浅谈抽油机减速箱轴端密封装置研制与应用

刘伟

（中油辽河油田公司曙光采油厂采油作业二区，辽宁 盘锦 124109）

1 抽油机减速箱漏油的部位及原因分析

游梁式抽油机机械漏油的方式有多样，最常见的是减速箱主动、从动轴的轴头密封处漏油，尤其是主动轴密封圈出漏油最为严重，现场分析，对于一些内涨式刹车的减速箱，主动轴（输入轴）安装刹车轮毂一侧漏油更为严重，原因是主动轴在运行时，抽油机上、下行负载换向力矩的变换，长时间运转，造成串轴现象，相应的密封装置也损坏，失去密封作用，出现了漏油。除上述几种情况外，还有以下几种漏油部位：（1）减速箱上、下箱体结合处漏油；（2）减速箱尾部视孔盖出漏油；（3）减速箱底部放油孔出漏油。

2 抽油机减速箱漏油现状及造成的损失分析

2.1 抽油机减速箱漏油现状调查

曙光采油厂采油作业二区共有抽油机235 台，抽油机维修管理工作量大，尤其是减速箱输出轴油封渗漏是常见的问题，它不仅影响设备清洁，增加润滑油损耗和维修工作量，而且还使轴承、齿轮润滑不良，寿命缩短，影响开井时率，增加了修理成本。

通过对2018 年部分采油站抽油机减速箱输出轴密封渗漏的统计表（见表1）以及现场拍摄的抽油机减速箱渗漏图片（见图1）可以看出，环境污染和设备损失非常严重。

表1 2018 年部分采油站修复抽油机减速箱输出轴密封渗漏统计表

图1 抽油机减速箱输出轴密封渗漏图片

统计2018 年度作业区，因抽油机减速箱渗漏、员工巡回检查不及时、减速箱缺失润滑油造成抽油机减速箱齿轮、轴承损坏，增加修理成本26.5 万元。减速箱渗漏造成井场污染赔偿费用等各项支出共计12.8 万元，所以，解决减速箱渗漏是管理好采油设备的重要环节。

2.2 原因分析

现场统计结果表明，抽油机减速箱输出轴润滑油渗漏情况十分严重且普遍存在。近年来，随着“四新”技术在油田上的推广应用。如何有效地经济地解决抽油机的漏油问题，从根本上解决这一顽症，成为人们日益关注的问题。

首先，我们对在用的三种抽油机密封方式进行分析对比：

（1）老式堵漏方法毛毡塞堵法密封。在实际生产中，填料毛毡会变硬而失掉弹性，输出轴旋转带来的振动以及没有良好的润滑，磨损严重，从而失去密封效果，不易调节，漏失量大，使用时间短，堵漏效果不佳。

（2）橡胶油封圈密封法。由于抽油机工况恶劣，温度变化大，橡胶油封圈膨胀不均匀，易老化，造成抽油机减速箱输出轴密封失效，并且更换时间过长，影响开井时率，效果也不佳（见图2）。

图2 橡胶油封圈压盖密封失效图

（3）机械密封法。其原理是通过机械密封内部的耐磨胶圈与输出轴紧密接合，抽油机在运转时，利用机械密封的动、静面相互摩擦，达到无渗漏，但是造价高、结构复杂，安装烦琐，不易采用。

针对上述三种抽油机减速箱封堵密封方式，我们分析对比，找出了现用减速箱漏油密封方式及结构存在的不足：

（1）稳定性差，易产生漏失。

（2）结构复杂，更换工作量大。

（3）维护费用高，安装时间长。

2.3 研制新型密封装置

通过对在用三种密封方式的分析对比的结果来看，均不能达到设定的目标。结合现场情况，分析减速箱漏油部位及各种型号的抽油机，我们研制了新式填料函密封法，其结构简单，操作方便，其原理是通过填料函内部的耐磨填料与输出轴紧密配合，可随时调节填料函压盖的松紧度，压紧耐磨填料，达到无渗漏，填料函及压盖可循环利用，现场操作性能强，安装后使用周期长，解决了生产中存在的问题，减少了维修成本，提高了开井时率。

