自动化技术在抽油机维修配套中的应用

2021-01-25赵可远

设备管理与维修 2021年24期

赵可远

（辽河油田辽兴油气开发公司，辽宁盘锦 124010）

0 引言

通常抽油装置会因为劳动强度高而发生故障，而相关工作人员使用传统的维修办法效率不高，难以达到高品质工程标准。随着电气与液压技术的逐步发展，利用自动化技术维护抽油设备可以获得较高效率。企业应通过独立创新、引进自动化设备等途径，提高抽油设备的使用效果。

1 抽油机常见问题分析

因为有很多部件和复杂的内部构造，所以抽油机安装程序非常复杂，一旦安装有问题将直接影响装置的使用效果。同时，机组维修也是一项必须由专业技术人员完成的精细工作，技术人员在操作时需要耐心、谨慎。不过因为大部分的维修人员只通过短时间的训练就从事安装工作，专业安装水平并不高。

抽油装置中需要由连接装置来传送资源，其中曲柄销是传送力的主装置，曲柄和连接杆形成输电线路。由于抽油机组所在的地理环境复杂，运行时抽油机会存在曲柄销松动的问题，这样会大幅降低发送功率效率，进而影响装置的生产效率。润滑油通过轴承空间流向曲轴销、对曲柄销有重要作用，由于轴承空间狭窄，一旦有杂质混入则会阻止润滑油达到曲柄销、降低生产效率。

在整个装置中，减速箱有保护抽油机功能的作用，其在工作中也经常出现故障，主要原因是没有对抽油机进行定期维护、油田出现严重的磨损、减速箱齿轮位置有严重的腐蚀等。由于抽油机的工作环境较差、原油腐蚀比较严重，因此会导致齿轮损坏进而影响其生产效率。齿轮变形也是减速箱的常见故障，原因是抽油机长期处于过载工作状态，其压力大于额定压力。

2 自动化技术在抽油机维修配套中的作用

2.1 开发电动油压式曲柄机

减速箱是抽油机的主要工作部件，一旦装置漏油或齿轮损伤则需要将减速器放回交换机进行更换。为了不影响减速箱的维护工作，在回工厂前需要拔下抽油机的曲柄。减速器的输出轴一般由油压汽缸支承，抽油机的曲柄受到反作用力的影响时会被拉出。在传统的施工操作中，需要用倾斜的铁棒插入曲柄的开放端后用斜板粉碎，再用吊车和刮板锤从抽油机的减速器中取出曲柄，操作时倾斜的铁棒非常容易被弹出、工作的危险性增加，并且这一操作耗费的人力资源较多且工作效率和质量不高，因此企业要独自开发电动油压式曲柄机，在运行中用固定爪锁固定抽油机的位置。电动油压式曲柄机操作简单、工作效率高，一个人能很好地完成多人的操作，减少员工的工作时间且使用效果较好，基本上可以满足企业的生产需要。

2.2 运用新型扳手类工具

新的钳位器是人们通过概念和研究发明的特别工具，通过其倾斜的铁棒的打击动作可以变成旋转螺母的当前动作，提高生产安全性。丝杠上端的焊接接口需要连接定位装置的钢板夹子，此时手动旋转螺母使作业面和螺丝棒接触后，使用扳手旋转螺母进一步抬起螺丝棒，其目的是将曲柄孔打开到某个状态。这种运行模式节省时间和劳力，提高安全率，可以取代传统操作。也就是说，倾斜的铁棒在以往的运转工序中被人弹出，消除了受伤的不安全因素，解决了因曲柄破裂而引起的曲柄剪断等问题。以前这种维修办法有一定危险，但在采用创新的自动化维修方法后，提高了油气开采工作效率和操作质量，减少了潜在的风险和质量问题，维修效率和质量均优于传统的维修方法。

操作抽油机是一种体力劳动，风险较高，而应用自动控制装置和工具可以降低操作风险及相关人员的劳动强度，提高工作效率。电动扳手是一种以交流电作为动力的优质工具，能在正常的范围内控制螺栓紧固力，工作效率比传统扳手更高。另外，电动扳手的电阻率非常小，可以显著提高工作人员的热情、加快建设速度，实现更好的管理效益。

