抽油機(jī)驢頭焊接工藝裝備的研制

張曉軍

（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）

0 引言

2019 年9 月根據(jù)松原裝備制造分公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公司”）的銷(xiāo)售反饋，在近一年的時(shí)間里，公司生產(chǎn)的游梁式抽油機(jī)在使用過(guò)程中，盤(pán)根盒存在嚴(yán)重的磨損問(wèn)題，導(dǎo)致原油從盤(pán)根盒泄漏（圖1）。經(jīng)公司銷(xiāo)售公司服務(wù)小分隊(duì)和用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)多次調(diào)整抽油機(jī)也無(wú)法解決該問(wèn)題。最后經(jīng)公司設(shè)計(jì)人員、檢驗(yàn)人員和用戶(hù)多次研究分析，初步確定是抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)投影超差所致。

1 原因分析

（1）抽油機(jī)的支架和游梁是在專(zhuān)用的工藝裝備上焊接成形的，重新對(duì)八型和十型抽油機(jī)的支架和游梁工裝進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果符合工裝圖紙要求，這兩部分對(duì)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)投影的影響很小，可以不予考慮。

（2）支架頂板和游梁軸承座是在鏜床上加工而成的，幾何參數(shù)符合圖紙要求，這部分對(duì)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)投影的影響很小，可以不予考慮。

（3）驢頭銷(xiāo)板是在工藝裝備上進(jìn)行焊接的，焊接銷(xiāo)板以驢頭側(cè)板的圓弧邊緣而不是圓弧面進(jìn)行定位，并且側(cè)板是用水焊切割的，存在一定的誤差，因此它是驢頭懸點(diǎn)投影產(chǎn)生超差的一個(gè)重要原因。

圖1 游梁式抽油機(jī)

（4）由于抽油機(jī)驢頭弧板（厚10 mm）是在卷板機(jī)卷成形的，卷后的弧板半徑與標(biāo)準(zhǔn)值相差30～1300 mm，并且還存在一定的扭曲變形（一般超差在5～40 mm）。鉚工組對(duì)時(shí)弧度是靠加力搬手強(qiáng)制找正的，導(dǎo)致組焊后弧板的幾何尺寸存在較大誤差，因此這是驢頭懸點(diǎn)投影達(dá)不到規(guī)定要求的重要原因。

2 制定措施與實(shí)施

從上述分析中可以確定，驢頭懸點(diǎn)投影產(chǎn)生較大誤差的主要原因有兩個(gè)：①焊接時(shí)驢頭弧板的半徑超差；②驢頭弧板的扭曲變形；③焊接驢頭銷(xiāo)板的基準(zhǔn)不準(zhǔn)確。為此，重新設(shè)計(jì)抽油機(jī)驢頭焊接工藝裝備，具體做法如下。

（1）首先設(shè)計(jì)焊接弧板的工藝裝備。如圖2 所示，液壓缸通過(guò)液壓缸支座用螺栓與工裝底座相連，其管線聯(lián)接在液壓機(jī)上的方向控制閥上，通過(guò)操作方向控制閥，使液壓缸的活塞向前或向后移動(dòng)。且液壓缸的活塞裝有頂板，頂板的半徑等于驢頭弧板外圓半徑，胎具圓弧的半徑等于驢頭內(nèi)圓弧半徑，通過(guò)螺栓固定在工裝底座上。

工作原理：將驢頭側(cè)板放到工裝底座上并固定好；將剪切完的弧板料放在液壓缸頂板和胎具的圓弧面之間，使圓弧板的中點(diǎn)與胎具的中點(diǎn)對(duì)正。首先操作液壓控制閥使1#液壓缸（位于胎具的中點(diǎn)）工作，將弧板緊壓在胎具上，然后依次使2#、3#、4#、5#、6#、7#液壓缸工作，將驢頭弧板緊緊壓在胎具的圓弧面上；將驢頭另一個(gè)側(cè)板放在胎具上，然后由鉚工將驢頭弧板點(diǎn)焊在驢頭上、下側(cè)板上；點(diǎn)焊完成后操作液壓控制閥，使液壓缸向后移動(dòng)，頂板與驢頭弧板脫離接觸后松開(kāi)側(cè)板，再將該驢頭移到其他工作臺(tái)上，完成驢頭的其他焊接工作。

