常用抽油机知识介绍
辽河油田常用抽油机知识介绍
第一节抽油机基础知识
1、1 概述
当地层具有得能量不足以将原油提升到地面时,就需要通过能量得转换来达到目得。有杆抽油设备(抽油机-抽油泵装置)因结构简单、制造容易、使用方便而成为目前应用最广泛得能量转换装置。
有杆抽油设备主要由三部分组成,一就是地面部分;二就是井下部分;三就是联系地面与井下得中间部分。它就是由地面部分(机械)将运动与动力进行转换后,通过中间部分(杆柱或管柱)传递给井下部分(泵),再通过井下部分(泵)将能量传递给原油,完成将原油提升到地面得任务。
游梁式抽油机因具有适应野外无人瞧管、全天候运转得条件与使用可靠等特点,从抽油机发展得开始到现在,它都就是应用最广泛得抽油机。但随着井深与产量得不断增加,需要抽油机得能力就越大,游梁式抽油机重量大得缺点就越明显。为了减轻抽油机得重量,提升节能效果,近二十年来也大力推广应用了一些无游梁式抽油机。
1、2 抽油机得原理、结构、特点、分类及应用
按照抽油机结构与原理得不同,抽油机可分为游梁式抽油机与无游梁式抽油机。
一、游梁式抽油机
游梁式抽油机得基本特点就是结构简单,制造容易,使用方便,特别就是它可以长期在油田全天候运转,使用可靠。因此,尽管它存在驴头悬点运动得加速度较大、平衡效果较差、效率较低、在长冲程时体积较大与笨重等缺点,但仍然就是目前应用最广泛得抽油机。
游梁式抽油机得工作
原理就是:由动力机供给动
力,经减速器将动力机得高
速转动变为抽油机曲柄得低
速转动,并由曲柄—连杆—
游梁机构将旋转运动变为抽
油机驴头得上、下往复运动,
经悬绳器总成带动深井泵工
作。
游梁式抽油机得主要
部件有:提供动力得动力机;
传递动力并降低速度得减速
器;传递动力并将旋转运动
变成往复运动得四杆机构
(曲柄、连杆、游梁、支架及横梁与底座);传递动力并保证光杆做往复直线运动得驴头及悬绳器总成;使抽油机能停留在任意位置得刹车装置以及为使动力机能在一个较小得负载变化范围内工作得平衡装置等。
游梁式抽油机根据结构型式不同可分为:
常规型游梁式抽油机:驴头与曲柄连杆机构分别位于支架前后,平衡角为零得游梁式抽油机。
前置型游梁式抽油机:驴头与曲柄连杆机构均位于支架前面得游梁式抽油机。
异相型游梁式抽油机:驴头与曲柄连杆机构分别位于支架前后,平衡角不为零得游梁式抽油机。
双驴头型游梁式抽油机:悬挂光杆得驴头与曲柄连杆机构分别位于支架前后,在一冲程过程中,后臂长度与连杆长度不为常数得游梁式抽油机。
游梁式抽油机根据平衡方式不同可分为:游梁平衡型、曲柄平衡型、复合平衡型、气动平衡型。
二、无游梁式抽油机
为改善抽油机得运动性能,提高节能效果,减少整机重量与占地面积,近年在油田现场应用得无游梁式抽油机主要有:
链条抽油机:
在结构原理上,它不同于游梁式抽油机在于它运用得就是曲柄滑快机构。工作原理就是由动力机供给动力,经减速器将动力机得高速转动变为链条得低速转动,并由特殊链节及主轴销—滑块机构将旋转运动变为抽油机往返架得上、下往复运动,经绕过天车轮得悬绳器总成带动深井泵工作。主要由动力传动系统、换向系统、平衡系统、悬重系统及机架底座等组成。链条抽油机具有结构紧凑、平衡调节方便、冲程长等显著优点,特别适用于在大型机及海洋采油平台或丛式井采油上应用。但因运动件多、管理难度大、可靠性低等缺点影响了其现场应用与发展。虽然为提高可靠性,在用特制平胶带代替悬重钢丝绳、增加主链条改善受力状况及改变平衡方式等方面做了一些改进,但在现场得应用仍因寿命较短而逐渐减少。
