調(diào)整更換曲柄銷的高效方法探索

郝洪峰　劉顏　徐慧星

摘 要 曲柄銷調(diào)整更換是采油日常生產(chǎn)中的難度較大的一類工作，用人多、耗時(shí)長(zhǎng)，通過研制應(yīng)用連桿角度擴(kuò)縮工具，可以提高調(diào)整更換曲柄銷的工作效率、降低工作難度、提高工作安全性。

關(guān)鍵詞 曲柄銷 調(diào)整 更換 連桿 角度擴(kuò)縮

中圖分類號(hào)：TH237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

游梁式抽油機(jī)的部分連接部位由于常年處于緊固狀態(tài)，加上操作位置不便，保養(yǎng)時(shí)容易被忽視，如連桿銷及其固定螺栓、定位螺釘?shù)取＜幢阕ⅰ⑼繚?rùn)滑油保養(yǎng)，也無法判定保養(yǎng)效果。由于抽油機(jī)常年在野外運(yùn)轉(zhuǎn)，這些位置為了避免生產(chǎn)中出現(xiàn)松動(dòng)，引發(fā)設(shè)備故障，現(xiàn)場(chǎng)普遍采取強(qiáng)力擰緊措施；甚至有些采油工為防止出現(xiàn)退扣、松動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，采取了緊固后先任其生銹以防松脫，再刷漆防腐阻止進(jìn)一步銹蝕的措施。由于保養(yǎng)效果不確定及保養(yǎng)方法不當(dāng)，這些部位一旦需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，往往很困難。

1技術(shù)現(xiàn)狀及主要技術(shù)難點(diǎn)

曲柄銷調(diào)整更換是采油隊(duì)日常生產(chǎn)中的難度較大的一作，往往需要6-8名身強(qiáng)力壯的男職工，3-4小時(shí)，甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能完成。現(xiàn)場(chǎng)曲柄銷調(diào)整更換時(shí)，曲柄銷移出曲柄孔一般采用曲柄銷墊銅棒，大錘敲擊的方式，連桿與橫梁連接部位銹卡的情況下會(huì)對(duì)曲柄銷外移產(chǎn)生阻擋；現(xiàn)場(chǎng)采用了繩索牽引連桿外擴(kuò)的方式，消除這一阻力；敲擊曲柄銷的人和牽引連桿的人需要配合密切，勞動(dòng)強(qiáng)度大、耗時(shí)長(zhǎng)。連桿歸位內(nèi)縮采用了加力杠絞擰繩索的方式，加力杠受力會(huì)逐漸增大，如果出現(xiàn)操作者握不住加力杠或加力杠斷裂的情況，會(huì)危及操作者人身安全。要避免這類隱患，最有效的方法是研制專用工具擴(kuò)縮連桿。

已有的連桿防脫器只能在兩連桿平行時(shí)安裝在連桿上使用。當(dāng)曲柄銷出現(xiàn)故障時(shí)它能通過連桿產(chǎn)生阻止曲柄銷外移的附加力，減少翻機(jī)事故的發(fā)生。連桿防脫器不能直接實(shí)現(xiàn)連桿外擴(kuò)，原因是連桿外擴(kuò)時(shí)兩連桿分別以各自的連桿銷為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿外擴(kuò)狀態(tài)下，兩連桿不再平行，外擴(kuò)距離越大角度也越大。由于連桿防脫器內(nèi)卡瓦與其主體采用了焊接的連接方式，連桿外擴(kuò)會(huì)導(dǎo)致工具變形甚至焊口開焊。

要實(shí)現(xiàn)連桿的角度擴(kuò)縮，內(nèi)卡瓦與工具主體必須采用鉸連接方式，這是專用工具研制的技術(shù)難點(diǎn)之一；另外如何保證專用工具在連桿外擴(kuò)過程中不變形也是需要解決的。

2專用工具的設(shè)計(jì)

抽油機(jī)連桿角度擴(kuò)縮工具由主架桿、加強(qiáng)筋、主架端頭、正反絲杠、內(nèi)卡瓦、外卡瓦、U型階梯螺栓等組成。主架桿采用3根長(zhǎng)1600mm，直徑為19mm圓柱合金鋼桿制作，通過6根同直徑加強(qiáng)筋焊接而成。主架兩端為主架端頭，采用直徑為60mm的圓柱鋼與主架桿焊接在一起，圓柱鋼中心加工Tr40x7mm螺紋通孔。鋼質(zhì)正反絲杠與主架端頭螺紋匹配，螺紋部分長(zhǎng)310mm，正反絲杠尾部采用20mm厚鋼板插接焊制，尾端為半徑30mm的圓弧；正反絲杠靠近尾部有與軸向垂直的長(zhǎng)圓形通孔，兩圓心距、通孔半徑均為10mm，長(zhǎng)圓形通孔的一側(cè)半圓與正反絲杠尾端圓弧同心。U型階梯螺栓彎曲段最小半徑54.5mm，其粗徑段直徑19mm，細(xì)徑段直徑16mm；U型階梯螺栓平行段長(zhǎng)150mm，螺紋段長(zhǎng)60mm。內(nèi)外卡瓦相對(duì)面均加工齒深4mm的對(duì)稱圓弧斜齒，內(nèi)卡瓦背面加工與正反絲杠尾端匹配的圓弧槽，弦長(zhǎng)56.9mm（圖1）。

