部件之一，将曲柄动能传递给抽油机横船，使抽油机做上下往复运动并带动抽油泵生产。在更换曲柄销或双列轴承和调节生产参数时抽油机连杆摆动操作工序繁杂，导致停井时间长，易发生出砂井和稠油井躺井及输送管线堵塞等问题，特别在冬季生产中，由于施工耗时长，油井蜡卡甚至躺井现象的发生给油田生产造成较大影响。由于连杆摆动困难，往往是捆绑绳索后用人力拉拽，劳动强度大且不安全，见图1；或采取车拖、倒链拉拽等办法，同样危险且还受雨雪天气、进出井路、井场环境等诸多客观因素的制约，影响油井采油效率。为缩减摆动连杆操作时间，降低劳动强度并消除安全隐患，有必要研制一种安全的新型连杆移位与复位装置。

图1 捆绑绳索拉拽连杆

1 连杆移位与复位装置研制

1.1 结构设计

对抽油机连杆进行移位是为了更换曲柄销或双列轴承和调节生产参数等。根据螺旋副工作原理，研制出连杆移位复位装置，装置结构见图2。该装置主要由连杆卡箍、小丝杠、螺母、大丝杠、底座和旋转把柄组成，装置装配结构见图3。大丝杠的外螺纹为粗牙右螺纹，内螺纹为粗牙左螺纹；小丝杠为粗牙左螺纹，可以在大丝杠螺纹孔内自由转动。根据抽油机横船结构设计该装置底座［1］，底座上端水平焊接一个与大丝杠外螺纹相匹配并带内螺纹的内丝杠。由大丝杠、小丝杠和螺母组成螺旋副。设计一套连杆卡具以卡紧连杆，小丝杠外端通过连接销与连杆卡具连接以传递螺旋副产生的推拉作用力，该装置通过丝杠的旋转伸缩来实现连杆的移位与复位操作［2］。由于丝杠分别设计为正、反螺纹，当要对连杆进行移位或复位时，大小丝杠同步伸缩，移位复位的速度较快［3］。

图2 装置结构

图3 连杆移位与复位装置装配结构

1.2 材质选择

该装置中小丝杠直径相对较小，而承受的推拉力较大，为避免小丝杠发生弯曲或断裂，选择45#优质中碳钢为原料加工大小丝杠和螺母，并在调质处理后进行表面淬火，以提高丝杠螺纹硬度和其他综合机械性能，底座采用 45# 钢锻制而成［4～5］。

1.3 工作原理

根据螺旋副原理，将回转运动变为直线运动，同时传递能量或力。使用该调节装置时，先将连杆卡箍套在连杆上，再将移位复位装置主体套在抽油机横船的“工”字型槽中并移动到合适位置；接着将小丝杠外端与连杆卡箍通过传力销连接起来，然后将底座通过螺栓与横船固定，将连杆卡箍通过紧固螺栓与连杆锁紧，装置安装完毕。当拆卸完螺栓等附件后，顺时针方向转动旋转把柄时，大丝杠围绕螺母转动并产生向左端运动的趋势，小丝杠由于是左旋螺纹，它在大丝杠顺时针转动的同时产生向左端的旋出运动，即大小丝杠同时向左端做轴向位移，推动连杆脱离曲柄销并离开抽油机横船，实现连杆的移位功能；反之，当逆时针方向转动旋转把柄时，大小丝杠同时回缩，带动连杆复位，实现该装置的连杆复位功能。使用完毕后，将该装置卸下妥善保管以便日后再用。