抽油機(jī)平衡塊調(diào)整工具的研制與應(yīng)用

楊培倫（中國石油股份有限公司華北油田分公司第四采油廠教育培訓(xùn)中心，河北廊坊065000）

抽油機(jī)平衡塊調(diào)整工具的研制與應(yīng)用

楊培倫（中國石油股份有限公司華北油田分公司第四采油廠教育培訓(xùn)中心，河北廊坊065000）

調(diào)整抽油機(jī)曲柄平衡塊是采油工在抽油機(jī)井日常管理中的一項(xiàng)重要工作，目前的操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，風(fēng)險(xiǎn)因素高。經(jīng)過四次改進(jìn)與實(shí)驗(yàn)，研制出抽油機(jī)曲柄平衡塊調(diào)整工具，使用研制的調(diào)整工具，一名普通的員工4分鐘內(nèi)，便可將1500公斤重的平衡塊移動(dòng)500毫米的距離，整個(gè)調(diào)平衡操作不超過20分鐘。此工具已經(jīng)獲國家專利，并進(jìn)行推廣使用。

抽油機(jī)；平衡塊；研制；調(diào)整工具；快捷；省力；安全

一、抽油機(jī)平衡塊調(diào)整原因及方法分析

1.抽油機(jī)為什么要安裝平衡塊

抽油機(jī)井生產(chǎn)時(shí)，上沖程需提起抽油桿和井內(nèi)液體的重量，驢頭承受向上的力，電動(dòng)機(jī)要做出很大功，下沖程時(shí)抽油桿柱依靠自重下落，驢頭承受向下的力，這時(shí)電動(dòng)機(jī)對抽油機(jī)反做功，才能平穩(wěn)完成下沖程操作；這種交變載荷不僅消耗了大量的電能，而且嚴(yán)重影響了抽油桿、抽油泵、抽油機(jī)及電動(dòng)機(jī)使用效率和壽命。為了保障電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，減少輸出負(fù)載的變化，目前常用的方法是在曲柄上安裝不同重量的平衡塊，下沖程時(shí)儲蓄能量，上沖程時(shí)釋放能量減小交變載荷。油井在生產(chǎn)的過程中，根據(jù)產(chǎn)量、含水等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，需要經(jīng)常對油井的泵掛深度、抽油泵規(guī)格、沖程、沖次等生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。參數(shù)調(diào)整后，就要調(diào)整平衡塊的位置來實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)上、下沖程的負(fù)載的平衡。

2.目前抽油機(jī)井調(diào)整平衡塊的方法及工具的分析

（1）利用吊車進(jìn)行調(diào)整吊車配合，需要三名員工進(jìn)行操作，每口井的費(fèi)用在1500元左右。用工多，費(fèi)用高。

（2）利用抽油機(jī)隨機(jī)工具進(jìn)行調(diào)整較重的平衡塊調(diào)整不動(dòng)，受抽油機(jī)連桿的阻擋，調(diào)整位置都受到了限制。

（3）利用撬杠進(jìn)行調(diào)整站在抽油機(jī)曲柄上不好使勁，力量小了撬不動(dòng)，用力過猛容易掉下受傷，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

二、研制一種新型的平衡塊調(diào)整工具

1.提出設(shè)計(jì)思路

（1）工具的設(shè)計(jì)思路

利用頂絲力矩的原理，將固定螺桿作為固定點(diǎn)，在與固定螺桿配套的螺母兩側(cè)各焊有一個(gè)頂絲座，使用時(shí)首先將抽油機(jī)曲柄停在水平位置，根據(jù)平衡塊需要調(diào)整的方向，先將固定螺桿在抽油機(jī)曲柄適當(dāng)?shù)奈恢蒙暇o固好，然后在將焊有頂絲座的螺母安裝在固定螺桿上，將螺母的高度調(diào)整到合適的位置，將頂桿旋入頂座母扣中，通過調(diào)節(jié)頂桿的長度，利用絲距力將平衡塊推移到合適的位置，如果一次不能將平衡塊頂?shù)轿唬梢詫㈨敆U旋出后，將固定螺桿前移固定，再次旋入頂桿對平衡塊進(jìn)行調(diào)整，直至將平衡塊頂移到合適的位置。（頂座及頂桿設(shè)計(jì)見右圖）

2.平衡塊調(diào)整工具的制作、現(xiàn)場試驗(yàn)及改進(jìn)

第一次制作出來的工具為雙頂絲驅(qū)動(dòng)，每個(gè)頂絲驅(qū)動(dòng)端成90度交叉鉆有兩個(gè)φ12的通孔，頂絲座垂直安裝在固定桿的兩側(cè)，利用φ10的鋼筋制作出施力桿，推動(dòng)平衡塊時(shí)需要利用兩個(gè)施力桿同時(shí)推進(jìn)兩側(cè)的頂桿，且兩側(cè)頂桿的推進(jìn)速度要一致，否則平衡塊會偏斜卡死，施力桿要在頂絲驅(qū)動(dòng)端的兩個(gè)施力孔中交替更換，使用操作時(shí)不放便且推進(jìn)速度慢，需要進(jìn)行改進(jìn)。（見右圖1）

第一次改進(jìn)：將兩個(gè)頂桿的裝置改為一個(gè)頂桿，將頂絲座安裝在頂絲裝置的頂端，頂絲驅(qū)動(dòng)端改為M30六方螺母，利用250mm的活動(dòng)板手進(jìn)行驅(qū)動(dòng)頂絲桿（見右圖2）。使用活動(dòng)板手在驅(qū)動(dòng)這程中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿三分之一圈后就要重新打一次板手，不便操作。

針對第一次改進(jìn)后通過力矩扳手測試，推動(dòng)平衡塊時(shí)用力不大，決定利用M30的套筒頭制作一種與調(diào)整平衡塊的工具相配套的專用工具，工具制出來后，在使用的過程中，發(fā)現(xiàn)使用自制專用工具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)絲桿時(shí)，因受調(diào)整空間的限制，專用工具的力臂過長不能轉(zhuǎn)整圈，力臂過短，操作起來費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，使用效果不好。進(jìn)行了三次改進(jìn)，使用棘輪板手代替專用板手，利用棘輪板手轉(zhuǎn)動(dòng)頂絲桿，不但提高了平衡塊的調(diào)整速度，而且也方便了操作，調(diào)整了幾口井的平衡塊兒后，發(fā)現(xiàn)頂絲桿絲距小，整體長度240毫米，完成一次平衡塊的調(diào)整需要移動(dòng)多次工具的固定底座。于是進(jìn)行了第四次改進(jìn)，使用頂絲桿M30×400，驅(qū)動(dòng)端加工加的六方，使用M36套筒的棘輪板手，在頂絲與平衡塊接觸面間加上助力軸承，減小頂絲端面與平橫塊間的摩擦損失。

三、平衡塊調(diào)整工具現(xiàn)場使用及下一步的推廣

通過多次試驗(yàn)和四次改進(jìn)，工具基本成型，利用頂桿的頂力將平衡塊向前推移，一次可移動(dòng)平衡塊的距離360毫米，如果距離不夠，旋出頂桿，前移固定螺桿，直到將平衡塊位置調(diào)整到位，此裝置具有拆裝方便，一套裝置可以重復(fù)使用，且操作簡單，省物省力。已經(jīng)在華北油田第四采油廠各作業(yè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行推廣使用，全年共調(diào)整平衡塊150口井次，取得了很好的效果。“新型抽油機(jī)曲柄平衡調(diào)整工具”已經(jīng)申報(bào)中國實(shí)用新型專利，專利號：201320602780.8。