浅析抽油机多功能检修车研究与应用

李勇，段秉红，范新冉，彭锡文，张智强，张晓璇

(中国石化胜利油田，山东 东营 257000)

1 现状

一直以来，现场抽油机维护操作主要采用传统模式，即由职工登高至游梁、减速箱、曲柄或进入机架内部，采用黄油枪、扳手、大锤、撬杠、导链等工具完成轴承润滑、冲程调整、调平衡等操作。现场自动化水平低，总体处于“劳动强度大、参与人员多、耗时长、QHSSE管理压力大”的落后状态。特别在油田深化改革，开发单位推进新型采油管理区建设的背景下，人工密集型的操作方式限制基层价值创造及人力资源优化。开展车载多功能抽油机工作平台研究及试验，是减轻劳动强度、提升安全环保管理水平、提高人员利用率、缩短操作耗时、增强油气生产保障能力的必要手段。

2 存在问题

2.1 高空操作，安全防护存在缺陷

油田《采油系统操作规程》涉及游梁式抽油机36项，操作中有17项需要登高，其中抽油机二级保养、更换毛辫子、平衡调整、更换曲柄销4项操作尤为频繁，具体过程中主要存在以下4项隐患：

（1）游梁式抽油机在维护保养中进行尾轴承、驴头销子、连杆销等操作时，缺少必要的安全防护措施，存有安全隐患。特别是驴头销子，如保养不到位，在驴头让位、复位时需吊装作业，增加作业成本且易伤害设备。

（2）游梁式抽油机在保养更换毛辫子等高空操作时，由于机身设计上的缺陷，安全带只能低挂高用，具有很大的安全隐患。

（3）游梁式抽油机在调整曲柄平衡等半高空操作时，缺少必要的防护措施，存有安全隐患。特别是在曲柄尾部操作，悬挂安全带反而不利，一旦出现异常情况，极易造成人身伤害。

（4）10-4.2型、12型、14型大型抽油机，在进行高空操作时，安全保护措施更加匮乏。以10-4.2型抽油机为例：游梁单个扶手间距达1.89m,中间无防护；驴头区域垂直1.2m区域内无防护；支架到游梁0.9m垂直区域内无防护。

2.2 人员老龄化，登高操作效率低

随着职工结构的老龄化，外闯市场项目的开展，油田50岁以下男职工逐步减少，已经不能满足油田现阶段生产管理和维护的要求。人员老龄化致使处理抽油机故障不及时，影响油井生产的现象时有发生。

其中，定期检测调整抽油机曲柄平衡率是注采管理的一项重要工作，一台抽油机上下冲程差一个安培电流，每天就是16°电的浮动。由于调整平衡率工作量、劳动强度大，危险系数高，注采维修站青壮年少，致使调整不及时，有部分井平衡率达不到85%的规定要求，导致用电成本增加。每个班组平均管理着70口抽油机井，能够从事高空操作的人员只有4～5人，由于缺少必要的辅助设备，致使工作效率较低，每年因除锈防腐、更换毛辫子、调整曲柄平衡等工作耗时长，造成产量损失，甚至因毛辫子断裂拉弯光杆与维护时间过长造成油井出砂躺井。

2.3 工具种类繁多，机械化程度低

对《采油系统操作规程》进行统计，现场操作涉及施工工具以管钳、扳手、起子、撬杠、大锤、套筒、压杆黄油枪等传统工具为主，此类工具笨重，自动化程度低。如更换毛辫子中的“高空抡大锤”、抽油机二级保养中的“多枪高低倒换注黄油”、更换曲柄销中的“人海战术拔曲柄销”等现象在现场十分常见。采油工不仅需要频繁登高、进入受限空间，还需要用笨重工具从事劳动强度高的操作，造成工作效率低下。

3 解决方案

研发、推广、应用专门为注采站设计的抽油机多功能检修车，加装有半箱式高空平台、伸缩平台，配备液压、气动助力系统，集成抽油机配套检测存储仪器与专用操作工具，适用于油田各型号抽油机的现场维修保养及普通吊装作业，以提高抽油机维护工作的安全性,提升维护、保养工作效率。

抽油机多功能检修车由底盘、低位工作平台、吊臂、高位工作平台四大部分组成。适用于抽油机的现场维修、润滑、保养、调整及起重等作业，同时也可用于其他高空作业，是典型的一机多用的机动设备。

3.1 高空安全操作平台技术

研究抽油机维护保养操作内容可将抽油机登高操作分为2类，一类是低位操作，包含更换曲柄销、平衡调整、更换减速箱机油等操作；另一类是高位操作，包含更换毛辫子、中（尾）轴承润滑等操作。高位操作如更换毛辫子，一般是单人定点操作，需求操作空间小；低位操作如平衡调整，一般是多人协同移动操作，需求操作空间大。由于操作平台的举升高度、面积、质量越大对汽车底盘质量及支承系统的能力需求越大，整套装置的成本也就越高。为满足各种操作内容对平台空间尺寸、举升高度和控制成本的要求，决定研制2套操作平台，即低位操作大平台和高位操作小平台。

