淺談抽油機減速箱軸端密封裝置研制與應用

劉偉

（中油遼河油田公司曙光采油廠采油作業二區，遼寧 盤錦 124109）

1 抽油機減速箱漏油的部位及原因分析

游梁式抽油機機械漏油的方式有多樣，最常見的是減速箱主動、從動軸的軸頭密封處漏油，尤其是主動軸密封圈出漏油最為嚴重，現場分析，對于一些內漲式剎車的減速箱，主動軸（輸入軸）安裝剎車輪轂一側漏油更為嚴重，原因是主動軸在運行時，抽油機上、下行負載換向力矩的變換，長時間運轉，造成串軸現象，相應的密封裝置也損壞，失去密封作用，出現了漏油。除上述幾種情況外，還有以下幾種漏油部位：（1）減速箱上、下箱體結合處漏油；（2）減速箱尾部視孔蓋出漏油；（3）減速箱底部放油孔出漏油。

2 抽油機減速箱漏油現狀及造成的損失分析

2.1 抽油機減速箱漏油現狀調查

曙光采油廠采油作業二區共有抽油機235 臺，抽油機維修管理工作量大，尤其是減速箱輸出軸油封滲漏是常見的問題，它不僅影響設備清潔，增加潤滑油損耗和維修工作量，而且還使軸承、齒輪潤滑不良，壽命縮短，影響開井時率，增加了修理成本。

通過對2018 年部分采油站抽油機減速箱輸出軸密封滲漏的統計表（見表1）以及現場拍攝的抽油機減速箱滲漏圖片（見圖1）可以看出，環境污染和設備損失非常嚴重。

表1 2018 年部分采油站修復抽油機減速箱輸出軸密封滲漏統計表

圖1 抽油機減速箱輸出軸密封滲漏圖片

統計2018 年度作業區，因抽油機減速箱滲漏、員工巡回檢查不及時、減速箱缺失潤滑油造成抽油機減速箱齒輪、軸承損壞，增加修理成本26.5 萬元。減速箱滲漏造成井場污染賠償費用等各項支出共計12.8 萬元，所以，解決減速箱滲漏是管理好采油設備的重要環節。

2.2 原因分析

現場統計結果表明，抽油機減速箱輸出軸潤滑油滲漏情況十分嚴重且普遍存在。近年來，隨著“四新”技術在油田上的推廣應用。如何有效地經濟地解決抽油機的漏油問題，從根本上解決這一頑癥，成為人們日益關注的問題。

首先，我們對在用的三種抽油機密封方式進行分析對比：

（1）老式堵漏方法毛氈塞堵法密封。在實際生產中，填料毛氈會變硬而失掉彈性，輸出軸旋轉帶來的振動以及沒有良好的潤滑，磨損嚴重，從而失去密封效果，不易調節，漏失量大，使用時間短，堵漏效果不佳。

（2）橡膠油封圈密封法。由于抽油機工況惡劣，溫度變化大，橡膠油封圈膨脹不均勻，易老化，造成抽油機減速箱輸出軸密封失效，并且更換時間過長，影響開井時率，效果也不佳（見圖2）。

圖2 橡膠油封圈壓蓋密封失效圖

（3）機械密封法。其原理是通過機械密封內部的耐磨膠圈與輸出軸緊密接合，抽油機在運轉時，利用機械密封的動、靜面相互摩擦，達到無滲漏，但是造價高、結構復雜，安裝煩瑣，不易采用。

針對上述三種抽油機減速箱封堵密封方式，我們分析對比，找出了現用減速箱漏油密封方式及結構存在的不足：

（1）穩定性差，易產生漏失。

（2）結構復雜，更換工作量大。

（3）維護費用高，安裝時間長。

2.3 研制新型密封裝置

通過對在用三種密封方式的分析對比的結果來看，均不能達到設定的目標。結合現場情況，分析減速箱漏油部位及各種型號的抽油機，我們研制了新式填料函密封法，其結構簡單，操作方便，其原理是通過填料函內部的耐磨填料與輸出軸緊密配合，可隨時調節填料函壓蓋的松緊度，壓緊耐磨填料，達到無滲漏，填料函及壓蓋可循環利用，現場操作性能強，安裝后使用周期長，解決了生產中存在的問題，減少了維修成本，提高了開井時率。

