抽油机皮带松紧度对原油产量与能耗的影响及治理措施

郭晓娟（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

皮带是抽油机运行所必要的传动装置，受皮带材料影响，皮带应用一段时间后会产生塑性变形，若不及时调整皮带松紧度极易造成皮带打滑甚至断裂的现象，特别是雨雪天气下皮带打滑或断裂问题较为突出，所以皮带松紧度调整尤为重要[1-2]。一般认为，频繁更换抽油机皮带不仅增加生产运行成本，而且对抽油机平稳运行、原油产量以及能耗等方面都会带来影响。然而，针对皮带松紧度对产量、能耗的影响，影响皮带松紧度的主要因素，现有操作规程和判别标准的现场可操作性，以及皮带松紧度采取的有效治理措施有哪些等一系列问题的认识还不清晰，也没有得到足够的重视。

1 皮带松紧度问题的影响

1.1 皮带松紧度的直接影响

抽油机皮带松紧度对抽油机冲次具有一定的影响，皮带松弛易引起打滑造成丢冲次现象。通过11口井测试反映：皮带稍松的情况下平均日冲次差65.8次，皮带松弛的情况下平均日冲次差295.16次，说明皮带越松弛丢冲次现象越明显，造成的能耗损失也就越大；皮带过紧的情况造成电机负荷大，冲次较皮带松紧度合适的时候有所减少，平均降低100.80次，所以皮带松弛和过紧都会对冲次造成影响。据11口井试验情况统计，皮带松紧度差异引起的平均日冲次相差176.44次，平均日产油相差0.030 2 t，平均日能耗损失3.56 k Wh，按照5 000口井计算，出现一天皮带松紧度不适当的情况就会造成151.0 t的产量损失，17 800 kWh的能耗损失。列举部分抽油机皮带松紧度对产量及能耗影响情况统计见表1。

表1 部分抽油机皮带松紧度对产量及能耗影响情况统计

1.2 雨对皮带松紧度的影响

雨季期间由于雨水的影响，抽油机皮带与皮带轮特别是电机皮带轮之间会发生打滑，引起丢冲次现象。通过12口井测试得出，皮带松紧度合适、过紧、松弛的情况下在雨天都会出现丢冲次现象，皮带松弛的情况最为严重；11口井在皮带合适的情况下，受雨水影响引起的平均日冲次相差172.6次，平均日产油相差0.021 47 t，平均日能耗损失2.34 kWh；4口井在皮带松弛的情况下，受雨水影响引起的平均日冲次相差733.17次，平均日产油相差0.254 47 t，平均日能耗损失15.65 k Wh；1口井在皮带过紧的情况下，受雨水影响引起的平均日冲次相差244.8次，平均日产油相差0.029 52 t，平均日能耗损失0.94 kWh。整体上受雨水影响引起的平均日冲次相差317.25次，平均日产油相差0.080 22 t，平均日能耗损失5.58 k Wh，按照5 000口井计算，受雨水影响一天就会造成401.1 t的产量损失，27 900 kWh的能耗损失。列举部分雨天抽油机皮带松紧度对产量及能耗影响情况统计见表2。

表2 部分雨天抽油机皮带松紧度对产量及能耗影响情况统计

现场试验的过程中，发现雨后皮带磨损断裂3口井，都是由于皮带松弛在雨前未及时调整的原因造成的。

2 皮带松紧度调整现状

2.1 操作程序要求存在的问题

在Q/SYDQ0804—2013《采油岗位操作程序及要求》中，明确了对皮带松紧度调整的操作要求为皮带下按单根不超过两指，联组带下按不超过20 mm[3]。

在这个操作程序要求中对皮带松紧度调整做了量化处理，然而这个量化值在执行中偏差较大，主要存在以下3个方面的问题：

1）按压位置不明确，同样的力按压皮带边部与中心差别较大。

2）按压方向不明确，是垂直皮带按压还是向下按压就可以。

3）按压的力不明确，不同的人施加力量、感受皮带位移等方面都存在明显差异。

2.2 企业判定标准存在的问题

针对《采油岗位操作程序及要求》中对抽油机皮带松紧度调整的不足，在Q/SYDQ0813—2014《游梁式抽油机操作、保养、维护、修理规程》这个企业管理标准中，对抽油机皮带松紧度判定执行的标准做了明确的量化，具体规定如下：皮带松紧程度可按照在两皮带轮间跨度的中点施加90 N垂直于带边的力，使跨度每100 mm产生1.6 mm挠度为宜[4]。

但是，按照这个判定标准执行仍然存在3个方面的问题：

1）标准在执行过程中无法度量，过于强调了量化数值，而没有规范的仪器来执行。

2）标准量化数值过于固定，即便有相应的仪器也需要反复调整才能达到标准要求。

3）标准量化的数值未区分皮带型号，这样皮带越长就需要拉的越紧才能满足标准要求，按这个标准执行存在大型号皮带调整过紧的问题。

2.3 现场操作存在的问题

抽油机皮带更换及松紧度调整不仅需要移动电机位置，而且需要调整四点一线，才能保证皮带正常使用。因此，进行皮带更换及松紧度调整时都需要停止抽油机操作，据统计更换抽油机皮带操作平均用时15 min/次，皮带松紧度调整操作平均用时6 min/次，频繁更换与调整会影响油井产量。

