游梁式抽油机曲柄的维护与保养

严辉容 唐俊 朱超 四川工程职业技术学院

1 曲柄平衡抽油机的结构特点

游梁式曲柄平衡抽油机是运用游梁与连杆机构进行换向，再通过曲柄的重块平衡来对石油进行开采的抽油机。

由于曲柄机构在游梁式曲柄平衡抽油机的全部动作中起到了机构连接与运动传递的作用[1]，当游梁式曲柄平衡抽油机受到诸多的外力与内力的交变载荷影响下，会使曲柄的平衡效果受到严重的影响，不仅会降低抽油机的工作效率，还会导致其他机械构造与零部件的损伤，甚至会造成整个机械设备报废和采油项目停产。

2 曲柄的维护与保养

由于曲柄在整个机械设备中起到机械体的机构连接与运动传递作用，曲柄的故障会直接造成抽油机多数部件的损坏，因此需找出造成曲柄失效与损坏的原因才能制定合理的维护与养护工作[2]。

（1）部件精度与装配精度。曲柄机构的各零部件加工精度与装配精度不良，或精度公差处于要求精度公差范围的边缘，会使曲柄在日常作业时很容易造成损伤甚至失效。为此要对对抽油机的曲柄销、曲柄、曲柄紧固件的加工精度进行严格的要求，尤其是曲柄销的锥面精度。在进行曲柄装配时，还要注意与曲柄进行配合连接的各部件，保证配合精度，减少由于装配不良及轴承质量问题而产生的摩擦力；保证曲柄销紧固螺母具有足够的预紧力矩，并得曲柄紧固螺母在旋转方向上与曲柄的转动方向一致；同时还要尽量降低曲柄销与锥套的磨损。

（2）曲柄销的保护。通过分析发现，曲柄的失效最主要的原因是曲柄销的损伤与失效所致，对曲柄销进行保护也就等同于对曲柄的维护。曲柄销在结构上起到紧实固定的作用，同时曲柄销的存在还控制着曲柄轴的自由度。对轴的设计进行技术改良可以作为曲柄销的保护方式，例如在轴的一段加上环形槽，配有双列向心滚动轴承，减少对曲柄销的损伤，或者用键将轴与衬套进行固定，这些做法都是为了减小轴与衬套的摩擦力。尽管如此，如果抽油机过载或超负荷工作还是会造成曲柄销的磨损与断裂，开槽下键并不是解决曲柄销保护问题的根本措施。合理正常的开采作业是对曲柄销、曲柄、抽油机最好的保护。

（3）日常检查。游梁式曲柄平衡抽油机要求每运转8 h，就要由当班的工作人员进行检查。主要检查各部分紧固件的情况，尤其是曲柄与连杆连接处的曲柄销，检查是否有松动滑扣的现象。由于在日常作业时，游梁会因为一些外界原因而发生不对中的情况，会使连杆产生倾斜，造成轴承的偏角直接超差，产生较大的摩擦力矩[3]。摩擦力矩会使曲柄销相对于曲柄存在转动运动趋势，造成曲柄销脱扣。因此日常检查中也可以根据游梁的平行度来进行判断，检查曲柄销的情况还可以通过声音来进行判断，如果曲柄与连杆连接处有异常声音，应立即停机检查。

（4）定期保养。一般情况下，游梁式曲柄平衡抽油机运转时长达到720 h时，要进行一次整体的机械设备保养。由于曲柄机构的某些损伤不是很明显，定期的保养实际上就是对曲柄机构的一次检修，定期保养工作内容除了日常所需要做的工作以外，对于横梁轴承、游梁轴承、曲柄销这些关键部位，要做好检测、维修、更换以及润滑，目的是为了更好地保护曲柄、连杆与游梁，防止意外损坏和事故的发生。

（5）负荷检查。当游梁式曲柄抽油机的运转时长已达到3 600 h时，除了做720 h保养应做的内容之外，还应检查润滑油剂的质量。这是由于曲柄销与锥套之间在配合时会造成曲柄销的微动磨损，而润滑油剂的黏着情况会造成磨损件自身的金属材料消失，逐渐产生比较严重的塑性变形。磨损产生的磨屑在覆盖整个接触面后达到一个动态平衡，随着时间推移会形成氧化的釉质层，更加削弱了黏着作用。这时可对润滑油剂进行取样化验，防止被污染或变质的润滑油剂腐蚀其他金属部件，尤其是曲柄销；同时在曲柄的定期检查中也要注意曲柄销的表面是否有腐蚀的情况。

（6）检查抽油机的“平衡”情况。游梁式曲柄平衡抽油机的平衡率对于整个油井效率的影响很大，平衡率差的油井一般能耗都非常大，而平衡状况的好与坏，会直接影响到连杆机构，进而影响到曲柄机构[4]。一般情况下应定期对抽油机的平衡率进行检测，通过上行电流与下行电流的比值进行平衡率检测，以作为日常的简单检验。通过贴应变片进行扭矩的测量也可以检测平衡率，这是定期检查时必须要做的工作，如果存在抽油机的失衡问题，应移动、调整曲柄平衡重块的位置。对于旋转平衡与复合平衡的游梁式曲柄平衡抽油机，出现失衡问题时要旋转调整曲柄平衡重块的平衡半径。

（7）曲柄所处的位置应避免干扰到刹车装置进行制动，防止意外发生时不能及时进行制动而引起机械损伤与机械碰伤，尤其是与曲柄直接接触的损伤[5]；曲柄的运动半径内不能有任何障碍物，也不可以站人，以免发生意外事故或人身伤亡事件。

3 结语

由于游梁式曲柄平衡抽油机的结构特点具有联动性，所以保护曲柄机构的最有效方式就是保护好机械设备的主要运动机构，做好每一日的例行检查与周期性的维护保养。目前的技术水平与科技水平不断提高，越来越多的高性能、低损耗的抽油机逐渐问世，这些新型的抽油机设计时就已对相对易损耗的部位、部件在结构上进行了加固和改良，加上平时作业时的检查与维护保养，在很大程度上保护了曲柄机构，保护了游梁式曲柄平衡抽油机。

[1]张宏岩．游梁式抽油机与抽油杆柱系统动力学分析[D]．大庆：大庆石油学院，2007.

[2]罗伯伦．游梁式抽油机曲柄销失效分析与改进设计[J]．中国设备工程，2008（8）：15-17.

[3]李光，张颖辉．YCYJ12—5—48HB抽油机曲柄销断裂失效分析[J]．石油和化工设备，2010（9）：19-21.

[4]姚谋谋，王煜．油田抽油机常见故障分析及处理方法[J]．产业与科技论坛．2011（4）：33.

[5]张建成，买文庆，刘牧洲，等．多重复合平衡游梁式抽油机[J]．石油科技论坛，2011（4）：35-37.