游梁式抽油机驴头开裂原因分析及应对探讨

李明浩

[摘 要]在油田的开发中，游梁式抽油机发挥着十分重要的作用，抽油机在长时间的使用后会出现不同的问题，本文主要是针对驴头开裂这一问题进行研究，分析导致驴头开裂的原因，并提出针对性的改进措施。[关键词]抽油机 驴头 开裂中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0287-01

游梁式抽油机是油田应用数量最多、分布最广的抽油机类型，主要结构包括：底座、支架、横梁、游梁、连杆、减速箱、驴头、毛辫子等部分，其中抽油机驴头是由钢板组焊而成的，并与游梁前臂通过驴头销子配合。由于游梁式抽油机长期在交变载荷下往复运动，致使位于驴头的上销子座应力集中点处很容易开裂，如开裂发现不及时必然会造成驴头掉落事故。

一、游梁式抽油机驴头开裂原因分析

经过对游梁式抽油机驴头开裂部位、开裂形状和故障特点分析，驴头开裂主要是由于抽油机老化、驴头振动异响、野蛮侧摆驴头、驴头顶丝缺失、长期过载运行、驴头横板腐蚀及驴头侧板强度不够等几种原因所造成的。

1.抽油机老化

经过对所有驴头开裂抽油机的调查，发现所有开裂驴头其投产时间均已超过8年以上，甚至有的投产时间已长达20年。因此说随着抽油机的整体老化，其配件磨损、应力点抗拉、最大承载等因素是造成驴头开裂的原因之一。

2.驴头振动异响

游梁抽油机运行过程中驴头响是抽油机的常见故障，其主要原因是驴头销子与驴头销座长期在交变载荷作用下，造成销子座被磨成椭圆，这样就会出现抽油机在运转过程中会出现规定性振动及局部撞击，而且越是雨雪天越异响越严重，如此的周期性振动和撞击也是造成驴头开裂的原因之一。

3.野蛮侧摆驴头

目前大部分修井作业摆驴头都是采用先拆下一侧驴头销子，再依靠驴头自重冲击后后侧摆，甚至有的直接用作业机大钩硬砸，这样驴头在剧烈撞击下很容易造成一侧驴头钢板局部开裂，一旦抽油机驴头出现局部轻微开裂，驴头在油井交变载荷的作用下开裂长度将逐渐扩大，直至驴头无法承担油井载荷而掉落。

4.缺驴头顶丝

抽油机驴头顶丝是用于顶紧驴头，确保驴头销与驴头座紧密配合的元件，在修井作业摆驴头前先松开驴头顶丝，在回摆驴头并加载后再紧固顶丝。但目前部分抽油机驴头顶丝有不到位的、有缺少的、有作业错误回摆驴头砸变形的、有抽油机根本就没有驴头顶丝座的。

5.长期过载运行

抽油机交变载荷与井深、液面、产液等参数息息相关，从功图载荷统计上看，部分抽油机存在长期超载运行现象，这样很容易造成驴头在长期超载的应力集中点处开裂。同样，为解决临时卡井问题，有的操作人员用抽油机实施油井解卡，使抽油机载荷超过额定载荷几吨的条件下运行，对抽油机驴头破坏性非常大，严重的会造成驴头局部开裂和变形。

6.驴头横板腐蚀

抽油机驴头中间是横板结构，驴头销子座靠横板和侧板与驴头主体相连，但我们在检查中发现一些横板跟驴头侧板组焊后，正好形成了一个L形沟槽，经常有雨水留存，造成横板严重腐蚀（有的已腐蚀50%），腐蚀减薄后很容易开裂，横板一旦开裂侧板很快就会逐渐开裂。

7.驴头强度不够

部分早期投产的抽油机驴头销子座周边未贴补加强钢板，甚至有的驴头侧钢板强度不够，不能满足长期交变载荷作用，因此也会造成驴头侧钢板因疲劳逐渐开裂。

8.员工巡回检查不到位

抽油机驴头开裂有一个逐渐加大的过程，需要操作人员在日常管理、保养过程中细化检查，发现横板裂、侧板轻度开裂应及时修复，否则会逐渐加大，当开裂长度超过25厘米后会因冲击载荷而掉落。

二、游梁式抽油机驴头开裂预防措施

根据以上分析可以得出游梁式抽油机驴头开裂的原因跟抽油机本身、使用方法和运行环境有一定的关系，为确保抽油机安全运行、减少驴头开裂数量、杜绝因驴头开裂严重而掉落事故的发生，需要实施了以下抽油机驴头事故预防措施：

发现驴头开裂严重及时更换新驴头：通过调查发现，当抽油机驴头开裂超过15厘米以后，由于其驴头整体结构已发生轻微变形，补焊修复后会出现二次开裂，因此必须及时更换新驴头，确保抽油机整机结构安全。正确修复开裂的驴头：根据抽油机驴头常见的开裂部位及开口形状，使用单位必须按驴头受力情况进行修复。即贴补钢板面积要大于25厘米×25厘米、厚度要大于10毫米，并将修复用的钢板预制成“L”形状。修复时先将抽油机卸载，再在驴头两侧的开裂处同时用“L”形钢板加固，以确驴头应力集中部位抵抗交变载荷能力。

确保驴头顶丝到位：抽油机驴头顶丝的作用就是确保驴头与游梁更紧密配合，防止因驴头销子间隙过大造成驴头振动，如果驴头长时间在较大振动磨损状态下运行，严重的会因销子座磨成椭圆而出现异响。为此，使用单位必须及时修复所有锈蚀、变形的驴头顶丝，确保驴头顶丝完好、到位。针对已经出现异响的驴头需要安装双顶丝，防止因驴头两侧销子座磨损不同而影响整个驴头受力。

修井作业正确侧摆驴头：抽油机侧摆驴头是修井前必需的操作，要求修井作业人员在侧摆驴头前必须先松开驴头顶丝，在侧摆驴头操作过程中按抽油机设计要求正规操作。修井作业后再按抽油机设计要求回摆驴头，并及时紧固驴头顶丝。严禁自重摆驴头、大钩砸驴头等野蛮操作。

严禁设备超载：抽油机在使用时必须保证油井载荷与抽油机能力合理配套，发现油井载荷上涨并已超过抽油机额定现象，及时倒装相应的较大载荷抽油机。严禁用抽油机解卡及在驴头销子不全的状态下运行，确保抽油机的合理使用。明确巡回检查内容：加强抽油机巡回检查，明确抽油机巡回检查路线，丰富巡回检查内容。明确检查内容、在检查中路线、重点检查项，查出驴头开裂、工字钢开裂等如果作标记等。

三、结论

全面跟踪游梁式抽油机本体存在的缺陷，及时发现、及时修复，并对已修复过驴头的抽油机做好标记，确保操作人员及时掌握抽油机状况。合理进行油井与抽油机的匹配，确保抽油机的使用环境。游梁式抽油机操作人员、修井作业人员、维修人员必须按正规程序进行操作和维护，确保抽油机在最佳状态下运行。加强巡回检查和日常保养，优化结构、完善管理、防微杜渐，确保抽油机的本质安全。

参考文献

[1] 赵亚杰，黄华，王卫刚，赵伟.抽油机游梁平衡自動调节机构设计[J].石油矿场机械，2013，（11）：38-41.

[2] 陈磊.常见抽油机运动与动力分析、评价系统的研究[D].中国石油大学，2007.