游梁式抽油機平衡調整的難點與對策

郝洪峰 白波

【摘 要】游梁式抽油機曲柄平衡調整過程中存在緊卸平衡塊固定螺栓鎖緊螺母和固定螺母、拆裝鎖塊、移動平衡塊等困難環節，通過研制應用棒式敲擊工具、防墜扳手、舉升器、組合鎖塊、多功能扳手，并優化操作方法，解決了調整過程中存在的難點，提高了工作效率和安全性。

【關鍵詞】游梁式抽油機；曲柄平衡；調整；對策

游梁式抽油機曲柄平衡調整是為了讓電機在抽油機上下沖程做功相近，從而實現節能和改善抽油機工況的目的。現場抽油機曲柄平衡調整時，通常需要采油工站在抽油機曲柄上，用大錘敲擊平衡塊扳手松緊平衡塊固定螺栓鎖緊螺母和固定螺母，用兩把扳手配合拆裝平衡塊固定鎖塊，用撬杠或其它移動工具移動平衡塊。操作屬于登高作業，由于曲柄作業面面積狹小，采油工作業時存在失足跌落、磕碰擠壓等人身傷害風險，所以操作者普遍會感到恐懼。

一、游梁式抽油機曲柄平衡調整的難點分析

1.1卸松平衡塊固定螺栓鎖緊螺母和固定螺母時的初始階段

這一階段需要操作者發力用大錘擊打平衡塊扳手。由于一般大錘的截面積小于6×6cm2，平衡塊扳手手柄厚度小于3cm，兩者理論接觸面積只有18cm2，而長期使用的大錘和扳手柄均會出現接觸面變形現象，實際接觸面積更小，對操作者擊打的準確性提出了很高要求。實際操作中極易出現打空、打滑現象，打滑時大錘就會擊打到操作者小腿上造成傷害，打空時會導致操作者重心失穩甚至跌落。在平衡塊靠近曲柄兩端的情況經常出現，操作者的一條小腿必然會處于平衡塊扳手的轉動方向上，若擊打力度過大，扳手會快速轉動而撞到操作者小腿上造成傷害。

1.2拆卸平衡塊固定鎖塊階段

這一階段需要操作者用兩把扳手配合一手順時針發力，一手逆時針發力才能實施。由于兩把扳手分別處于平衡塊兩側，操作者不能同時觀察扳手與鎖塊固定螺栓的配合情況，易出現扳手打滑磕碰、擠壓等人身傷害。還由于螺栓長期處于風吹日曬雨淋的自然環境條件下，易出現生銹現象，從而出現拆卸費力甚至拆卸不動的情況。

1.3移動平衡塊階段

平衡塊（8-14型機）重量普遍在9-20KN之間，為防止平衡塊掉落，曲柄傾斜角一般小于5°。在用大錘敲擊平衡塊避免銹塵與曲柄粘連的情況下，滑動摩擦系數0.15，不考慮平衡塊螺栓與曲柄間的摩擦阻力，則移動平衡塊的力F要大于等于摩擦阻力f，平衡塊才能移動。計算結果：

Fmin≧fmin=μNmincos5°=0.15×9×0.996=1.3446KN

Fmax≧fmax=μNmaxcos5°=0.15×20×0.996=2.988KN

而一般成年男人單臂提拉力小于0.7KN，若無工具難以移動平衡塊。已有的平衡塊移動工具如撬杠、搖把、棘輪扳手、齒條移動工具等，或者存在使用條件受限，或者存在安裝復雜，不能避免習慣性違章（常見的違章操作是不拆鎖塊，撬起平衡塊后部，平衡塊與曲柄間加墊塊，用撬杠前推平衡塊，特點是耗時短，操作簡便。由于存在鎖塊齒與曲柄齒的沖擊，會降低齒的強度甚至直接沖擊損壞，所以應禁止。

