抽油機懸繩器專用扶正擋板的研制與應用

宮艷紅 喬志學 王建軍 曹良 張國強（中國石油大港油田分公司第三采油廠）

大港油田第三采油廠目前有桿泵采油井1 000余口，鉆井深度多在2 000 m以上以及原油黏度增大，使得采油機械運轉負荷增大，加之絕大多數抽油機都是通過懸繩器與光桿配合，而懸繩器承載著全部光桿的質量。由于抽油機長期運轉致使懸繩器凹槽、擋板與光桿之間形成較大間隙，由此產生的沖力使得上部光桿短節發生彎曲、變形。每次更換光桿的費用在3 000元左右，彎曲特別嚴重的井每年在5次以上，增加生產成本；與此同時，由于負荷較大造成電動機耗能增加，故研制出解決光桿扶正減少耗能的問題顯得尤為重要[1-2]。

1 普通懸繩器擋板存在的問題

大港油田采油三廠懸繩器使用的擋板為一個普通擋板，沒有扶正塊與扶正套，它只是防止光桿在懸繩器U形槽內脫出，沒有扶正的作用。由于原有的懸繩器U形槽尺寸寬且深，而光桿尺寸小于U形槽尺寸，無法使光桿在懸繩器U形槽內居中，導致油井掛負荷后懸繩器不正，造成光桿彎曲，易發生斷脫事故。

2 新型懸繩器擋板的原理

新型懸繩器的結構主要包括普通擋板、扶正套、扶正塊、膠皮、伸縮彈簧（圖1）。在普通懸繩器擋板的基礎上，增加了扶正塊，在扶正塊的作用下將抽油機光桿固定，使光桿始終保持在懸繩器U形槽的中央，解決了因抽油機井掛負荷后光桿在懸繩器下部彎曲問題[3]。在懸繩器擋板扶正套的內部，扶正套與扶正塊之間用彈簧連接，扶正塊內側是一個弧面使它與光桿合理配合。彈簧的作用為：當光桿較細時彈簧會彈出頂住光桿，當光桿較粗時彈簧會壓緊收縮頂緊光桿，保證光桿始終保持在懸繩器中間位置；這樣可以降低負荷減少電動機耗能，免除光桿脫出或錯斷造成抽油機失載電動機空轉，保證正常生產的同時節能降耗。

圖1 新型懸繩器擋板

3 新型懸繩器擋板的優點

1）由于懸繩器擋板內側增加了扶正塊，當光桿處于懸繩器U形槽內時，扶正塊與光桿合理配合，使光桿始終處于懸繩器U形槽的中心位置[4]。

2）在懸繩器擋板的扶正套內裝有彈簧，它可根據光桿直徑的不同自動調整扶正塊頂緊光桿，填充光桿與擋板之間的間隙，有效防止光桿彎曲、變形。

3）將扶正塊安裝在扶正套內，之間用彈簧連接，有效防止在安裝擋板時發生扶正塊掉落的現象（圖2）。

圖2 安裝新型懸繩器擋板后的俯視圖

4 效果分析

4.1 經濟對比

新型懸繩器擋板使用效果非常好（表1）。光桿平均使用壽命由原來的178天增加到402天；同時，由于光桿扶正，光桿與井口的偏差縮小，使井口更換密封件的用時大大縮短，節約了生產成本。

表1 新型懸繩器擋板使用效果分析

原先每口井每年平均更換光桿2根，現在每口井每年平均更換光桿不到1根。新型懸繩器擋板使用，不僅可減少光桿的使用量，而且能節省吊車的臺班費和人工費，共計可節省費用3 000余元/井次。若推廣應用，預計每年可節省費用25萬，經濟效益非常可觀。

4.2 節能對比

新型懸繩器擋板用于現場10口井上，在節能方面取得了較好的效果。在減輕電動機能耗損失的同時，又能減少由于光桿斷脫所造成的電動機空轉的耗能。電動機能耗效果分析見表2。

從表2可以看出，10口井日節電量共計272 k Wh，這樣在節能的同時可以減少電動機的損耗。

表2 電動機能耗效果分析

4.3 社會效益

1）使用該懸繩器擋板有效防止了由于懸繩器不正，造成光桿彎曲、變形甚至斷脫現象的發生，是采油行業的一個創新[5]。

2）避免了由于光桿斷脫、井口漏失造成的污染，為企業安全環保作出貢獻。

5 結束語

1）應用新型懸繩器擋板可自動扶正，減輕勞動強度，降低安全風險。

2）利用扶正塊自動扶正光桿，始終保證光桿處于懸繩器的中心位置，延長光桿的使用壽命。

3）新型懸繩器擋板在有桿泵采油中具有很高的實用推廣價值。

4）應用新型懸繩器不僅可使光桿扶正，而且能減少抽油機運轉的負荷，降低電動機的耗能，達到節能的目的。