钢绳抽油机:外型上类似于链条抽油机,其原理结构不同在于它就是通过控制系统直接控制电动机带动滚筒正反转动,经绕过滚筒得悬绳器总成带动深井泵工作。也因电器系统得长期可靠性问题等原因未能得到广泛应用。
其它无游梁式抽油机如液压抽油机、曲柄连杆式抽油机也有试用。
1、3抽油机得主要技术参数
抽油机得主要技术参数包括额定悬点载荷,光杆最大冲程,减速器额定扭矩及最高冲次等,其定义与数字在标准中都已规范。
额定悬点载荷:悬绳器挂光杆处承受得光杆拉力得额定值,kN。它主要决定了抽油机得工作能力,影响可下井抽油泵得泵径与泵深;
光杆最大冲程:调整抽油机冲程调节机构,使光杆能获得得最大位移,m; 它主要决定了抽油机得基本尺寸与重量,影响油井得产量;
最高冲次:动力机输出轴上装设计允许得最大直径胶带轮时,或减速器输入轴上装设计允许得最小直径胶带轮时,抽油机所获得得冲次,min-1; 它主要关系着抽油机功率得配备,与最高冲次一样影响油井得产量。
减速器额定扭矩:减速器输出轴允许得最大扭矩,kN、m;它主要决定了减速器得尺寸与重量,它与上述三个参数间存在一定关系,关系着抽油机功率得配备,影响油井工况得选用;
第二节抽油机得使用管理
2、1 抽油机工作参数得选择
选择抽油机工作参数得主要依据就是下泵深度、产液量、原油物性及油井情况等,基本原则就是在满足下泵深度、产液量得前提下,既要发挥抽油机得能力,又不超负荷运转。根据抽汲井得不同情况,要合理得选择抽油机工作参数,在深井稠油抽汲井中,尽可能地采用长冲程(＞4、2 m),低冲次(≤6r/min);浅井低粘度抽汲井,采用适宜得短冲程、高冲次。冲次过高会影响下井抽油杆、抽油泵等得使用寿命。最低冲次必须满足胶带得最小包角要求。为提高产液量,选用得冲程与冲次,不可能都就是最大值,要保证抽油机不超额定悬点载荷、减速器不超额定扭矩。为了确保抽油机长期可靠地工作,最好不要达到100%满载(最大悬点载荷
达到额定值得70%以上以及减速器最大扭矩达到额定值得60%以上时,抽油机得能力就得到充分发挥),特别对稠油井、出砂井等有突变载荷得情况,瞬间最大悬点载荷也不得高出额定值得50～100%,如非瞬间,则应考虑选用较大额定悬点载荷与较大减速器额定扭矩得抽油机。
2、2 抽油机操作规程
一、启动前得检查与准备
1、检查重要部位就是否完好(如地脚螺栓、刹车、游梁式抽油机得曲柄销等部位有无缺损与松动)。
2、检查减速箱油就是否适量(如非长期停用,可通过观察就是否有漏油或盗油现象来初步判断)。
3、检查就是否无妨碍运转得物体。
4、检查油井流程就是否正确与畅通。
5、检查供电系统就是否正常(重点检查各种保护及接地装置就是否良好,如有转换开关得应在手动位置,合上电源总开关,检查电压就是否在额定值得-5%～+10%内)。
二、启动操作
1、摘除刹车安全锁块,松开刹车(注意刹瓦就是否完全松开)。
2、待抽油机静止后,点动手动启停按钮(站在配电控制柜侧面,雨雪季节应戴绝缘手套),观察有无异常情况并及时排除(如启不动、皮带打滑、有异响异味等)。
3、如有转换开关应扳向正常位置后,按启动按钮(如一次不能启动时,应利用惯性,作2－3次启动。如仍启不动时,应进行检查,问题排除后再重新启动抽油机)。
