老式游梁平衡抽油机安全节能升级技术改造

2019-06-03吴艳茹张鹏

中国设备工程 2019年9期

吴艳茹，张鹏

（大庆石油管理局有限公司松原装备制造分公司，吉林松原 138000）

随着石油资源的不断开发利用，老型号的游梁平衡抽油机已经不再适用于老油井的开发利用，在井场使用的老式游梁平衡抽油机面临着被淘汰的情况。大庆油田和吉林油田使用老型号抽油机的油井数量多，如果全部更换新型抽油机将给油田带来很大的经济损失和资源浪费。基于这种情况，企业对采油厂的CYJ6、CYJ8、CYJ10型老式游梁平衡抽油机进行了技术改造升级。这些抽油机绝多大数为老式游梁平衡抽油机，属不节能的老机型，减速器、刹车等部件存在着诸多结构不完善之处，亟需对其进行节能改造。

1 改造方案

为解决老抽油机能力不足问题，把常规游梁式抽油机改造为下偏杠铃复合平衡抽油机；为解决驴头喉口处应力集中、易撕裂问题，在驴头两侧板的上销板处分别加补强板；为解决刹车安全性低问题，给刹车装置增加二次保险装置；为解决曲柄销螺帽易退扣问题，对曲柄和连杆装置进行改造，增加了曲柄销与曲柄间的防转功能。

2 具体实施

2.1 设置下偏杠铃平衡装置

在有杆采油中，抽油机的负荷是特有的大惯量可变负荷。即在启动、上冲程、下冲程相差悬殊。小功率电机在启动时困难，大功率电机在正常运行后又会形成“大马拉小车”的现象。老式游梁平衡抽油机由于其结构平衡性能差，造成动载系数大、负扭矩大；四连杆机构运转时，受力不均，影响减速器、中央轴承、曲柄销等的使用寿命。

改造方法如图1所示，将下偏杠铃装置与老式抽油机的游梁尾部用螺栓刚性连接，依据抽油机的原始资料，用专用软件对偏置角和偏置半径进行了优化。选出最佳平衡点，使杠铃的扭矩峰值能有效的平衡悬点载荷扭，矩峰值起到削峰填谷的作用。

图1 增设下偏杠铃平衡装置的老式游梁平衡抽油机

2.2 防撕裂改造

为了预防旧抽油机驴头因受应力集中出线撕裂现象，对驴头进行了防撕裂措施。如图2所示，驴头侧板中部，与销板焊接上喉口处，因是直角，在铆焊下料切割时，必有切割过大的现象，同时由于抽油机在工作过程中，惯性载荷和交变载荷使驴头在上喉口处受到较大的集中造成的微小裂纹将逐步扩大，并最终导致驴头撕裂处损坏，造成严重事故。

为了预防出现驴头撕裂现象，我们采取在驴头两侧板的上销板处分别加补强板，如图2所示。

图2 改造后的驴头

2.3 二次刹车保险装置

在对抽油机进行日常维修保养或调整作业中，常发生刹车打滑、溜车现象、存在严重安全隐患。现在绝大数刹车均使用石棉刹车瓦，由于抽油机都是在野外使用，在雨天吸水膨胀，在此期间如果进行维修，膨胀的石棉刹车瓦在失水后萎缩，导致无法与刹车瓦密切结合，造成人员伤亡。

为了避免刹车溜车给人员和设备安全造成隐患，对刹车进行了改造。如图3所示，此套装置主要由制动板、刹车毂、定位轴及刹车瓦等部件组成。制动板和刹车瓦安装在定位轴1上，可以绕定位轴旋转，形状如图中序号4所示，带有凸台用于锁紧使用。刹车毂外径侧端面上均布有6个凹槽，与制动板上的凸台相配合。在抽油机运行过程中，制动板放在支座上，支座通过螺栓与减速箱主动轴承盖安装在一起。

图3 二次刹车保险示意图

3 经济效益

企业分别对吉林油田的长春、新民、新立、新目、英台、红岗和乾安等采油厂的老式抽油机进行了改造。整机的改造价格在6万左右，平均下来每台利润约为1.6万元，因此对抽油机节能升级改造会为企业带来可观的经济效益。用户每台抽油机更新节省的费用为6-1.6=4.4万元。同时，还节约了各种维修费用,减少了由于曲柄销松动而导致换曲柄的资金；刹车安全装置的配备，为作业人员的人身安全提供了保险。根据用户现场统计，使用改造后抽油机的油井，每天新增产值为1.67万元，每年新增产值为1.67×365=609.55万元。