另一方面，更换或调整后皮带松紧度的判别是因人而异的，普遍存在皮带调整过紧的问题。皮带过紧不仅会降低皮带的使用寿命，而且加大了电动机皮带轮及减速箱皮带轮轴承上的作用力，加速了轴承的磨损，造成漏油甚至减速器的损坏。

3 皮带松紧度问题治理措施

3.1 皮带松紧度调整量化

针对操作要求及标准中存在的不足，以及现场操作中存在的问题，有必要对皮带松紧度调整进行量化处理。因此，研究了抽油机皮带松紧度量化装置，由端头、前杆、推拉力计、固定器、后杆组成[5]。抽油机皮带松紧度量化装置见图1。

图1 抽油机皮带松紧度量化装置

该装置的应用原理：将端头从一侧插入皮带，向下按压后杆，推拉力计的前端感应触手就会与皮带接触，继续按压后杆，直至后杆把手处测点与皮带轮和皮带切点相接处，读取推拉力计数值即可得到皮带松紧度量化数值，抽油机皮带松紧度量化装置的应用见图2。

图2 抽油机皮带松紧度量化装置的应用

由于不同型号的皮带、新旧皮带的差异，判定标准可能存在差别，所以基于抽油机皮带松紧度量化装置，组织专家进行了皮带松紧度调整量化专家现场论证，对不同型号的皮带松紧度是否合适做出鉴定，经专家组现场试验、论证最终确定，应用抽油机皮带松紧度量化装置测量抽油机皮带松紧度合适的区间为：5380型皮带，新皮带90~100 N，旧皮带85~95 N；5080型皮带，新皮带95~105 N，旧皮带90~100 N，新旧皮带松紧度量化判定见表3。

表3 新旧皮带松紧度量化判定

3.2 应用电机调整滑轨

针对更换皮带费时费力以及“四点一线”调整依据经验等问题，应用了电机调整滑轨电机调整滑轨见图3。应用专用扳手旋转螺栓即可快速调整电机位置，螺栓旋转角度有刻度，可定量调整电机位移，操作简单、方便[6]。应用电机调整滑轨，更换皮带只需1人3 min即可完成，工作效率、质量大大提高。

图3 电机调整滑轨

3.3 举升制度优化

针对地下供液能力情况优化抽油机举升制度，根据产液量情况采取井间歇采油制度、不停机间抽制度、过渡轮技术、柔性控制、长冲程技术等[7-9]。

3.4 加强清蜡降黏管理

加强药剂使用台账、加药制度、加药记录、热洗计划、热洗记录、热洗效果等资料管理，落实雨季加药、热洗问题，应用超前高温高压热洗、电磁防蜡等技术措施，按照产液量分级推荐加药量，实现300 m远程加药技术，并健全雨季期间加药降黏管理制度，保证抽油机平稳运行[10]，降低皮带损耗。

3.5 加强平衡调整

通过加强现场检查力度及时发现不平衡井，通过井况测试核实，对因平衡块位置不当引起的平衡问题利用功率法研究认识进行平衡调整，电流平衡与功率平衡关系图版见图4，保证抽油机平衡效果，避免平衡问题引发的皮带损耗严重问题。

图4 电流平衡与功率平衡关系图版

3.6 盘根松紧度调整量化

为避免盘根过紧问题的发生，盘根调整应用扭矩扳手进行调整，并对盘根松紧度调整数值依据不同情况进行了量化。盘根盒松紧度调整见图5，抽油机井盘根盒松紧度执行标准见表4。

图5 盘根盒松紧度调整

表4 抽油机井盘根盒松紧度执行标准

3.7 其它问题治理措施

1）应用皮带防护罩。针对雨雪天皮带打滑甚至断裂问题，研究了皮带防雨罩，将减速箱皮带轮与电机皮带轮及皮带进行遮挡，避免雨雪对皮带的影响。

2）应用防滑皮带轮。对不能安装皮带防护罩的井，研究应用电机防滑皮带轮。在电机皮带轮基础上进行改进，将皮带轮开斜槽及钻通孔，利用抽油机皮带轮旋转的离心力使皮带与皮带轮接触部位的水顺排水通道排出，减少水对皮带的影响。

3）及时更换皮带及皮带轮。加强抽油机井日常巡检，对皮带断裂、电机皮带轮损坏的井，及时更换皮带或电机皮带轮，减少能耗、产量损失及皮带损耗。

4 结论及认识

1）抽油机井皮带松紧度调整不当，易造成皮带打滑甚至断裂现象的发生，对产量、能耗具有一定的影响，特别是雨雪天气对产量、能耗的影响较大。

2）影响皮带松紧度的主要因素有地下、地面、季节、皮带自身等四大方面14种因素，针对影响因素及现有操作中的不足采取皮带松紧度调整量化、应用电机调整滑轨、举升制度优化等9个方面的措施可有效治理皮带松紧度问题带来的影响。

3）皮带松紧度调整对实现油田原油稳产、降本增效具有重要意义。