3專用工具的工作原理

抽油機(jī)連桿角度擴(kuò)縮工具利用了正反絲杠螺紋傳動(dòng)原理，實(shí)現(xiàn)工具的伸長(zhǎng)和縮短，進(jìn)而帶動(dòng)連桿擴(kuò)縮。工具主體采用三根高強(qiáng)度的合金鋼桿制作，圓周上對(duì)稱分布，這種設(shè)計(jì)有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減輕工具重量，方便工具安裝，防止外擴(kuò)連桿時(shí)工具軸向彎曲變形；加強(qiáng)筋對(duì)稱分布在主架中間位置，保證了加力杠轉(zhuǎn)動(dòng)主架時(shí)不變形；內(nèi)外卡瓦牙型采取上下反向設(shè)計(jì)，防止工具擴(kuò)縮連桿過程中沿連桿軸向移動(dòng)；正反絲杠尾部的長(zhǎng)圓孔保證了工具在外擴(kuò)連桿時(shí)，U型螺栓不會(huì)受壓變形；內(nèi)卡瓦背面的弧形槽與正反絲杠的弧形尾端配合，保證兩連桿有夾角時(shí)，工具正常工作。U型螺栓的階梯變徑設(shè)計(jì)，保證了內(nèi)外卡瓦在卡緊連桿的同時(shí)，正反絲杠的可動(dòng)空間。

4專用工具的應(yīng)用方法及應(yīng)用情況

4.1調(diào)整曲柄銷（調(diào)沖程）操作方法

共包括停機(jī)、卸負(fù)荷、卸連桿防脫器、裝專用工具、卸掉懸掛繩索、卸松連桿銷定位螺釘、卸掉曲柄銷鎖緊螺母、冕形螺母、曲柄銷裝護(hù)絲或墊銅棒、轉(zhuǎn)動(dòng)工具主架、清理要用的曲柄孔、拉緊游梁前端、反向轉(zhuǎn)動(dòng)工具主架、上緊曲柄銷冕形螺母、鎖緊螺母、連桿銷定位螺釘、清理現(xiàn)場(chǎng)等17個(gè)具體步驟。

4.2更換曲柄銷操作方法

共包括停機(jī)、卸負(fù)荷、卸連桿防脫器、裝專用工具、卸掉懸掛繩索、卸掉要更換的曲柄銷鎖緊螺母、冕形螺母、曲柄銷裝護(hù)絲或墊銅棒、轉(zhuǎn)動(dòng)工具主架、從連桿上卸下要更換的曲柄銷、連桿上裝新曲柄銷、清理曲柄孔、上緊曲柄銷冕形螺母、鎖緊螺母、連桿銷定位螺釘、拆專用工具、裝連桿防脫器、松剎車、清理現(xiàn)場(chǎng)等17個(gè)具體步驟。

4.3專用工具應(yīng)用情況

該工具2009年研制成功，先后在多臺(tái)抽油機(jī)上進(jìn)行了調(diào)整曲柄銷、更換曲柄銷應(yīng)用。其中調(diào)整曲柄銷操作最少只需4人參加，操作用時(shí)在120分鐘左右；更換曲柄銷操作只需2-3人，操作時(shí)間在60分鐘左右。

4.4應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

該工具的應(yīng)用與過去用繩索人力牽引外擴(kuò)連桿相比，用力平穩(wěn)，降低了工作難度；與過去加力杠絞擰繩索的內(nèi)縮連桿方法相比，主架不會(huì)自動(dòng)反轉(zhuǎn)，消除了加力杠反打，危及人身安全的隱患，并可以提供一個(gè)預(yù)緊力使曲柄銷與曲柄孔緊密配合，從而提高工作效率。應(yīng)用此工具可節(jié)省2-4人，節(jié)約1-2小時(shí)，可有效避免砂卡躺井的發(fā)生，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益還是很可觀的。

該專用工具已獲國(guó)家實(shí)用新型專利，其操作方法針對(duì)游梁式抽油機(jī)的調(diào)整曲柄銷及曲柄銷子更換維修工作，該方法具有良好的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 濮良貴，紀(jì)綱.機(jī)械設(shè)計(jì)（第6版）[M].北京：高等教育出版社，1996.