抽油機井調整曲柄平衡操作平臺的研制與應用

張函 李冬梅 孫紅 林功 高愛華

1、游梁式抽油機工作原理簡介

游梁式抽油機的工作特點是承受交變負荷。上沖程時，抽油機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、振動等負荷；下沖程時，抽油機驢頭只承受抽油桿在液柱中的重量。上下沖程的負荷差別很大，抽油機無法正常工作，電機也容易燒壞。為了清除上述弊病，必須采用平衡裝置使上下沖程的負荷差異減小，保證設備正常運轉。

平衡裝置安裝在抽油機游梁尾部或曲柄上，當抽油機上沖程時，平衡裝置向下運轉，幫助克服驢頭上的負荷；在下沖程時，電機使平衡裝置向下運動，儲存能量，從而減少抽油機上下沖程的負荷差別。為了滿足生產需要，對抽油機負荷進行的調節工作稱為調平衡。方法是通過調整平衡塊在曲柄上的位置，從而改變電動機上下沖程的負荷差別。

2、選擇課題

調平衡是采油班站日常管理的一項重要且日常的工作，它對抽油設備的使用壽命及節能降耗起著關鍵作用。目前我單位抽油機井開井數66口，每月調平衡數量平均8口。調平衡共分為7個具體的工序，其中除了測電流后停抽及最后一道工序啟抽測電流檢查調整情況外，其余工序都是由操作人員站在抽油機曲柄或減速箱上進行的，常處于操作空間不合適的狀態。由于調平衡是一項勞動強度較大的操作，操作空間對此項操作的耗時和安全性起到很重要的作用。

3、現狀分析

隨著采油廠HSE體系的建立，安全環保工作的不斷深入，針對施工過程安全隱患治理的工作力度也不斷增強。根據對抽油機井調整曲柄平衡現場施工情況的調查，在施工過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險，安全性差，操作時間過長，降低了工作效率和油井的采油時率。

4、提出課題

針對目前調整抽油機井曲柄平衡操作條件受限的情況，QC小組運用頭腦風暴法對所選課題進行了深入分析后，我們QC小組成員決定以《研制抽油機井調整曲柄平衡操作平臺》作為本次活動的課題。

5、設定目標

我們主要從增加操作空間入手，通過利用曲柄本身的結構，安裝調整抽油機井操作平臺，改善操作條件，大大提高操作時安全性，從而縮短操作時間，提高采油時率。

（1）成功研制抽油機井調整曲柄平衡操作平臺。

（2）改善調整曲柄平衡操作條件，增加操作時安全性。

（3）調整抽油機井曲柄平衡時間由33.5分鐘降低至20分鐘以內。

6、提出方案并確定最佳方案

6.1提出方案及可行性分析

根據確定的要因，QC小組成員集思廣益，經過認真討論，提出了解決問題的三種方案，見下表。

根據三種方案對比表，小組成員從有效性、可實施性、經濟性、可靠性幾個方面進行了綜合評價和選擇。

通過試驗測算和分析評價，研制調整抽油機進曲柄平衡方案三在經濟性、安全性、可操作性上更具有優勢，因此我們把方案三作為可行方案。

6.2方案細化分解

我們QC小組首先對目前使用的8型抽油機和10型抽油機上的吊裝孔進行了現場調查和測量，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。小組成員根據現場的測量數據，對調整抽油機井曲柄平衡操作平臺研制方案進行了細化分解，并分別進行了分析評價。

6.3確定設計方案

根據以上分析、試驗、對比論證，小組人員優選了研制調整抽油機井曲柄平衡操作平臺的設計方案3。該方案能夠解決調平衡時操作空間受限的問題，操作人員站在平臺上能夠安全進行操作，消除安全隱患。

7、效果驗證

平臺設計加工完成后，我們于2017年6-8月進行了現場試驗。試驗結果表明：操作平臺安裝方便牢固，調整曲柄平衡時站在平臺上操作安全，有效降低了操作時間。

8、經濟效益

（1）2016年有1口井因調整平衡停井時間長造成砂卡躺井，發生作業費15.8萬元；

（2）1口井作業占用時間10天，影響產量40噸，按2200元/噸計算：40*2200=8.8萬元；

（3）調整平衡塊操作時間平均減少15分鐘，以2016年為準可減少停井時間150分鐘，多產原油2噸：2*2200=0.44萬元；

（4）操作平臺成本為750元/套。

年綜合經濟效益：15.8+8.8+0.44-0.075=24.97萬元。

9、社會效益

該操作平臺安裝方便，增加了調整平衡的操作空間，提高了調整曲柄平衡時的安全系數，降低了員工的勞動強度，提高了工作效率。QC小組成員通過這次活動也極大提高了對QC攻關活動的興趣。