游梁式抽油機曲柄的維護與保養

嚴輝容 唐俊 朱超 四川工程職業技術學院

1 曲柄平衡抽油機的結構特點

游梁式曲柄平衡抽油機是運用游梁與連桿機構進行換向，再通過曲柄的重塊平衡來對石油進行開采的抽油機。

由于曲柄機構在游梁式曲柄平衡抽油機的全部動作中起到了機構連接與運動傳遞的作用[1]，當游梁式曲柄平衡抽油機受到諸多的外力與內力的交變載荷影響下，會使曲柄的平衡效果受到嚴重的影響，不僅會降低抽油機的工作效率，還會導致其他機械構造與零部件的損傷，甚至會造成整個機械設備報廢和采油項目停產。

2 曲柄的維護與保養

由于曲柄在整個機械設備中起到機械體的機構連接與運動傳遞作用，曲柄的故障會直接造成抽油機多數部件的損壞，因此需找出造成曲柄失效與損壞的原因才能制定合理的維護與養護工作[2]。

（1）部件精度與裝配精度。曲柄機構的各零部件加工精度與裝配精度不良，或精度公差處于要求精度公差范圍的邊緣，會使曲柄在日常作業時很容易造成損傷甚至失效。為此要對對抽油機的曲柄銷、曲柄、曲柄緊固件的加工精度進行嚴格的要求，尤其是曲柄銷的錐面精度。在進行曲柄裝配時，還要注意與曲柄進行配合連接的各部件，保證配合精度，減少由于裝配不良及軸承質量問題而產生的摩擦力；保證曲柄銷緊固螺母具有足夠的預緊力矩，并得曲柄緊固螺母在旋轉方向上與曲柄的轉動方向一致；同時還要盡量降低曲柄銷與錐套的磨損。

（2）曲柄銷的保護。通過分析發現，曲柄的失效最主要的原因是曲柄銷的損傷與失效所致，對曲柄銷進行保護也就等同于對曲柄的維護。曲柄銷在結構上起到緊實固定的作用，同時曲柄銷的存在還控制著曲柄軸的自由度。對軸的設計進行技術改良可以作為曲柄銷的保護方式，例如在軸的一段加上環形槽，配有雙列向心滾動軸承，減少對曲柄銷的損傷，或者用鍵將軸與襯套進行固定，這些做法都是為了減小軸與襯套的摩擦力。盡管如此，如果抽油機過載或超負荷工作還是會造成曲柄銷的磨損與斷裂，開槽下鍵并不是解決曲柄銷保護問題的根本措施。合理正常的開采作業是對曲柄銷、曲柄、抽油機最好的保護。

（3）日常檢查。游梁式曲柄平衡抽油機要求每運轉8 h，就要由當班的工作人員進行檢查。主要檢查各部分緊固件的情況，尤其是曲柄與連桿連接處的曲柄銷，檢查是否有松動滑扣的現象。由于在日常作業時，游梁會因為一些外界原因而發生不對中的情況，會使連桿產生傾斜，造成軸承的偏角直接超差，產生較大的摩擦力矩[3]。摩擦力矩會使曲柄銷相對于曲柄存在轉動運動趨勢，造成曲柄銷脫扣。因此日常檢查中也可以根據游梁的平行度來進行判斷，檢查曲柄銷的情況還可以通過聲音來進行判斷，如果曲柄與連桿連接處有異常聲音，應立即停機檢查。

（4）定期保養。一般情況下，游梁式曲柄平衡抽油機運轉時長達到720 h時，要進行一次整體的機械設備保養。由于曲柄機構的某些損傷不是很明顯，定期的保養實際上就是對曲柄機構的一次檢修，定期保養工作內容除了日常所需要做的工作以外，對于橫梁軸承、游梁軸承、曲柄銷這些關鍵部位，要做好檢測、維修、更換以及潤滑，目的是為了更好地保護曲柄、連桿與游梁，防止意外損壞和事故的發生。

（5）負荷檢查。當游梁式曲柄抽油機的運轉時長已達到3 600 h時，除了做720 h保養應做的內容之外，還應檢查潤滑油劑的質量。這是由于曲柄銷與錐套之間在配合時會造成曲柄銷的微動磨損，而潤滑油劑的黏著情況會造成磨損件自身的金屬材料消失，逐漸產生比較嚴重的塑性變形。磨損產生的磨屑在覆蓋整個接觸面后達到一個動態平衡，隨著時間推移會形成氧化的釉質層，更加削弱了黏著作用。這時可對潤滑油劑進行取樣化驗，防止被污染或變質的潤滑油劑腐蝕其他金屬部件，尤其是曲柄銷；同時在曲柄的定期檢查中也要注意曲柄銷的表面是否有腐蝕的情況。

（6）檢查抽油機的“平衡”情況。游梁式曲柄平衡抽油機的平衡率對于整個油井效率的影響很大，平衡率差的油井一般能耗都非常大，而平衡狀況的好與壞，會直接影響到連桿機構，進而影響到曲柄機構[4]。一般情況下應定期對抽油機的平衡率進行檢測，通過上行電流與下行電流的比值進行平衡率檢測，以作為日常的簡單檢驗。通過貼應變片進行扭矩的測量也可以檢測平衡率，這是定期檢查時必須要做的工作，如果存在抽油機的失衡問題，應移動、調整曲柄平衡重塊的位置。對于旋轉平衡與復合平衡的游梁式曲柄平衡抽油機，出現失衡問題時要旋轉調整曲柄平衡重塊的平衡半徑。

（7）曲柄所處的位置應避免干擾到剎車裝置進行制動，防止意外發生時不能及時進行制動而引起機械損傷與機械碰傷，尤其是與曲柄直接接觸的損傷[5]；曲柄的運動半徑內不能有任何障礙物，也不可以站人，以免發生意外事故或人身傷亡事件。

3 結語

由于游梁式曲柄平衡抽油機的結構特點具有聯動性，所以保護曲柄機構的最有效方式就是保護好機械設備的主要運動機構，做好每一日的例行檢查與周期性的維護保養。目前的技術水平與科技水平不斷提高，越來越多的高性能、低損耗的抽油機逐漸問世，這些新型的抽油機設計時就已對相對易損耗的部位、部件在結構上進行了加固和改良，加上平時作業時的檢查與維護保養，在很大程度上保護了曲柄機構，保護了游梁式曲柄平衡抽油機。

[1]張宏巖．游梁式抽油機與抽油桿柱系統動力學分析[D]．大慶：大慶石油學院，2007.

[2]羅伯倫．游梁式抽油機曲柄銷失效分析與改進設計[J]．中國設備工程，2008（8）：15-17.

[3]李光，張穎輝．YCYJ12—5—48HB抽油機曲柄銷斷裂失效分析[J]．石油和化工設備，2010（9）：19-21.

[4]姚謀謀，王煜．油田抽油機常見故障分析及處理方法[J]．產業與科技論壇．2011（4）：33.

[5]張建成，買文慶，劉牧洲，等．多重復合平衡游梁式抽油機[J]．石油科技論壇，2011（4）：35-37.