三、启动后得检查工作
1、检查有无异响。
2、检查有无异味。
3、检查有无异色。
4、检查有无振动。
5、检查有无漏油。
6、检查有无超载。
四、停机操作
1、当抽油机运转在所需要得位置时,按停止按钮。
2、缓慢刹紧刹车,使抽油机停止在所需要得位置上(当油井气量大时,则应停在下死点;当含砂量大时,则应停止在上死点。维修时,应停在方便工作得位置)。
3、挂上刹车安全锁块。
4、如有转换开关应扳向手动位置,关闭电源总开关。
2、3 抽油机得使用常识
一、抽油机得平衡
抽油机得工作特点就是承受交变负荷。上冲程时,抽油机悬点载荷为作用在活塞有效截面上得液体重量(包括压力差)与抽油杆柱在液体中得重量以及摩擦、惯性、振动等动载荷;下冲程时,抽油机悬点载荷为抽油杆柱在液体中得重量与动载荷。且上冲程时,发动机要付出很大能量去提起悬点载荷;到下冲程时,抽油杆柱依靠自重就可以下落,不但不需要发动机付出能量,反而对发动机作功。因此,发动机在上、下冲程得载荷就是非常不均匀得(而悬点运动速度与加速度得变化又加剧这种不均匀性)。载荷得不均匀性,严重地影响了四杆机构、减速箱与发动机得效率与寿命,也恶化了抽油杆得工作条件,使抽油杆断裂次数显著增加,所以,抽油机-抽油泵装置中必须合理地解决平衡问题,尽可能消除负功,使发动机、减速器得载荷均匀,以避免上述种种缺点。
1、抽油机得平衡原理:在下冲程时,以某种方式把抽油杆柱下落时释放得能量与动力机提供得能量储存起来,到上冲程时再释放所储存得能量来协助动力机工作,实现动力机功率得均匀输出。
2、抽油机得平衡准则:在抽油机设计与使用中,普遍采用得平衡准则有以下三种:
(1)、上、下冲程中,电动机所付出得平均功率相等。
(2)、上、下冲程中,减速箱输出轴得输出扭矩峰值相等。
(3)、在抽油机得整个冲程中,减速器输出轴瞬时扭矩与平均扭矩偏差得平方与最小。
因此,在使用现场,通过测上、下冲程电机得平均功率就是否相等来判别抽油机就是否平衡,为最准确得方法。但该方法需要测试多个冲程,时间较长。目前现场仍有下列方法作为初步判别,出现异常,用电力分析仪测量并按上述准则进行进一步得调整。
(1)、观察法。
观察就就是用肉眼瞧抽油机启动就是否顺利,电动机就是否有不正常得“呜呜”怪叫声。一般来说,平衡效果好得抽油机比较容易启动,无怪叫声。
另外,还可以采用反复开、停抽油机得方法,以观察驴头与曲柄停留得位置与状况。平衡效果好得抽油机。当曲柄在任何角度停机时,曲柄可停留在任何位置,或者断电后,曲柄向前滑动一个很小得角度停下。
若平衡重偏重,当驴头在任何位置停抽时,曲柄平衡块都要摆动几下,最后使驴头停在上死点,曲柄位置指向下方。此时,应将平衡块向曲柄轴中心方向调整,减小平衡力矩。
反之,若当驴头在任何位置停抽时,曲柄平衡块都要摆动几下,最后使驴头停在下死点,曲柄位置指向上方。则说明此时得平衡力矩偏小,应将平衡块向远离曲柄轴轴心方向调整,增大平衡力矩。
(2)、测试法。
对常规游梁式抽油机,可用秒表测量驴头上、下行程得时间,当完全平衡时,上、下行程得时间应与设计时间基本相同。如果上冲程快,下冲程慢,则说明所加得平衡力矩过大,应减轻平衡重或减小平衡半径。如果上冲程慢、下冲程快,则说明所加得平衡力矩偏小,应加重平衡块或增大平衡半径。