1.4緊固平衡塊固定螺栓鎖緊螺母和固定螺母時的末尾階段

這一階段同樣需要操作者發力用大錘擊打平衡塊扳手，只是與卸松時扳手的轉動方向相反，存在的風險與困難和卸松的初始階段一樣。

1.5緊固平衡塊固定鎖塊階段

這一階段通過涂抹潤滑脂可以減輕操作難度，但在最后階段同樣需要操作者發力用兩把扳手擰緊鎖塊固定螺栓，存在的風險與困難和卸松的初始階段相似。

二、對策措施

2.1高空作業危險的解決方法

研制防墜扳手、棒式敲擊工具、舉升器等工具（圖1-圖3），將高空發力作業改為地面操作，消除卸緊平衡塊固定螺栓鎖緊螺母和固定螺母過程中的風險。

舉升器由橫叉頭、羅馬桿、鎖緊機構組成。舉升防墜板手時，橫桿2、橫桿3支撐防墜扳手手柄，防墜扳手的弧形墊塊位于橫桿2、橫桿3之間，限制其前后移動；橫桿2、橫桿3外端的螺母限制防墜扳手左右移動；橫桿1位于防墜扳手手柄之上，且具有一定間隙，橫桿1與橫桿2、橫桿3一起限制防墜扳手縱向大幅移動。防墜板手到位后，下放舉升器側向移動即可實現舉升器與防墜扳手的分離。

防墜扳手由手柄、六角扳頭、扶正筒、牽引環、卡子、弧形墊塊、彈力繩等組成，反正兩面使用緊卸平衡塊螺栓螺母。緊卸鎖緊螺母時反轉扳手，支撐筒與弧形墊塊的存在保證了扳手與螺母端面始終處于平行狀態，確保緊卸鎖緊螺母時沒有分力；防墜板手使用過程中彈力繩始終繞過平衡塊分別掛在防墜扳手的牽引環和手柄尾端通孔。保證極端情況下，防墜扳手脫出螺母也不會墜落，確保地面操作者的安全。彈力繩安裝時應避免出現在迎擊面上。

棒式敲擊工具由分段棒體、連接套、敲擊套管、鎖緊機構組成。操作者站在抽油機旁揮動棒式敲擊工具擊打防墜扳手，敲擊管與防墜板手手柄垂直接觸，實現了沖擊動能可靠傳遞，扳手以平衡塊固定螺栓為圓心轉動。

2.2鎖塊拆裝困難的解決方法

研制改進了組合鎖塊及多功能扳手（見圖4、圖5），將鎖塊完全拆裝改為部分拆裝，由兩把扳手操作改為一把，降低了難度。

組合鎖塊由鎖片、鎖片固定螺栓、齒輪、階梯軸、固定螺母、補償筒、墊片等組成。油井生產時組合鎖塊安裝在鎖塊孔內，起到止動功能。調平衡時只卸掉鎖片，一把扳手即可完成。多功能扳手由多功能扳頭、手柄組成，可以拆裝鎖片、松卸鎖塊固定螺母、轉動階梯軸、抽油機底座壓杠螺栓緊固、井口流程卡箍裝卸等，減少了工具攜帶量。

2.3平衡塊移動費力及習慣性違章的解決方法

組合鎖塊及多功能扳手配合可以移動平衡塊。手握多功能扳手手柄尾部，用多功能扳手矩形扳口轉動階梯軸四棱部分，多功能扳手逆時針轉動90°，后撤手柄階梯軸四棱部分進入六角形扳口，順時針轉動90°，前推手柄階梯軸四棱部分進入矩形扳口，如此循環即可將平衡塊調整到位。

三、結論

（1）人站在地面揮動棒式敲擊工具，擊打防墜板手，卸松平衡塊固定螺栓，提高了工作安全性。

（2）扶正筒防止卸緊平衡塊固定螺栓鎖緊螺母脫出，弧形墊塊保證了扳手狀態穩定，彈力繩確保了扳手脫出也不會掉落，三重防護設計，提高了地面作業人員工作安全性。

（3）利用舉升器將防墜扳手，傳給機上操作人員及取下防墜扳手，提高了上機人員工作安全性。

（4）組合鎖塊的使用減少了操作步驟降低了操作難度，從技術上消除了習慣性違章操作。

【參考文獻】

[1]王鴻勛、張琪.《采油工藝原理》，石油工業出版社，1997.

[2]鄒艷霞《采油工藝技術》，石油工業出版社，2006.