抽油機(jī)井調(diào)整曲柄平衡操作平臺(tái)的研制與應(yīng)用

張函 李冬梅 孫紅 林功 高愛(ài)華

1、游梁式抽油機(jī)工作原理簡(jiǎn)介

游梁式抽油機(jī)的工作特點(diǎn)是承受交變負(fù)荷。上沖程時(shí)，抽油機(jī)驢頭承受作用在活塞截面上的液柱重量和抽油桿柱在液體中的重量以及摩擦、慣性、振動(dòng)等負(fù)荷；下沖程時(shí)，抽油機(jī)驢頭只承受抽油桿在液柱中的重量。上下沖程的負(fù)荷差別很大，抽油機(jī)無(wú)法正常工作，電機(jī)也容易燒壞。為了清除上述弊病，必須采用平衡裝置使上下沖程的負(fù)荷差異減小，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

平衡裝置安裝在抽油機(jī)游梁尾部或曲柄上，當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí)，平衡裝置向下運(yùn)轉(zhuǎn)，幫助克服驢頭上的負(fù)荷；在下沖程時(shí)，電機(jī)使平衡裝置向下運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)存能量，從而減少抽油機(jī)上下沖程的負(fù)荷差別。為了滿足生產(chǎn)需要，對(duì)抽油機(jī)負(fù)荷進(jìn)行的調(diào)節(jié)工作稱(chēng)為調(diào)平衡。方法是通過(guò)調(diào)整平衡塊在曲柄上的位置，從而改變電動(dòng)機(jī)上下沖程的負(fù)荷差別。

2、選擇課題

調(diào)平衡是采油班站日常管理的一項(xiàng)重要且日常的工作，它對(duì)抽油設(shè)備的使用壽命及節(jié)能降耗起著關(guān)鍵作用。目前我單位抽油機(jī)井開(kāi)井?dāng)?shù)66口，每月調(diào)平衡數(shù)量平均8口。調(diào)平衡共分為7個(gè)具體的工序，其中除了測(cè)電流后停抽及最后一道工序啟抽測(cè)電流檢查調(diào)整情況外，其余工序都是由操作人員站在抽油機(jī)曲柄或減速箱上進(jìn)行的，常處于操作空間不合適的狀態(tài)。由于調(diào)平衡是一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度較大的操作，操作空間對(duì)此項(xiàng)操作的耗時(shí)和安全性起到很重要的作用。

3、現(xiàn)狀分析

隨著采油廠HSE體系的建立，安全環(huán)保工作的不斷深入，針對(duì)施工過(guò)程安全隱患治理的工作力度也不斷增強(qiáng)。根據(jù)對(duì)抽油機(jī)井調(diào)整曲柄平衡現(xiàn)場(chǎng)施工情況的調(diào)查，在施工過(guò)程中操作人員需站在減速箱和曲柄上操作，存在著高處墜落的高風(fēng)險(xiǎn)，安全性差，操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，降低了工作效率和油井的采油時(shí)率。

4、提出課題

針對(duì)目前調(diào)整抽油機(jī)井曲柄平衡操作條件受限的情況，QC小組運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法對(duì)所選課題進(jìn)行了深入分析后，我們QC小組成員決定以《研制抽油機(jī)井調(diào)整曲柄平衡操作平臺(tái)》作為本次活動(dòng)的課題。

5、設(shè)定目標(biāo)

我們主要從增加操作空間入手，通過(guò)利用曲柄本身的結(jié)構(gòu)，安裝調(diào)整抽油機(jī)井操作平臺(tái)，改善操作條件，大大提高操作時(shí)安全性，從而縮短操作時(shí)間，提高采油時(shí)率。

（1）成功研制抽油機(jī)井調(diào)整曲柄平衡操作平臺(tái)。

（2）改善調(diào)整曲柄平衡操作條件，增加操作時(shí)安全性。

（3）調(diào)整抽油機(jī)井曲柄平衡時(shí)間由33.5分鐘降低至20分鐘以內(nèi)。

6、提出方案并確定最佳方案

6.1提出方案及可行性分析

根據(jù)確定的要因，QC小組成員集思廣益，經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論，提出了解決問(wèn)題的三種方案，見(jiàn)下表。

根據(jù)三種方案對(duì)比表，小組成員從有效性、可實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性幾個(gè)方面進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)和選擇。

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)算和分析評(píng)價(jià)，研制調(diào)整抽油機(jī)進(jìn)曲柄平衡方案三在經(jīng)濟(jì)性、安全性、可操作性上更具有優(yōu)勢(shì)，因此我們把方案三作為可行方案。

6.2方案細(xì)化分解

我們QC小組首先對(duì)目前使用的8型抽油機(jī)和10型抽油機(jī)上的吊裝孔進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和測(cè)量，直徑均為120mm，兩吊裝孔中心距卻存在差異，分別為1.2m和1.35m。小組成員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)調(diào)整抽油機(jī)井曲柄平衡操作平臺(tái)研制方案進(jìn)行了細(xì)化分解，并分別進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

6.3確定設(shè)計(jì)方案

根據(jù)以上分析、試驗(yàn)、對(duì)比論證，小組人員優(yōu)選了研制調(diào)整抽油機(jī)井曲柄平衡操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案3。該方案能夠解決調(diào)平衡時(shí)操作空間受限的問(wèn)題，操作人員站在平臺(tái)上能夠安全進(jìn)行操作，消除安全隱患。

7、效果驗(yàn)證

平臺(tái)設(shè)計(jì)加工完成后，我們于2017年6-8月進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：操作平臺(tái)安裝方便牢固，調(diào)整曲柄平衡時(shí)站在平臺(tái)上操作安全，有效降低了操作時(shí)間。

8、經(jīng)濟(jì)效益

（1）2016年有1口井因調(diào)整平衡停井時(shí)間長(zhǎng)造成砂卡躺井，發(fā)生作業(yè)費(fèi)15.8萬(wàn)元；

（2）1口井作業(yè)占用時(shí)間10天，影響產(chǎn)量40噸，按2200元/噸計(jì)算：40*2200=8.8萬(wàn)元；

（3）調(diào)整平衡塊操作時(shí)間平均減少15分鐘，以2016年為準(zhǔn)可減少停井時(shí)間150分鐘，多產(chǎn)原油2噸：2*2200=0.44萬(wàn)元；

（4）操作平臺(tái)成本為750元/套。

年綜合經(jīng)濟(jì)效益：15.8+8.8+0.44-0.075=24.97萬(wàn)元。

9、社會(huì)效益

該操作平臺(tái)安裝方便，增加了調(diào)整平衡的操作空間，提高了調(diào)整曲柄平衡時(shí)的安全系數(shù)，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。QC小組成員通過(guò)這次活動(dòng)也極大提高了對(duì)QC攻關(guān)活動(dòng)的興趣。