塔架外转子电机型抽油机常见故障原因分析

廖启新，陈宾雁，方前程，刘晓林，廖大林

（1.解放军理工大学，南京210000；2.中原油田分公司，河南 濮阳457001；3.濮阳市信宇石油机械化工有限公司，河南 濮阳457001） ①

随着现代科学技术的迅猛发展，石油装备的技术创新也是日新月异，尤其是占石油装备采购成本40%的抽油机。近10a来，全国许多科研院所、高校以及企业投入大量人力、物力、财力研发出数十款新型抽油机，其中一种塔架外转子电机型抽油机［1］以高性价比备受业界关注。该产品系机电一体化、智能化无游梁式抽油机，自2007年规模推广以来，以其节能、减排、高效等显著性能受到油田用户的青睐。为了配合该产品的大力推广，帮助广大油田用户尽快熟悉掌握塔架外转子电机型抽油机的维护管理要领，更好地使用、管理该款新型抽油机，本文将推广以来出现的常见故障进行了剖析，从中分析出故障的成因，以供广大用户设备管理人员参考。

1 电机故障

1.1 征状

抽油机在运行过程中突然停机，停机前有电机发热、运转不平稳、噪音异常、机体振动加剧等征状。

1.2 原因

1） 设计不当 ①电机功率裕度小，一旦采油厂加大工作制度（例如增加冲程、冲次），容易形成小马拉大车现象；②电机设计有缺陷（例如电机不密封，气隙过小，轴承选择不当）。

2） 电机制造质量差 外转子稀土永磁同步电机制造厂家虽为国内电机制造知名厂家，但是对应用在油田抽油机上还是首次，因此在制造方面存在不少瑕疵。例如，1台电机刚装上抽油机就开不起来，检查后发现是电机内部导线短路。

3） 电机温控开关未连接或者未起作用。

4） 控制柜超载功能未起作用。

5） 自然灾害，如雷击。

6） 电机制造不密封，电机进水。

7） 超载荷运行 ①采油厂加大工作制度，例如加大抽油泵泵径，加深泵挂深度，加大冲程、冲次；②井下工作状况恶化，例如砂卡、蜡卡等原因卡泵；③刹车间隙太小；④动滑轮与支架干涉发生偏磨；⑤光杆密封器对光杆密封过紧；⑥不平衡严重，一边载荷过重，形成钢丝绳与动滑轮打滑；⑦扶正器与轨道间隙过小；⑧轴承损坏。

8） 安装调试不当 ①编码器该装未装；②温控开关该装未装；③超载保护未起作用；④动滑轮安装偏移，与支架发生干涉，增加额外载荷；⑤配重与悬点载荷严重不平衡；⑥避雷针未安装；⑦地线未可靠连接。

9） 维护不当 ①电机和动滑轮轴承长期未加油，造成轴承缺油咬死；②刹车间隙调整过小；③配重不平衡未及时发现，或未及时调整。

10） 采购假冒伪劣标准件，如假冒轴承。

2 控制系统故障

2.1 征状

1） 抽油机运行过程突然停机。

2） 重新启动无效果。

3） 新机安装时抽油机无法启动。

2.2 原因

1） 电扇损坏，排气不畅，使控制柜内温度过高，造成导线塑料管融化，绝缘失效。

2） 线头接触不良。

3） 控制柜进入雨水。

4） 电机载荷过重。

5） 雷击。

6） 接地不良。

7） 变频器本身制造质量差。

8） 配重与悬点载荷长期严重不平衡，每个冲程均有超额定电流冲击。

9） 误操作。

10） 查找故障时乱拆乱卸。

11） 变频器芯片升级与PLC不相匹配。

3 动滑轮轴承损坏

3.1 征状

1） 动滑轮两侧轴承压盖松动。

2） 外表温度升高。

3） 运行中动滑轮扭动。

4） 有异响。

5） 动滑轮与支架偏磨。

3.2 原因

1） 轴承规格选型小。

2） 轴承质量差，采购不合格的轴承。

3） 安装动滑轮轴承隔圈未放置或隔圈加工错误，或动滑轮轴在钻孔后未清理碎屑。

4） 未及时维护保养。

5） 安装时轴承受损伤。

6） 轴承与尼龙轮内孔配合不当，要么过大要么过小。

7） 动滑轮与支架发生干涉、摩擦。

4 钢丝绳损坏［2］

4.1 征状

钢丝绳出现早期磨损及断丝、断股。

4.2 原因

1） 设计不当，钢丝绳直径与曳引轮或动滑轮直径之比小于40。

2） 制造缺陷，某一批钢丝绳制造质量差，例如钢丝热处理不当，钢材材质不佳。

3） 安装调试不当，8根钢丝绳互相之间严重不平衡，有的紧，有的松，受力不均。

4） 安装钢丝绳时打结扭转，受过硬伤。

5） 未及时保养，长期缺油、锈蚀、干燥、脏污。

6） 绳槽尺寸过小或过大。

7） 选型不当。

8） 钢丝绳质量差。

5 结语

塔架外转子电机型抽油机是将动力机械、传动机械、工作机械三合一的智能控制抽油机，由于外转子稀土永磁同步电机、变频控制系统首次应用于油田抽油机，无论是设计方面还是加工制造、安装调试及使用环境都是史无前例的。因此，可能存在一些不足，以及管理陌生、经验不足的问题。只有通过不断实践、不断摸索、强化培训、强化管理，才能迅速提高设备的管理水平，发挥设备应有的优良功能。

［1］ 廖大林，杨进京，白亿平，等 .W型曳引抽油机技术研究及现场应用［J］.石油矿场机械，2010，39（7）：73-77.

［2］ 刘长松.W型曳引抽油机钢丝绳的选用与维护［J］.石油矿场机械，2010，39（6）：63-66.