(3)、测电流强度法。
在实际使用中,最简便、最实用得检验方法就是用钳形安培表测量电动机三相电流强度。平衡良好得抽油机,驴头上、下冲程时,所测得电动机输入电流得峰值应就是相等或相近。按游梁式抽油机得标准规定,调平衡时,应使上、下冲程得最大电流差值小于最大电流得15%。
如果测量时发现上冲程中电动机输入电流大于下冲程时得电流,则说明所加得平衡力矩偏小。反之,则说明平衡力矩偏大。应按上述方法予以调整。
3、安装曲柄平衡块时要求:曲柄平衡块装配时,两个平面应清洁无油污,两接触面要求就是面接触,最大空隙不得超过0、04mm,否则要用刨床刨平或锉刀找平,如条件不具备可用薄铁皮垫平,将固定螺栓上紧,并上紧背帽。
4、调整平衡得操作要点及注意得问题:
调整曲柄平衡:
(1)、停抽油机,曲柄停在水平位置上(为操作方便,一般允许与水平方向成15○角),刹紧刹
车并挂上刹车安全锁块。
(2)、卸松平衡块螺栓(注意不要卸掉,能移动平衡块即可)。
(3)、调整平衡块到预定位置。移动时要慢慢地摇晃,用撬棍向前撬或用摇把平衡地向前、
向后移动平衡块,防止平衡块脱落。
(4)、拧紧固定螺栓。
(5)、松开刹车并摘除刹车安全锁块,启动抽油机;测电机电流,并注意观察平衡块有无松动
现象。
调整游梁平衡:
(1)、停抽油机,游梁停在水平位置,刹紧刹车并挂上刹车安全锁块。
(2)、松游梁平衡块固定螺栓。
(3)、装上或卸去预算得平衡块数量(装平衡块时,要注意安全)。
(4)、拧紧游梁平衡块得固定螺栓。
(5)、松开刹车并摘除刹车安全锁块,启动抽油机,测电流并检查安装质量。
5、平衡方式:抽油机得平衡分为机械平衡与气动平衡两种方式。机械平衡包括曲柄平衡、游梁平衡、复合平衡三种形式,其特点见下表。
平衡方式优点缺点适用范围
机械平衡
曲柄平衡
1、结构简单
2、制造容易
3、可避免在游梁上造成过大
得惯性力
1、消耗金属多
2、调整较困难
重型机游梁平衡
1、平衡方式简单
2、减小连杆、曲柄销受力,
可减小曲柄得变曲力矩
3、简化曲柄轴结构
1、高冲次时惯性大
2、抽油机大时平衡
效果不良,安装调
节不便
小型机复合平衡兼有曲柄平衡与游梁平衡得特点中型机
气动平衡
1、重量轻,节约钢材
2、调整方便,平衡效果好
3、改善抽油机受力状况
1、结构复杂,制造
质量要求高
2、故障率相对较高
重型长冲程机
二、抽油机得调整
1、调整冲程与冲次
为了适应油井液量得变化,需要对抽油机
得运行参数(冲程或冲次)进行调整。就是调整冲
程还就是冲次,需根据具体情况而定,调冲次较
为方便,特别就是通过变频器调整冲次更适合需
频繁调整得油井(注意最小转速应保证电动机得
散热,调频后运行电流不得超标等)。
游梁式抽油机通过换皮带轮调冲次得操作
要点就是:
(1)、准备好需要得皮带轮(外径、孔径与
键槽要合适)与备用键。
(2)、停抽油机,刹紧刹车并挂上刹车安全
锁块。
(3)、松开电机固定螺丝,卸去三角皮带。
(4)、用拔轮器将皮带轮卸下。
(5)、测量电机轴与新换皮带轮孔径得间隙,
保证符合要求。
(6)、清洗电机轴与新换皮带轮孔,涂上少量黄油。
(7)、安装皮带轮。应注意用力均匀,垫上铜棒,禁止用榔头直接猛烈敲打皮带轮边缘。
(8)、装三角皮带,调整电机位置,使皮带轮与减速箱皮带轮四点成一线。调好皮带松紧并拧紧电机得固定螺丝。