圖2 焊接弧板的工藝裝備

（2）重新設(shè)計(jì)焊接驢頭銷(xiāo)板的工藝裝備。如圖3所示，工裝底座上有弧板定位塊，并且其工作面位于驢頭弧板的圓周上，半徑等于驢頭弧板（圖紙要求）外圓半徑；銷(xiāo)板定位塊也焊接在底座上，這兩塊銷(xiāo)板定位塊外側(cè)之間的距離等于驢頭銷(xiāo)板內(nèi)側(cè)之間的距離，銷(xiāo)軸中心線距離驢頭弧板的距離等于圖紙上驢頭銷(xiāo)軸中心線到驢頭弧板之間的距離。

工作原理：將需要焊接驢頭銷(xiāo)板的驢頭放在工裝底座上，并且使弧板定位塊的工作面與驢頭弧板相接觸進(jìn)行定位；銷(xiāo)軸（銷(xiāo)軸兩根）裝在銷(xiāo)板定位塊上（銷(xiāo)軸直徑與驢頭銷(xiāo)板孔的直徑相同），將驢頭銷(xiāo)板裝到銷(xiāo)軸上，用定位塊定位，如圖所示，然后由鉚工將驢頭銷(xiāo)板點(diǎn)焊在驢頭上；點(diǎn)焊完成后抽出銷(xiāo)軸，將驢頭移到其他的工作臺(tái)，由焊工將兩個(gè)銷(xiāo)板焊接在驢頭上。

（3）編制《抽油機(jī)驢頭焊接作業(yè)規(guī)范》減少驢頭焊接后的變形，保證焊接質(zhì)量。

3 效果檢查

2019 年12 月，對(duì)公司生產(chǎn)的8 臺(tái)八型和十型抽油機(jī)的驢頭懸點(diǎn)投影進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

圖3 焊接驢頭銷(xiāo)板的工藝裝備

從表1 可以看出，這4 臺(tái)八型抽油機(jī)的驢頭懸點(diǎn)投影為Φ6～10 mm，達(dá)到活動(dòng)前制lk 定的在Φ18 mm 范圍內(nèi)的目標(biāo)，6臺(tái)十型抽油機(jī)的驢頭懸點(diǎn)投影Φ10～14 mm，達(dá)到了活動(dòng)前規(guī)定的Φ22 mm 的目標(biāo)。

4 經(jīng)濟(jì)效益

（1）每年節(jié)省的工時(shí)費(fèi)。節(jié)約工時(shí)價(jià)值=（46－12）×15×12×50=306 000 元。

（2）每年節(jié)約檢測(cè)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)投影的檢測(cè)費(fèi)。節(jié)約檢測(cè)費(fèi)=（4×15×2+2×200）×600=312 000 元。

（3）每半年可以降低不合格驢頭所造成的廢品損失。少?gòu)U品損失價(jià)值=[（46+52）×15+1.138×4600/85%]×（14.3%－0）×6×50=327 241.2 元。

（4）由于驢頭懸點(diǎn)投影大幅度小，增加了采油井口盤(pán)根盒的工作壽命，減少停機(jī)維修時(shí)間，提高了使用單位的經(jīng)濟(jì)效益。

（5）由于減輕了采油井口盤(pán)根盒的磨損，進(jìn)而防止了原油泄漏以及對(duì)工作場(chǎng)地的污染。

表1 抽油機(jī)的驢頭懸點(diǎn)投影的檢測(cè)結(jié)果

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)公司的技術(shù)人員的分析，準(zhǔn)確找到了抽油機(jī)泄漏的主要原因，并利用焊接技術(shù)進(jìn)行了抽油機(jī)質(zhì)量的提升。各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也證明，該項(xiàng)工作效果比較理想。