3 抽油机机械轴端密封装置的研制与应用

3.1 对策的制定与实施

首先，对减速箱生产厂商提出了4 点建议：一是减速箱轴端密封圈压盖采用易拆卸式结构，各轴端密封圈留取开口，便于后期维修。二是减速箱输入轴轴承处回油孔适当加大，便于润滑油流畅。三是对减速箱壳体进行时效处理，防止壳体变型，避免沿合箱体面是漏油。四是在减速箱底座的合箱面上铸造出或加工出一条环形油槽，而且有多个回油孔与环形油槽连通，在减速箱工作时，一旦有润滑油渗入合箱面时，将会自行进入环形油槽，再经回油孔流入箱体内，避免润滑油不会沿合箱面渗漏到减速箱壳体外。

3.2 设计应用新型密封装置

这种抽油机减速箱密封装置，由轴端盖、密封槽、固定螺孔、固定螺丝、填料函和填料函压盖组成，填料函压盖内有一道密封槽，密封槽内装有密封填料，填料函上有六个盖板孔，还有六个固定螺孔（见图3、4）。

在制作轴端盖时，在端盖内圈加工倒角，可以有效地增加填料的密封性，达到密封效果，经过长时间的运行、磨损后，可以拆卸端盖，重新更换添加密封填料，达到再次使用的目的，拆装便捷，省事省力，节省成本，提高效率。

图3 新式密封装置剖面图

图4 原密封压盖及新式密封压盖

3.3 新型密封装置的现场安装与应用

（1）将维修抽油机停在下死点，拉紧刹车，扣好死刹；使用吊车将抽油机曲柄取下，把减速箱输出轴端盖取下，利用轴端盖内的空间，车大孔径（见图5）。

图5 现场更换密封装置图

图6 现场完成效果图

（2）将加工好的填料函用螺栓固定在原端盖内，安装在抽油机机体上。

（3）把填料挤压在填料函内，调节固定好填料函压盖；用吊车将曲柄组装好，按操作规程启抽（见图6）。

3.4 效果检查

2019 年6 月，先后在曙古44#、双北30-42#、26-24#、27-28#等井安装实施后，到目前为止，均未发生漏油现象，取得了良好的密封效果。

新式密封装置内密封点共有三处，密封点多，为了减少填料取出时间以及装置内密封点个数，我们又进行了改进。首先，我们利用自行车辐条研制出填料取出专用工具，大大缩短了维修时间，提高了单井时率。抽油机减速箱新式密封装置内密封点共有三处，其一是填料函压盖内有一道密封槽，其二是填料函与减速箱输出轴端盖之间（此处需加青稞纸密封），其三是填料函与输出轴之间的密封。

首先，把填料函与减速箱轴端盖做成一体，减少一处密封点，即减少一处漏失点。为此，我们又加工了多套填料函与减速箱轴端盖做成一体的密封装置。2018 年11 月分又在杜古30-20#、30-12#安装了机盖一体的新式密封装置，实施后，效果明显，到目前为止，均未发生漏油现象。

4 结语

抽油机减速箱新式密封装置现场实施后，岗位员工可根据实际情况现场调节填料函压盖松紧度或更换填料，从而减少停井时间，提高了抽油机单井时率，改善了抽油机现场管理水平，减少了环境污染，大大降低了员工清洁抽油机的劳动强度，该装置低成本、可操作性强、能循环利用，得到了广大员工的一致好评。

为了巩固已取得的成绩，对装置的使用、维护实行标准化管理，我们做了以下工作：一是提高员工对抽油机减速箱渗漏给生产现场管理带来的难度的认识，同时，让大家了解到改进密封方式改变现状的作用，强化了责任心。二是组织培训干部、员工学习抽油机减速箱新式密封装置的结构、原理以及安装的注意事项，安全正确操作。