曲柄销装置的主要失效原因及锁紧结构的对比分析

2012-11-09戴志宏吉效科郭顺清毛国迎

石油地质与工程 2012年4期

关键词：锥套游梁长庆油田

戴志宏，吉效科，郭顺清，毛国迎

（1.中国石油长庆油田分公司第六采油厂；2.中国石油长庆油田分公司设备管理处；3.中国石油长庆油田分公司物资采购管理部；4.中国石化河南石油勘探局钻井工程公司）

曲柄销装置的主要失效原因及锁紧结构的对比分析

戴志宏1，吉效科2，郭顺清3，毛国迎4

曲柄销作为游梁式抽油机的主要传动部件，也是抽油机的薄弱环节。以长庆油田现场曲柄销主要失效情况为基础，对游梁式抽油机的曲柄销装置进行分析，阐述了其失效的主要原因，同时对现在使用曲柄销锁紧结构进行了对比分析，最后提出较合理的曲柄销锁紧结构。

抽油机；曲柄销装置；锁紧结构

曲柄销装置是游梁式抽油机的主要传动部件。由于游梁抽油机的制造和安装存在误差，造成曲柄销装置的受力较复杂，又使得曲柄销装置成为抽油机薄弱环节。在抽油机运转过程中曲柄销装置发生失效状况，会造成很严重的生产事故，因此曲柄销装置工作状态的好坏直接影响到抽油机的安全运行。

1 曲柄销装置失效分析［1－2］

1.1 曲柄销装置失效的种类

油田现场曲柄销装置主要失效形式有两种：

（1）曲柄销与锥套接触面积不够，造成曲柄销断裂；

（2）曲柄销锁紧螺母松动，造成曲柄销锁紧结构失效，曲柄销从曲柄销孔中脱落。

1.2 曲柄销装置失效原因分析

曲柄销装置有左右旋两种，曲柄销通过锥套与曲柄连接，由于锥面接触具有良好的自锁防松性能，在安装、使用和维护正确的条件下，一般是不会发生失效情况的。

曲柄销与锥套接触面积不合格，造成曲柄销装置失效的情况，在老式抽油机上发生较多。主要原因是老抽油机停产时间较长，无法购买到合适的曲柄销，所使用曲柄销和锥套都是配对加工，由于种类多而杂，很容易造成安装曲柄销与锥套不配套，造成曲柄销装置失效事故。

曲柄销锁紧螺母松动，造成曲柄销装置失效的情况在油田发生较普遍，主要原因有以下三种：

（1）在正常情况下，曲柄销紧固螺母的预紧力矩不够。由于存在着不可避免的加工误差，曲柄销配合锥面的实际形状总是有别于标准的圆锥面，两配合面彼此接触的实际情况是多种多样的。在运转过程中，由于连杆拉力的周期性作用，曲柄销有一个晃动的趋势，这将加剧曲柄销锥面配合处不完全接触的程度，久而久之，配合面的预压紧将逐渐削弱，最终配合失效。

（2）由于存在着摩擦力矩，曲柄销相对于曲柄有转动的趋势，曲柄销紧固螺母与曲柄销也就存在转动的趋势。而曲柄与曲柄销紧固螺母的预紧力矩反向，则产生紧固螺母倒丝造成松脱。因此，曲柄转向与紧固螺母的松脱存在着一定关系。

（3）更换曲柄销时，左右旋曲柄销安装位置错误，曲柄销与曲柄产生相对摩擦力使曲柄销锁紧螺母逐渐松动，造成曲柄销装置失效。

由此可见只要抽油机运转方向和左右曲柄销安装位置正确，并且能够严格按照维护规范规定时间对曲柄销锁紧螺母进行紧固，就能够避免曲柄销失效情况的发生。

2 曲柄销装置锁紧结构的对比分析［3］

目前在用的抽油机曲柄销主要有以下三种锁紧方式：

（1）方案一：通过双螺母锁紧（见图1）。

双螺母对顶拧紧，使螺栓在旋合段内受拉而螺母受压，构成螺纹联接副纵向压紧。先用规定的拧紧力矩的80%拧紧第一个螺母，再用100%的拧紧力矩拧紧第二个面的螺母；第一个螺母螺纹牙只受对顶力，其厚度可以减小，一般用薄螺母。此方案结构简单，双螺母有自锁功能，但由于螺母规格较大，安装操作比较困难，不容易按照规定的拧紧力矩拧紧，防松效果不太理想。