新型懸繩器卡子快速安裝工具的研發(fā)與應(yīng)用

常青　宋成立　景偉

摘要：目前，扶余采油廠共有油井4923口，其中抽油機(jī)井有4151口井，目前懸繩器鋼絲繩有灌鉛和打繩卡子兩種，其中鋼絲繩打卡子有1158口井，灌鉛的鋼絲繩斷了以后，因資金問(wèn)題沒(méi)有再進(jìn)行灌鉛，由采油隊(duì)自行解決，這樣就只能被迫使用繩卡子維持生產(chǎn)，在日常生產(chǎn)管理工作中存在不安全隱患。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn);隱患;改進(jìn);現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

1 存在問(wèn)題及問(wèn)題分析

懸繩器鋼絲繩存在以下問(wèn)題：

1.1有一部分抽油機(jī)井懸繩器的鋼絲繩底部固定是用繩卡子固定的，容易出現(xiàn)卡子擼，繩卡子裂，鋼絲繩抽出等風(fēng)險(xiǎn)，使用繩卡子不符合安全要求。標(biāo)準(zhǔn)：懸繩器上壓板在驢頭上死點(diǎn)時(shí)距驢頭下方250～300mm之間。下壓板在驢頭下死點(diǎn)時(shí)距盤(pán)根盒400～450mm之間。

1.2懸繩器鋼絲繩有的是灌鉛的，長(zhǎng)短是固定的不可調(diào)，鋼絲繩頭破股之后，整個(gè)鋼絲繩及懸繩器都不能再進(jìn)行應(yīng)用，需要拿回廠家重新處理，造成資源浪費(fèi)。

1.3懸繩器距井口距離標(biāo)準(zhǔn)：懸繩器上壓板在驢頭上死點(diǎn)時(shí)距驢頭下方250～300mm之間;下壓板在驢頭下死點(diǎn)時(shí)距盤(pán)根盒400～450mm之間。但是在實(shí)際使用時(shí)懸繩器距離井口過(guò)近，多數(shù)距離不足400mm，有的井距離井口更是不足100mm，存在磕碰傷等安全隱患。

1.4目前我廠的測(cè)試儀器有金時(shí)，西安斯坦、俄羅斯等幾個(gè)廠家的儀器，從安全角度和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度考慮，未來(lái)將逐步淘汰測(cè)功圖需要頂頂絲的儀器，目前采用將傳感器夾在光桿上測(cè)試的辦法，但是部分油井因?yàn)閼依K器距離井口太近，無(wú)法把儀器夾在光桿上，測(cè)試時(shí)測(cè)試工需要準(zhǔn)備兩套儀器，這樣既增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也增加了維修儀器的成本。

針對(duì)以上問(wèn)題我們制定了兩種可行性方案：針對(duì)1、2問(wèn)題我們研制了新型懸繩器鋼絲繩卡子;針對(duì)3、4問(wèn)題我們對(duì)懸繩器下壓板及支撐座進(jìn)行了改進(jìn)。

2、新型懸繩器鋼絲繩卡子的改進(jìn)思路

大膽嘗試設(shè)計(jì)出錐度1：8、長(zhǎng)度是45mm的卡子，由于19mm鋼絲繩彈性變形量大，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鋼絲繩根本卡不住，之后我們把楔形卡牙由兩瓣改為四瓣，在實(shí)驗(yàn)中鋼絲繩在2噸左右脫開(kāi)，實(shí)驗(yàn)失敗。我們想光桿能卡住，是因?yàn)楣鈼U硬，不變形，如何不讓鋼絲繩變形呢，逆向思維在鋼絲繩內(nèi)楔入脹針這個(gè)問(wèn)題就解決了。改進(jìn)后再一次進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到3噸時(shí)脫開(kāi)。

3、方案實(shí)驗(yàn)

我們反復(fù)對(duì)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的攻克，通過(guò)討論分析，總結(jié)了鋼絲繩楔形卡牙卡不住的原因：（1）錐度小 （2）卡子本體小（3）楔形卡牙短、行程不夠（4）材料強(qiáng)度不夠。針對(duì)存在的問(wèn)題重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)6次改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到5噸不脫。