3.1.1 低位操作平台

主要研发回转升降功能的低位作业平台，完成升降、旋转、伸缩动作，实现不同规格井场中将人员输送至抽油机一侧，为平衡调整、曲柄销更换等操作提供水平、稳定、足量操作空间。平台由液压马达、蜗轮蜗杆机构、回转支承、回转底座、起升加作业平台组成。

3.1.2 高位操作平台研制

高位操作平台由折臂式随车起重机和工作斗配套实现。当起重机输送搭载人员的工作斗至操作位置时，人员搬动锁紧阀，使工作斗固定在平衡位置，进行相关操作。

3.2 车载工具配置

随车维修作业工具有柴油发电电焊机、气动高压注油器、液压扳手、分离式螺帽破解器，使抽油机检修作业实现半自动化，操作简便，大大提高了工作效率。

（1）柴油发电电焊机

考虑到抽油机检修过程中围栏、压杠、护圈等钢制零配件加强、防盗等措施频次较高，在底盘后侧配置了柴油发电机及电焊机，避免电焊拖拉机配合作业，优化整体施工人员数量。

（2）气动高压注油器

集成安装气动黄油加注器，由于车载气压系统工况稳定，润滑脂加注压力可达到30MPa以上，施工时间压缩至15min以内，施工效率显著提高。同时润滑工作与其他操作同步开展，进一步缩短了停井时间。

（3）液压扳手

配置液压扳手，利用液压系统预留控制接头，可快速紧固、拆卸27～52mm的螺母，降低平衡调整、压杠紧固劳动强度。

（4）分离式螺帽破切器

螺栓锈死在现场经常发生，以往工作中常采取气焊切割。由于油井井口附近动火属一级动火，危险性大，动火手续办理复杂。因此集成螺帽破切器，避免动火，降低安全风险，减少安全管理资源占用。

（5）曲柄销拆卸工具

利用维护车低平台，以曲柄为基础，以液压为动力，研制静压装入、遥控撞击冲出曲柄销专用装置，并加装曲柄销专用吊装机，在拆装过程中，代替人工搬运，实现更换曲柄销安全、可靠、降低劳动强度等目的。

（6）毛辫子润滑

利用维护车高位平台，使用毛辫子防腐润滑装置快速、均匀保养毛辫子。毛辫子防腐润滑装置由油泵、高压管汇及控制、举升杆、涂抹头及夹紧释放等部分组成。

（7）状态监测仪器

配置曲柄销超声波检测仪，利用超声衍射原理对曲柄销工况进行检测、评估和诊断，可以在不打开盖板的情况下准确判定曲柄销子技术状况；配置测温仪，采集温差数据，掌握减速箱状态；配置噪声仪，在现场对抽油机各个部位产生的异常声音进行检测。

3.3 管理与推广

抽油机多功能检修车实施专业化管理，目前已制定相应劳务定额，新型采油管理区购买车载工作平台相关服务。在做好技术完善的基础上，同时积极从标准制定等方面做好工作，确保设备安全操作，提高现场适应性。

一是依据业务内容，编制人机结合的采油操作规程43项。

二是编制设备操作规程、维护保养规程、巡回检查规程以及应急处置方案等。

三是对设备组成、型式、型号、基本参数、要求、检验规则、标志、包装、运输及贮存等方面进行详细规定，形成技术规格书，指导设备采购。

4 取得效益

截至目前，油田范围内已经推广应用车载多功能抽油机工作平台20台以上，经济社会效益显著。

（1）减少隐患风险，降低劳动强度

满足抽油机登高维护保养工艺要求，避免部分操作中安全带低挂高用现象，有效提高高空操作的安全性，消除施工过程中的安全风险，降低施工劳动强度。

（2）提升现场操作机械化水平，缓解采油用工紧张现状

应用车载多功能抽油机工作平台将高空操作人数由原来的4～5人/站，扩展到所有员工，大幅提高新型管理区人员利用率，提高工作效率。

（3）减少耗时，提高工作效率

抽油机轴承维护保养耗时，由原来的2人60min降低到1人15min左右。更换毛辫子耗时，由原来的100min降低到30min左右。调整曲柄平衡耗时，由原来的60min降低到20min左右。

5 结语

目前，抽油机多功能检修车在油田范围内推广应用，得到广大干部职工认可。该机械化装置实用性强，高低位平台降低抽油机维护保养过程中登高安全风险，车载专用工具大幅降低操作劳动强度，一次停机进行维护保养的同时亦可开展设备体检。同时解放人力，创造价值，将高空操作人员人数扩展到所有员工，提高人员利用率，是一次对采油现场操作机械化、自动化的探索。