老式游梁平衡抽油機安全節能升級技術改造

吳艷茹，張鵬

（大慶石油管理局有限公司松原裝備制造分公司，吉林 松原 138000）

隨著石油資源的不斷開發利用，老型號的游梁平衡抽油機已經不再適用于老油井的開發利用，在井場使用的老式游梁平衡抽油機面臨著被淘汰的情況。大慶油田和吉林油田使用老型號抽油機的油井數量多，如果全部更換新型抽油機將給油田帶來很大的經濟損失和資源浪費。基于這種情況，企業對采油廠的CYJ6、CYJ8、CYJ10型老式游梁平衡抽油機進行了技術改造升級。這些抽油機絕多大數為老式游梁平衡抽油機，屬不節能的老機型，減速器、剎車等部件存在著諸多結構不完善之處，亟需對其進行節能改造。

1 改造方案

為解決老抽油機能力不足問題，把常規游梁式抽油機改造為下偏杠鈴復合平衡抽油機；為解決驢頭喉口處應力集中、易撕裂問題，在驢頭兩側板的上銷板處分別加補強板；為解決剎車安全性低問題，給剎車裝置增加二次保險裝置；為解決曲柄銷螺帽易退扣問題，對曲柄和連桿裝置進行改造，增加了曲柄銷與曲柄間的防轉功能。

2 具體實施

2.1 設置下偏杠鈴平衡裝置

在有桿采油中，抽油機的負荷是特有的大慣量可變負荷。即在啟動、上沖程、下沖程相差懸殊。小功率電機在啟動時困難，大功率電機在正常運行后又會形成“大馬拉小車”的現象。老式游梁平衡抽油機由于其結構平衡性能差，造成動載系數大、負扭矩大；四連桿機構運轉時，受力不均，影響減速器、中央軸承、曲柄銷等的使用壽命。

改造方法如圖1所示，將下偏杠鈴裝置與老式抽油機的游梁尾部用螺栓剛性連接，依據抽油機的原始資料，用專用軟件對偏置角和偏置半徑進行了優化。選出最佳平衡點，使杠鈴的扭矩峰值能有效的平衡懸點載荷扭，矩峰值起到削峰填谷的作用。

圖1 增設下偏杠鈴平衡裝置的老式游梁平衡抽油機

2.2 防撕裂改造

為了預防舊抽油機驢頭因受應力集中出線撕裂現象，對驢頭進行了防撕裂措施。如圖2所示，驢頭側板中部，與銷板焊接上喉口處，因是直角，在鉚焊下料切割時，必有切割過大的現象，同時由于抽油機在工作過程中，慣性載荷和交變載荷使驢頭在上喉口處受到較大的集中造成的微小裂紋將逐步擴大，并最終導致驢頭撕裂處損壞，造成嚴重事故。

為了預防出現驢頭撕裂現象，我們采取在驢頭兩側板的上銷板處分別加補強板，如圖2所示。

圖2 改造后的驢頭

2.3 二次剎車保險裝置

在對抽油機進行日常維修保養或調整作業中，常發生剎車打滑、溜車現象、存在嚴重安全隱患。現在絕大數剎車均使用石棉剎車瓦，由于抽油機都是在野外使用，在雨天吸水膨脹，在此期間如果進行維修，膨脹的石棉剎車瓦在失水后萎縮，導致無法與剎車瓦密切結合，造成人員傷亡。

為了避免剎車溜車給人員和設備安全造成隱患，對剎車進行了改造。如圖3所示，此套裝置主要由制動板、剎車轂、定位軸及剎車瓦等部件組成。制動板和剎車瓦安裝在定位軸1上，可以繞定位軸旋轉，形狀如圖中序號4所示，帶有凸臺用于鎖緊使用。剎車轂外徑側端面上均布有6個凹槽，與制動板上的凸臺相配合。在抽油機運行過程中，制動板放在支座上，支座通過螺栓與減速箱主動軸承蓋安裝在一起。

圖3 二次剎車保險示意圖

3 經濟效益

企業分別對吉林油田的長春、新民、新立、新目、英臺、紅崗和乾安等采油廠的老式抽油機進行了改造。整機的改造價格在6萬左右，平均下來每臺利潤約為1.6萬元，因此對抽油機節能升級改造會為企業帶來可觀的經濟效益。用戶每臺抽油機更新節省的費用為6-1.6=4.4萬元。同時，還節約了各種維修費用,減少了由于曲柄銷松動而導致換曲柄的資金；剎車安全裝置的配備，為作業人員的人身安全提供了保險。根據用戶現場統計，使用改造后抽油機的油井，每天新增產值為1.67萬元，每年新增產值為1.67×365=609.55萬元。

4 結語

節能升級改造后的抽油機服役能力高、平衡度好、峰值電流較小、減速器不滲不漏、剎車更安全，深受采油廠人員的好評，為油田原油增產、穩產提供了可靠的設備保證。