(9)、启动抽油机并检查安装质量。
游梁式抽油机调冲程操作要点:
(1)、先检查刹车就是否灵活好用,特别就是刹车销与手柄就是否完好。
(2)、将抽油机停在45○～60○(指曲柄水平偏上得角度)处刹紧刹车并挂上刹车安全锁块,用光杆卡子卡好光杆,坐在盘根盒上,卸掉负载(使悬绳器毛辫子略松即可)。并根据结构不平衡重决定就是否使用起重设备及起吊方法。
(3)、曲柄销上有开口销得应先拨掉,卸松螺母后把曲柄销退出一部分,再卸掉螺母。另一个曲柄销也照此法进行后,人站在侧面用撬杠撬出曲柄销,使两曲柄销脱出曲柄。要根据曲柄销得结构特点确定退出曲柄销得方法,确保丝扣部分完好无损。
(4)、取出衬套,检验合格后将衬套装在选定得已经清洗干净得冲程孔内。
(5)、由专人(要有经验得人)控制刹车,用专用工具盘动皮带轮或缓慢松动刹车(由大换小冲程时松动刹车,由小换大时盘皮带轮),曲柄销对准销孔中心推进去,放好压紧垫圈,拧紧螺母,检查曲柄销圆锥小圆端面与压紧垫圈之间得间隙,应在4～10mm之间,否则应调整衬套位置或更换衬套,达到要求为止。最后装好开口销子。
(6)、开抽后应检查调整部位,要求无扭、无碰、无杂音、运转正常。
2、调整抽油机横向、纵向水平及井口对中。
抽油机得水平超差,不但会造成机件受力不均或加重,而且严重影响吊绳对中。一般要求,横向水平误差不得超过0、5/1000,纵向水平误差不得超过3/1000。超差时,主要调整抽油机基础或底座。调整水平一要注意水平尺得精密及测量位置,二要注意加垫铁得要求(加在地脚螺栓两边有加强筋得地方,原则上不准加两块斜垫铁,加平斜垫铁不得超过三组,高度不超过50mm,应卸负荷后调整,不得使底座变形)。另外调偏(井口对中)除整机移动外,还可调整中(尾)轴顶丝,但要注意两边连杆与曲柄得间隙,防止刮碰。
3、调整胶带。
带传动就是通过中间挠性皮带靠摩擦力在皮带轮间传递运动与动力,因此具有缓与载荷冲击得作用而广泛应用于抽油机得传动中。胶带过松,将降低传动效率;胶带过紧,将增加受力;带轮不同轴、不共面,将加剧磨损。一般都通过调节装置(如顶丝)来调节胶带得松紧及带轮得相对位置,保证符合标准要求。新机安装时,要求进行调整,使用后产生误差多为更换电机安装时未找正造成偏差,因此要注意安装后得检查验收。
4、调整刹车。
刹车装置得加力机构有两种,一种就是手摇式得加力机构,它动作慢,达到制动需要得时间较长,但手摇丝杠有自锁能力;另一种就是手拉式得加力机构,带有棘轮棘爪锁紧装置,它动作快,操作方便。刹车装置得制动器有外抱式与内胀式两种。外抱式有整条刹带型与两半圆闸瓦型。目前应用较多得就是手拉式得加力机构配用外抱式制动器。
游梁式抽油机刹车得检验标准就是:在刹把上最大加150N得力,切断动力源后,曲柄在任何位置时,刹车装置制动均应平稳可靠。
由于抽油机使用与维护得特殊性,要求其以可靠来保证安全。因此,我们必须随时进行调整:
(1)、要调整限制刹车瓦张合位置得螺母;
(2)、要调整水平垂直拉杆得长度。
要保证能刹住车;松开时刹车轮不磨刹带片;刹住车时棘爪应正好落在棘轮得槽内。
由于就是安全部件,必须注意:各刹车部件不得有任何缺陷,所有防松装置(背帽)工作可靠;要保证杠杆得加力作用;不得有任何替换件;不得有非标准连接方式;有安全锁块得要在需要时使用,并正规操作。由于就是安全部件,且原理、结构复杂,修保工作最好由专业人员进行。