方案1：鋼絲繩穿過(guò)懸繩器的上、下壓板，支撐座，卡子本體，在卡子本內(nèi)部安裝上部直徑小、下部直徑大的內(nèi)部帶有U形槽楔形卡牙，由于卡子本體也是楔形的，使楔形卡牙座于卡子本體上，將鋼絲繩卡緊，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中隨著抽油機(jī)井下負(fù)荷的增加，達(dá)到了卡子越卡越緊目的。卡子本體材料選取45號(hào)碳素鋼，楔形卡牙材料選取20號(hào)鉻鉬鋼。新型鋼絲繩卡子組要有卡子本體、四瓣楔形卡牙 組成。

方案2：將懸繩器支撐座與懸繩器下壓板螺紋連接成為一體，鋼絲繩穿過(guò)懸繩器的上壓板及支撐座，在懸繩器支撐座下部安裝上部直徑小，下部直徑大的內(nèi)部帶有凸凹楔形卡牙，由于支撐座下部也是楔形的，將鋼絲繩卡緊，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中隨著抽油機(jī)井下負(fù)荷的增加，使楔形卡牙座于懸繩器下壓板上，達(dá)到了卡子越卡越緊目的。

4、安裝及應(yīng)用效果

2018年12月9日在采油隊(duì)選擇兩個(gè)井組分別在四口井上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安裝，經(jīng)實(shí)驗(yàn)該卡子可承受負(fù)荷在5噸以上。通過(guò)快速工具進(jìn)行安裝，其安裝過(guò)程簡(jiǎn)化：將活動(dòng)限位器夾板套接在拉馬上，轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)限位器夾板，拉馬圈旋擰在拉馬下端螺紋上，并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)限位器夾板使活動(dòng)限位器夾板在拉馬上滑動(dòng)，調(diào)整活動(dòng)限位器夾板的位置，使拉馬下端與擋環(huán)上端具有足夠的間距，將頂桿的上端扣接在拉馬下端的頂針上，將懸繩器的卡子嵌入擋環(huán)與頂桿之間，毛辮子從毛辮子過(guò)孔進(jìn)入擋環(huán)，通過(guò)拉馬上端的活動(dòng)手柄，使拉馬推動(dòng)頂桿，使頂桿與擋環(huán)將卡子夾緊，并使卡子與毛辮子上連接，再將兩個(gè)卡子安裝后，使懸繩器卡子從毛辮子上頂緊，實(shí)現(xiàn)懸繩器卡子的更換。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、一次性投入，成本低，可以重復(fù)使用。取消了繩卡子，整個(gè)鋼絲繩在懸繩器下壓板內(nèi)，可調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)短，不用緊螺絲。2、解決了懸繩器距井口近的問(wèn)題，加大懸繩器距井口的距離10公分以上。3、解決了鋼絲繩頭扎人的問(wèn)題。4、解決了部分懸繩器因?yàn)榫嗑诮鼫y(cè)不了示功圖的問(wèn)題。 5、便于操作省時(shí)省力，提高工作效率。6、提高了安全操作系數(shù)。

5、經(jīng)濟(jì)效益

原懸繩器鋼絲繩灌鉛一口井需要費(fèi)用是533元，一個(gè)繩卡子14.6元，制作新型懸繩器2個(gè)鋼絲繩卡子需要200元，一口井節(jié)約333元，全廠1000口井懸繩器是繩卡子的需要更換，需要費(fèi)用：（200-14.6×2）×1000=17.08萬(wàn)元。灌鉛1000口井需要費(fèi)用是53.3萬(wàn)元，改用新型鋼絲繩卡子需用20萬(wàn)元，節(jié)約33.3萬(wàn)元。減去繩卡子的費(fèi)用17.08萬(wàn)元，年創(chuàng)效16.22萬(wàn)元。一次性投入，成本低，可以重復(fù)使用，減少了后期大量維護(hù)性費(fèi)用。

結(jié)束語(yǔ)

由于懸繩器卡子快速安裝工具的研發(fā)應(yīng)用，安裝時(shí)實(shí)現(xiàn)了在毛辮子下端的卡子安裝，避免爬抽油機(jī)摘毛辮子，同時(shí)提高了操作時(shí)的工作效率和安全生產(chǎn)系數(shù)，方便更換懸繩器卡子操作。在石油企業(yè)全面實(shí)施本質(zhì)安全的優(yōu)化管理中使石油企業(yè)的工作便于更好的開(kāi)展。