抽油機配重箱的改造

王龍海，楊文嫻

（中原油田采油五廠采油二區，河南 濮陽 457001）

一、抽油機井的現狀

中原油田采油五廠新疆項目部管轄的抽油機設備，主要是CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型調徑變矩節能抽油機。在生產過程中，該類型抽油機經常遇到以下兩個問題：一是當驢頭懸點載荷超過110kN時，電機帶不動，需更換55kW電機；二是當驢頭懸點載荷低于56kN時，配重箱過重，抽油機不平衡。

二、平衡狀態對抽油機的影響

1.平衡狀態對抽油機的影響

(1)對電機使用壽命的影響

抽油機不平衡，會造成抽油機上下電流差值加大，差值越大，平衡率越低。當電流超過電機額定電流時，會導致電機線包發熱，引發短路故障。

(2)對減速箱使用壽命的影響

抽油機上下行電流差異較大，會導致減速箱在高速運轉中，齒輪受力的不均勻，從而引起減速箱輪齒破損，軸承松曠。

(3)對抽油機運轉平穩性的影響

抽油機在不平衡的狀態下長時間運轉，會導致支架擺動、底座和支架振動、電機振動、螺絲拉斷、中尾軸偏磨及縱橫向不水平。更加嚴重的會引起曲柄銷子軸斷裂，使抽油機單臂循環，導致翻機事故。

(4)對節能的影響

CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型調徑變矩節能抽油機的最大優點是能耗相對較低，與一般老式抽油機相比，節電在25%～40%，但如果抽油機在不平衡的狀態下運轉，不僅達不到節能目的，還會造成電能的浪費。

2.改進設想

作用于抽油機懸點上的載荷有三類，即靜載荷、慣性載荷和摩擦阻力，它是有變化的。當最大懸點動載荷低于56kN時，出現大馬拉小車現象，現有配重箱已無法滿足要求。解決不平衡的方案有兩種：一是換小型號的抽油機；二是改進現有抽油機的配重體結構，減少重量，提高平衡率。第一種方案需要花費21.78萬元，第二種方案只需花費4 680元，因此選擇第二種方案。

三、配重箱的改造

CYJQ14-5-73HY(Ⅱ)型抽油機起平衡作用的部分有：前驢頭1.4t，后驢頭5.7t、配重箱設計總重量4.1t(其中懸掛箱自重1.2t，最多可添加配重塊0.9t，配重體兩塊每塊重1t)。在生產過程中，當抽油機最大載荷低于56kN時，掛上最小的懸掛箱(1.2t)抽油機仍不平衡。因此參照懸掛箱的尺寸設計配重箱的結構，重量按懸掛箱的1/4設計為自重300kg，可添加配重塊1 100kg。經改造的配重箱是由拉桿、大螺母、保險擋桿、配種箱體和配重塊5部分組成。詳見圖1。

圖1

原配重箱同改造的配重箱相比有以下區別：原配重箱箱體重量3.2t，可添加配重塊36塊，重量900kg，體積為2m3，配重范圍1.2～4.1t；改造后的配重箱箱體重量300kg；可添加配重至1 100kg，體積為0.64m3，配重范圍0.3～1.4t。詳見圖2。

圖2 配重箱改造前后對比圖

四、應用效果

改造后的配重箱懸掛在后驢頭上，作上下垂直運動。經檢測可以承受負荷10t以上，不存在拉托現象，因此很安全。配重箱通過改造，減少了配重箱的箱體重量，能滿足最大動載荷在56kN以下的抽油機井調整平衡需求。該配重箱添加平衡塊較為方便，添加的數量由36塊增加到44塊。

目前這種配重箱已加工了6套，投用了2套，如果將其他4臺小型配重箱推廣到不平衡的抽油機井上，統一使用37kW功率的電機，開井時率按96%計算，一年可節約電費16.2萬元。

五、認識和建議

每口油井在轉抽前，應該準確估算出井下工況參數，當估算出的載荷低于56kN時，盡量引進小型抽油機生產；對已有的抽油機井，當載荷低于56kN時，盡量采用改造后的配重箱來調節抽油機平衡率。