调整抽油机外抱式刹车得操作步骤:
(1)、停机在自由位置,并挂上刹车安全锁块,扳动拉杆系统调节螺母,调节拉杆长度。
(2)、保证刹带片与刹车轮有1、5～2mm最小间隙,并注意两个半块刹车闸瓦同时刹紧或松开。试刹车到最松,使刹带片与刹车轮全部离开;刹紧全行程2/3时刹带全部抱紧,保证刹带接触面为80%以上,否则重调。
(3)、开动抽油机试刹车,刹车最松时不刮不磨、刹车时灵活可靠(利用刹车全行程得1/3～2/3部分)。
调内胀式刹车得操作步骤:
(1)、停机在自由位置,扳动拉杆系统调节螺母,调节拉杆长度。
(2)、保持胀刹凸轮有充分得转动角度,与刹把行程角度匹配。
(3)、试刹车,刹把推到最松时刹带全部离开刹车轮,刹把拉回全行程2/3时,刹带片全部胀紧刹车。
(4)、开动抽油机试刹车,最松时不刮不磨,刹车时灵活可靠(利用刹车全行程得1/3～2/3部分)。
三、抽油机得润滑
抽油机得润滑主要就是对减速器齿轮、各部轴承及相关运动部位进行润滑。
减速器润滑剂应选用承载能力高,有足够粘度得工业齿轮油、中负荷工业齿轮油或类似性质得润滑脂。气温高时,选用粘度指数相对高得润滑剂;气温低时,选用低温下流动性较好得润滑剂,以满足润滑油自由地流入减速器润滑油槽得油孔中。使用润滑油得最低工作温度,应按比该地区得最低温度低5℃～10℃选择。最高工作温度,应按比该地区得最高温度高12℃～15℃选择。
游梁式抽油机曲柄、游梁等其它转动部位得润滑,采用润滑脂进行润滑。有得减速器轴承部位也采用润滑脂润滑,要注意按规定进行加注。采用润滑脂得性能不应低于SH/T 0469-1994规定得质量标准。
如游梁式抽油机得润滑点有:减速箱、连杆下部轴承、横梁轴承、连杆上端销、支架轴承、驴头插销轴、电机轴承、刹车装置得增力摆杆及刹车把销轴等。各润滑点示意见下图:
各润滑部位得润滑要求见下表:
四、抽油机得安全运行
使用电动机得抽油机,要按规定进行电器设备得保护接地或接零。
由于抽油机使用与维护得特殊性,抽油机得刹车装置、安全锁块必须完好可靠,各种护栏、护罩、梯子、扶手、操作平台等防护设施必须按规定配备齐全并完好无损。
对危及安全或导致人身伤亡、引起主要总成报废或造成重大经济损失得致命故障(如游梁式抽油机得曲柄销断、连杆断、横梁断脱、驴头脱落、平衡块脱落、悬绳断脱等故障),要认真检查,发现问题,及时处理。
第三节抽油机得维修
3、1 抽油机得保养
对新安装得抽油机,应在开抽前进行一次保养检查,开抽后24小时紧固作业一次,运转7天与一个月再紧固、调整各部一次。然后再进行列保与强制保养。
一、当班工作者对抽油机得维护与保养(例保或巡回检查)
当班工作者对抽油机应在注意安全、不停机得情况下,围绕抽油机巡回一圈,通过听、瞧、闻、摸等方式进行检查,发现问题及时处理或向上级汇报,并填好设备记录。
1、检查有无异响(重点检查整机、各传动机构等部位)。
2、检查有无异味(重点检查电机、皮带、电器电路等部位)。
3、检查有无异色(重点检查电机、各轴承、游梁式抽油机得曲柄销孔等部位)。
4、检查有无异动(重点检查整机及基础、电机及游梁式抽油机得曲柄销、中轴承、尾轴承等紧固部位)。
5、检查有无漏油(重点检查减速器得轴承盖、合箱面、排油孔丝堵、油窗及其它部件得轴承密封处)。
