高原抽油机位移装置降低作业成本

刘淑霞++宋东华

摘 要：高原抽油机的最大优点就是节电、长冲程慢冲次减少油井杆管偏磨频次、延长油井免修期，但是油井作业时，受到井场大小、作业机品种的限制，只能雇用推土机完成高原抽油移机工作，费用昂贵，同时具体操作复杂、給抢开作业井、提高油井时率造成一定的影响。通过现场调查研究，在保障高原抽油机迅速、安全、低费前提下，精心设计，研制出了高原抽油机位移装置，多次试验，效果显著。

关键词：高原抽油机位移装置

1.油井作业移机存在主要问题

1）抽油机前后井场狭小，作业队通井机不能操作位移或复位，拖拉机没有足够的拉力，现场拉不动抽油机的问题。

.2）在用的高原抽油机，绝大部分水泥基础没有尾部中心管不能使用倒链。即使使用倒链使抽油机向后滑动，劳动强度和工作量大，在目前条件下很不适应的问题，

3）作业架子车不能前、后移动高原抽油机问题。

4）通井机、推土机移机存在没有发现安全隐患时，易造成不安全问题。

5）由于井场地形复杂通井机、推土机移机时驾驶员左右驾驶掌握不均匀造成井口偏的问题。

2.高原抽油机位移装置的研制

主要研究思路：根据高原抽油机特点、重量，根据力学分析研究开发高原抽油机位移装置动力大于其抽油机最大静摩擦力最为适宜。在水泥基础上设计一个固定装置，即在水泥基础纵向中线后面锁紧螺栓孔处设计一块固定钢板，锁紧基础与固定装置。另外再设计一个移动装置，以固定装置的固定钢板为中心，与固定装置结合，利用两个专用设计研制的液压千斤顶向前或向后移动抽油机。其关键是通过选用技术工艺，选用选准材料、专用液压千斤顶动力设备，使高原抽油机位移装置达到使用要求。

技术关键：固定装置：结构简单、操作方便、安装、拆卸灵活好用，能够适应所有型号的高原抽油机使用。与水泥基础稳定的固定在一起稳定性可靠。不损伤水泥基础上的锁紧螺栓长方形固定孔内的钢板。设计材料组件能够承受移动装置的反作用力。移动装置：优选准平移管的材料，校核准平移管的强度，根据计算要求，设计准、开发研制专用千斤顶（便携式多能维修工具）。

主要创新点：在研制高原抽油机移位装置活动中，准确计算高原抽油机最大静摩擦力，研究出了高原抽油机移位装置的固定装置部分固定技术、研究出了高原抽油机位移装置的移动装置部分移动技术。

3.计算高原抽油机最大静摩擦力

在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力。当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时，静摩擦力随着切向外力的增大而增大，但静摩擦力的增大只能到达某一最大值。当切向外力的大小大于这个最大值时，两物体将由相对静止进入相对滑动。静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦力”。这个极限摩擦力，以f最大表示。最大静摩擦力的大小与两物体接触面之间的正压力N成正比，即：

f0max=μ0N

用f0max表示最大静摩擦力，N表示正压力，其中比例常数μ0叫做静摩擦系数，是一个没有单位的数值。μ0和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关。

高原抽油机和基础导轨的材料是为Q235优质碳素结构钢，接触摩擦系数选为μ0=0.3。目前全厂在用高原抽油机型号八种型号，见表2-2，最重26.5t，最大静摩擦力7.94t。因此，必须设计大于7.94t动力的高原抽油机移位装置。

f0max=μ0N=0.3x26.5（t）=7.94（t）

3.高原抽油机位移装置的固定部分的研制

1）设计：装置的固定部分是固定在水泥基础上，它的作用是承受移动装置向前、或向后的拉力和压力，控制移动装置左右摆动。

2）.高原抽油机位移装置的移动部分的研制

设计：装置的移动部分是设计两个定位销，插在固定装置插座上，再设计两个平移管，在平移管上设计间隔11厘米与定位销子直径略大的圆孔，这样用定位销子把平移管固定在固定装置上，另外在平移管下面设计两个支撑座、支撑架，扶正平移管。在平移管前端设计一个油顶座，根据抽油机最大静摩擦力，选择两个卧式10吨液压千斤顶，把油顶安在油顶座上，顶在抽油机底座工字钢上，用两个液压千斤顶同时加压，实现移动抽油机。液压千斤顶行程走完后，卸压，油顶回缩，再将平移管向前移一个格，加压向前顶，依次完成。如果抽油机已经偏离中心线，可用两个千斤顶在移动时调解，若抽油机偏左时，要加快左边的液压千斤顶加压速度，适当减慢右边的液压千斤顶的加压速度。能够逐渐的调正抽油机。达到井口对中率目的，防止井口偏磨。

3.效核平移管的强度

已知材料Q235A抗拉（压）强度σb=439Mpa￠60mm内径￠36mm安全系数n=1.5，许用应力σ]=σb/n=439/1.5=292.67Mpa=2984.4145kg/cm2

已知A=（6/2）2X3.14-（3.6/2）23.14-2.6X2.4X2=28.26-10.17-12.48=5.61cm2，（平移管的实际截面积）Fmax=7.94t=794kg（最大静摩擦力）。

实际应力σ实=Fmax/A=7940/5.61=1415.32kg/cm2

1415.32kg/cm2<2984.4145kg/cm2即：σ实<[σ]

4.机械加工与选用千斤顶

根据选择原材料、设计图纸和进行了材料的强度的校核后，筛选设计千斤顶即：委托常熟通润汽车零部件有限公司研发出便携式多功能维修工具；型号T71001S、额载10吨，委托吉元石油科技有限公司机械加工厂按着标准加工了移动装置的各种配件，并进行了验收合格。

组装及整体试验

在设计机械加工各个配件后，进行了整体组装。在整体组装过程中对着设计图纸、技术指标对每一个组件、尺寸、性能进行了审核合格。

移动抽油机作业时，第一步先摘掉负荷；第二步卸开锁紧螺栓和压板；第三步安装滚轮与销轴；第四步安装固定装置；第五步安装移动装置用两个液压千斤顶同时加压，实现移动抽油机，试验应用获得成功。

油井作业时，现场使用高原抽油机移位装置移机，达到了操作方便、安全、可靠，24小时随时使高原抽油机移位和复位，进行油井作业或抢开井，使每口井高原抽油机作业时外雇劳务费为零目的。

4经济效益分析与预测、推广应用前景

在统计调查中得知，目前移动抽油机向前或向后移动一次，发生费用1990元，一个作业井次发生费用3998元。该装置一台成本7000元，我们使用两台装置成本14000元，根据2016年发生的费用，可节省成本17万元。

5现场推广使用结论及建议

小结：高原抽油机位移装置的现场应用，解决了现场高原抽油机位移的难题，同时，该装置结构简单、操作方便、安装、拆卸灵活好用，能够适应所有型号的高原抽油机使用。与水泥基础稳定的固定在一起稳定性可靠。不损伤水泥基础、抽油机任何一个部位。24小时可随时移机，为采油队油井作业前、开井前做好准备工作创造了充分有利条件。