链条式抽油机链节维修工具的研制及应用

窦新峰+贾玉明

摘要：乐安稠油区块，需用长冲程慢冲次的机采设备配合生产，这些抽油机多数在90年投入开发使用，使用年限平均高达10年以上。因时间越长，磨损越严重，配件之间的过盈、间隙配合就会改变，从而因受力不均引起各种部件的断裂，造成设备损坏，影响正常生产。通过制造、现场应用及其改进成功研制了抽油机设备的维修工具—链节更换器，通过运用该工具，不但安全可靠、省时省力，还减少了停井时间，提高了采油时率。

关键词：链条式抽油机 链节 省时省力 安全可靠

前言

因稠油区块，需用长冲程慢冲次的机采设备配合生产，链条式抽油机适合这样的油井。这些抽油机多数在90年投入开发使用，使用年限平均高达10年以上。链条式抽油机的传动系统是链条式抽油机的主要构造之一。动力传动系统的主要部件构成便是链条。链条是链板、链轴、链节、特殊链节的组合体，在使用中就会产生磨损，因时间越长，磨损越严重，配件之间的过盈、间隙配合就会改变，从而因受力不均引起各种部件的断裂，造成设备损坏，影响正常生产。目前多数抽油机都超期服役，链节断停井较为频繁。即影响原油产量，又造成的经济损失。针对上述情况，所以研制了链条式抽油机的链节维修工具，进一步解决这个问题。

一、链条式抽油机链节断的分析

为了使研制的工具有据可依，通过逐井落实，仔细寻找相关的链扣、链轴、链板所断的位置、斜度等资料。共收集30井次，构件多达100余件。

原来接链条方法维修工作时间长，劳动强度大，存在安全隐患

方案一：捆绑连接

将断裂处用铁丝或综绳捆绑，然后进行维修工作。虽然操作简单，但存在以下几点问题：

1、捆绑不牢，安全性能差。

2、维修链条时，可调节间隙不能自由增大或减少。

3、不可重复使用，造成资源浪费。

方案二：滑轮连接

在抽油机的一定位置，固定安装一定滑轮，将断裂下端用绳子拉至维修处，从而进行维修工作。但同样存在以下问题：

1、定滑轮可能与断裂链节不在一直线上，对接时两端不相吻合，不易更换链节。

2、此项操作需多人配合，费时费力。

3、多人工作协调不好，易出现安全问题。

二、工具的研制过程

针对现场使用中存在的问题，由于市场上从未生产、销售过类似的工具，无法借鉴。针对以上问题，提出改进方案。根据拉力器的原理研制抽油机链节修复工具，可调式对接。

可调式对接

设想维修链节两端需用一工具抓住，中间通过调节法兰调节其维修长度，达到所需长度时，即可更换损坏链条，其优点如下：

1、操作简单，维修方便，省时省力。

2、维修时可随意调节其维修长度。

3、调节法兰丝杠的牢固性强、安全性好。

4、该工具不同于捆绑式材料，可多次利用，节约资金。

（一）维修工具的初步构造

根据实际情况，简单地设计出两个拉爪连在一起，通过旋进或旋出丝杠，使两端拉爪拉紧或放松，从而达到调节断裂链条相吻合的程度，为维修更换链节做好准备。

（二）现场应用及改进

通过现场使用，发现此工具比捆绑式或滑轮式较方便，但经过多次使用后，发现该工具在多次承受较大载荷后，拉爪与丝杠连接处易受力弯曲，旋进、旋出丝杠时受到较大阻力，不易操作。通过研究，决定对该工具进行一次改进，将两个可分式拉爪用可调节法兰边接起来，并通过对该工具受力分析后，在两拉爪连线上用一粗一细钢管组成一套滑筒扶正机构，在不影响移动的情况下，来增强其抗弯性。从而解决了第一代工具，在修机过程中存在的受力弯曲問题。

该工具重新投入使用后，维修效果得到极大改善，修机速度得到提高，操作也及为方便。

现场使用不久又发现新的问题，拉抓使用2-3次后，拉抓焊接处出现断裂现象.进行现场勘察，认为一是焊接有一定的质量问题；二是拉爪的结构不合理. 针对这些问题，我们在提高焊接质量的同时，又在拉爪接头处加焊加强筋即加焊一三角钢板.通过性能试验，其有效载荷在1.5吨以上，保证了操作安全性。

三、链节更换器的工作原理

下面，具体总体介绍改进后的链节专修工具---链节更换器的设计原理、及整体构造

（一）、设计原理

依据力学原理，根据链条宽度制定的钢爪可牢固的抓住链条，丝杠能够调节维修长度，工作进行起来快速安全、省时省力。链节更换器的最大调距是36厘米，通过拉力器受力验证，该工具最大承受重量1.5吨，保证了其安全可靠性。

（二）、链节更换器的构造

链节更换器由拉紧机构和调节机构组成，拉紧机构通过调节机构装配连接。

四、是维修工具的现场应用及其效益

（一）现场应用

现场使用时，将拉爪用转轴调节固定好并紧紧勾住断开的或是需要修复的链条，根据情况确定是保留还是剪掉损坏的链条部分。转动调节轮使链节更换器拉开适当长度，锁定紧固螺母。此时即可修理或安装新的链条段，省时省力，安全可靠。尤其体现在阴雨季节或吊车有及时到达的情况下，更为突出链节更换器的快捷方便。通过在现场运用，更能体现这一点。

（二）现场应用效果分析：

（1）、一套链节更换器的成本为300元，共制作10套，投入成本：300×10=3000（元）

（2）、通过更换器可节约时间，减少原油损失。

（3）、另外，恢复生产花费的时间减少，从而节约了恢复生产花费的投入成本。

五、结论

1、链节更换器结构简单，制造容易成本低廉。

2、快捷方便：在阴雨季节，吊车无法进入井场，链条得不到及时修复，油井不能正常生产。使用该工具后，随时可维修，省时省力，简单方便。

3、安全可靠：链条进行维修工作，需多人才能完成，费时费力。同时铁丝、综绳易断或捆绑不牢，从而发生安全事故。应用该工具，只需将断开的链条卡紧即可修理，保证了操作工人的人身安全。

4、明显降低生产成本和工人的劳动强度。无需动用吊车，省去了大型设备的使用费。油井产量损失降到最低，为后续生产消除事故隐患。

参考文献：

[1]李文华主编.采油工程.北京：石油工业出版社，2004

[2]金大鹰主编.机械制图.北京：机械工业出版社，2000