6、检查有无超载(重点检查电机运行电流、电压,钢丝绳有无断股或绳帽松动)。
7、检查有无污物(重点检查各运动件结合部位、减速器得呼吸器、刹车摩擦结合面及整机外观有无污物或锈蚀)。
8、检查有无缺损(重点检查各部件有无被损坏、被偷盗)。
二、抽油机得强制保养
由于抽油机需长期在野外无人瞧管全天候得条件下运转,经过严寒得冬季、多雨得夏季、大风得春秋,包括基础在内得各部件长期经受雨雪风砂尘土得侵蚀,可能造成各部出现润
滑不良、相对位置发生变动、连接不牢、零件损伤等问题,因此需要对抽油机实行强制停机三级保养制。要求累计运转时间达到2000h进行一次一保,达到4500h进行一次二保,达到9000h进行一次三保(每季进行一次一保,每半年进行一次二保,每年进行一次三保)。保养主要按“十字”作业法(调整、紧固、润滑、清洁、防腐)强制进行,其重点内容如下:
1、一保
(1)、完成巡回检查工作。
(2)、检查及调整刹车机构,保证其可靠地工作。
(3)、检查各润滑点及补充润滑剂。
(4)、检查胶带得张紧就是否合适。
(5)、检查调整其它部件,使其工作可靠。
2、二保
(1)、完成一保工作。
(2)、检查校对抽油机纵横水平。
(3)、检查整机噪音。
(4)、检查各轴承、油池温度。
(5)、检查润滑油质量。
(6)、检查齿轮磨损情况。
(7)、检查并保养电器设备及设施,检查绝缘性。
3、三保
(1)、完成二保工作。
(2)、检查所有焊接件本体有无永久变形、开裂现象与焊缝有无疲劳裂纹。
(3)、检侧齿轮齿面磨损情况。测量齿轮侧隙就是否超标。
(4)、检查抽油机悬点投影及两曲柄剪刀差。
(5)、检查基础稳定性,测量支架振幅。
(6)、更换影响抽油机性能得磨损零部件。
3、2 常见故障与排除
当各种工作性能(技术与经济指标)与正常情况发生偏差时,说明设备发生了某种故障。故障有突发性故障与渐进性故障、功能故障与潜在故障、人为故障与自然故障、通过普通调整可以消除得故障与不能用普通调整消除故障等。任何故障得构成,都基于零件或配合件遭到磨损或破坏,即出现了缺陷。由于抽油机长期在恶劣得工况下运行,故障发生不可避免,由于野外得特性,正确地分析故障并正确地加以处理尤为重要。
由于抽油机负载得复杂性(如瞬间超载、多变、不能随时掌控),抽油机故障得发生应重点分析使用工况方面得原因。如冲击载荷、平衡不好都可能造成机件得严重损坏。
抽油机重复发生得故障,除分析设备本身与工况原因外,最重要得还应分析配件质量。如胶带早期破损,除两带轮不正、胶带松弛、超负荷运行等原因外,还要分析胶带质量。钢丝绳帽断脱,除超负荷(特别就是冲击载荷)外,还要检查生产厂家就是否按额定悬点载荷得1、5倍进行两根钢丝绳(共同承受)静拉试验。
另外,还要保证修复质量,该更换得件必须更换,所换得件必须符合标准。根据抽油机工况得特性,承受交变载荷得部件最易发生故障。如游梁式抽油机得曲柄销,不但要承受交变得拉压,还要承受弯矩,最易发生故障。要通过在紧固螺母—销—套—曲柄得结合位置做标记,经常注意观察连接部位得标记就是否错位,就是否有异响、振动、或驴头就是否发生偏摆,必要时通过停机仔细观察销套连接部位就是否发生漆皮得不正常脱落、两端有如铁锈等不正常污物,来发现早期故障,避免发生断脱造成翻机得I类致命故障。同时,在维修过程中,要保证新销或套得质量(精度),当锥面有效接触面积达不到75%时,应予更换。