2.3 曲柄销的自动化维修

抽油机工作强度高、故障率较高，所以油气开采企业必须了解常见故障的有效维护方法。

（1）曲柄销主要是用来连接曲柄和连接杆的，在工作过程中经常损坏，发生破损时应立即更换并分析破损原因。为了有效防止曲轴销破损，使用更高强度的材料对抽油机进行全周检查，确认抽油机的行驶阻力是否过大并在短时间内排除。曲轴销断裂的大部分原因是空泵现象，一旦发生空泵现旬泵电阻就会大大增加。为有效防止空泵现象，可以采用空气防御泵系统，监测到空泵后抽油机会自动停止工作。曲轴销磨损断层是持续断层，主要使用车削套管法和喷雾电镀法，喷涂电镀法可以有效提高表面硬度，虽然维修效率高，但这种方法不适合磨损严重的情况，这时应更换或转动套管。大部分磨损是由于润滑不足造成的，所以相关工作人员必须仔细检查抽油机润滑系统并疏通堵塞的油路，使抽油机正常运行。

（2）抽油机减速箱漏油现象主要是由于老化，导致密封材料对减速箱连接面的密封效果劣化。为了避免该类故障，可以用复位密封装置对接合面进行处理，也可以使用密封环、O 形圈等更先进的密封技术，并定期检查减速箱的密封状态。为避免抽油机漏油问题，相关工作人员还要采取避免振动的措施。

（3）在运行中抽运单元发生吸盘棒偏心磨损现象，主要原因是油井本身的偏差。抽杆偏转后需要在短时间内修复，磨损不严重时可以通过离子喷雾修复的方法来提高表面强度。为了防止吸引杆磨损，可以使用表面硬度高的吸盘棒，或者在吸盘棒下面施加一定的重量来改善吸引杆的状态，避免局部引力过度。相关工作人员应定期改变吸引杆的位置，使其磨损更加均匀。另外，在科技快速发展的背景下，应用新原理可以创建新装置，如在威尔管中添加触发器、使吸引杆和管移动，有效降低磨损现象。

2.4 运用自动化维修工具

对于连接器，抽油机一般采用高强度螺栓连接并组合使用，在运行过程中如果超过紧固扭矩的范围，则很难确保螺栓连接的强度和连接的可靠性，这时如果操作员用传统的扳手执行一定的扭矩分解则会产生更大的影响，导致更严重的结果。电动扳手的电阻率非常小，这可以显著提高工作人员的热情、加快建设速度，实现更好的管理效益。

抽油机运行过程中，日常的交叉维护方法是：①对抽油机各部位的螺栓进行紧固，确保抽油机整体的整洁性；②将润滑油填充到各润滑部件中；③调整抽油机处于平衡位置。每个轮班的工作人员都有责任每天维护抽油机，为防止螺栓松动和滑动，负责对抽油机各部分的螺栓进行检查和紧固。特别需要注意是对曲轴销的特殊检查，一旦没有合理地控制住问题就很容易发生事故，抽油机就会停止工作。

为了确认齿轮是否咬合，需检查抽油机的减速器、确认其运行状态，发现异常时应在短时间内更换，以确保马达处于高速旋转的状态。然后再开始三轴二级减速，旋转至曲柄低速旋转，检查泵送单元的动力传递功能，同时检查泵的机身，确保其不含油、符合清洁条件。

为了达到理想的润滑状态，应检查减速箱、中轴和其他部分，确保设备运行声音正常、油水平正常。在日常维护过程中，如果抽油机零件损坏则应及时修理或更换，保证抽油装置正常工作。还应根据抽油机的生产数据判定抽油系统的工作状态。例如，根据测试指示器图判定打孔泵的行驶状态，一旦打孔泵不能运转相关工作人员则必须进行修理和检查，使其恢复正常的生产状态。