3 抽油機機械軸端密封裝置的研制與應用

3.1 對策的制定與實施

首先，對減速箱生產廠商提出了4 點建議：一是減速箱軸端密封圈壓蓋采用易拆卸式結構，各軸端密封圈留取開口，便于后期維修。二是減速箱輸入軸軸承處回油孔適當加大，便于潤滑油流暢。三是對減速箱殼體進行時效處理，防止殼體變型，避免沿合箱體面是漏油。四是在減速箱底座的合箱面上鑄造出或加工出一條環形油槽，而且有多個回油孔與環形油槽連通，在減速箱工作時，一旦有潤滑油滲入合箱面時，將會自行進入環形油槽，再經回油孔流入箱體內，避免潤滑油不會沿合箱面滲漏到減速箱殼體外。

3.2 設計應用新型密封裝置

這種抽油機減速箱密封裝置，由軸端蓋、密封槽、固定螺孔、固定螺絲、填料函和填料函壓蓋組成，填料函壓蓋內有一道密封槽，密封槽內裝有密封填料，填料函上有六個蓋板孔，還有六個固定螺孔（見圖3、4）。

在制作軸端蓋時，在端蓋內圈加工倒角，可以有效地增加填料的密封性，達到密封效果，經過長時間的運行、磨損后，可以拆卸端蓋，重新更換添加密封填料，達到再次使用的目的，拆裝便捷，省事省力，節省成本，提高效率。

圖3 新式密封裝置剖面圖

圖4 原密封壓蓋及新式密封壓蓋

3.3 新型密封裝置的現場安裝與應用

（1）將維修抽油機停在下死點，拉緊剎車，扣好死剎；使用吊車將抽油機曲柄取下，把減速箱輸出軸端蓋取下，利用軸端蓋內的空間，車大孔徑（見圖5）。

圖5 現場更換密封裝置圖

圖6 現場完成效果圖

（2）將加工好的填料函用螺栓固定在原端蓋內，安裝在抽油機機體上。

（3）把填料擠壓在填料函內，調節固定好填料函壓蓋；用吊車將曲柄組裝好，按操作規程啟抽（見圖6）。

3.4 效果檢查

2019 年6 月，先后在曙古44#、雙北30-42#、26-24#、27-28#等井安裝實施后，到目前為止，均未發生漏油現象，取得了良好的密封效果。

新式密封裝置內密封點共有三處，密封點多，為了減少填料取出時間以及裝置內密封點個數，我們又進行了改進。首先，我們利用自行車輻條研制出填料取出專用工具，大大縮短了維修時間，提高了單井時率。抽油機減速箱新式密封裝置內密封點共有三處，其一是填料函壓蓋內有一道密封槽，其二是填料函與減速箱輸出軸端蓋之間（此處需加青稞紙密封），其三是填料函與輸出軸之間的密封。

首先，把填料函與減速箱軸端蓋做成一體，減少一處密封點，即減少一處漏失點。為此，我們又加工了多套填料函與減速箱軸端蓋做成一體的密封裝置。2018 年11 月分又在杜古30-20#、30-12#安裝了機蓋一體的新式密封裝置，實施后，效果明顯，到目前為止，均未發生漏油現象。

4 結語

抽油機減速箱新式密封裝置現場實施后，崗位員工可根據實際情況現場調節填料函壓蓋松緊度或更換填料，從而減少停井時間，提高了抽油機單井時率，改善了抽油機現場管理水平，減少了環境污染，大大降低了員工清潔抽油機的勞動強度，該裝置低成本、可操作性強、能循環利用，得到了廣大員工的一致好評。

為了鞏固已取得的成績，對裝置的使用、維護實行標準化管理，我們做了以下工作：一是提高員工對抽油機減速箱滲漏給生產現場管理帶來的難度的認識，同時，讓大家了解到改進密封方式改變現狀的作用，強化了責任心。二是組織培訓干部、員工學習抽油機減速箱新式密封裝置的結構、原理以及安裝的注意事項，安全正確操作。