第四节抽油机管理规范
4.1抽油机标准
目前,抽油机得标准主要有:SY/T 5044－2003《游梁式抽油机》与SY/T 5442－92《链条抽油机》。
规定抽油机规格型号表示法:
□□□□□□
| | | | | |-----------平衡方式代号
| | | | |---------------减速器齿轮齿形代号
| | | |-------------------减速器额定扭矩,kN、m
| | |------------------------光杆最大冲程,m
| |----------------------------额定悬点载荷,kN
|-------------------------------抽油机类别代号
其中类别代号为:CYJ-常规型游梁式抽油机;CYJQ-前置型游梁式抽油机;CYJY-异相型游梁式抽油机;CYJS-双驴头型游梁式抽油机;LCJ-链条抽油机。
平衡方式代号为:Y-游梁平衡型;B-曲柄平衡型;F-复合平衡型;Q-气动平衡型;P-链条抽油机配重平衡型。
齿形代号为:标注符号“H”代表点啮合双圆弧齿形,不标注代表渐开线齿形。
对游梁式抽油机,在标准中还对一些术语进行了规范,其中包括:
平衡角(异相角):减速器输出轴轴心与曲柄平衡重重心连线与减速器输出轴轴心与一排曲柄销孔中心连线得夹角,(°);
两曲柄剪刀差:距离旋转中心最远得两曲柄销孔中心线之间得距离,mm;要在垂直曲柄轴中心线得游梁式抽油机中分面上测量;
温升:测量所得最高温度与环境温度得差值,℃。
抽油机结构不平衡重:就是在连杆与曲柄销脱开时,为保持游梁处于水平位置加在光杆上得力,kN。此力方向向下为正,方向向上为负。
另外,特别对可靠性评定进行了规范,评定指标有四项:
平均首次故障时间:可维修产品首次故障时间得平均值;
平均无故障工作时间:可维修产品无故障工作时间得平均值;
当量故障率:当量故障频数出现得频繁程度;
平均维修时间:维修时间得平均值。
标准还规定:
胶带轮不平衡力矩M应不大于9、8eG(N、mm)。其中:?－允许偏心距,mm(胶带轮转速≤300, >300～500, >500～700, >700～900, >900时,分别为:0、55,0、38,0、26,0、18,0、10); G－胶带轮质量,kg。
在任何位置时,悬点投影应在下表规定得投影直径范围内。游梁式抽油机两曲柄剪刀差
由电动机驱动得抽油机在出厂检验时,链条抽油机整机噪音不得超过87dB (A)。游梁式抽油机减速器扭矩<37 kN、m 时,整机噪音不得超过85dB (A), ≥37 kN、m 时,整机噪音不得超过87dB (A)。
游梁式抽油机到第一次大修理前得使用时间不少于6年,到报废为止,总使用时间不少于15年。链条抽油机分别为5年与10年。
4、2 抽油机得检查
对需经过安装并长期在野外运行无人瞧管得抽油机,安装不规范、损坏与被盗等现象得发生不可避免。为了抽油机得长期稳定运行,不断提高管理水平,必须加强检查与验收。
一、新装抽油机得检查
抽油机就是需要进行安装后才能使用得设备。安装后得检查验收,既就是检查生产厂家得制造质量,又就是保证能长期良好运行得必要手段。重点应检查经过安装得部位、在运输过程中可能移动得部位及基础得质量。在目前条件下,除按启抽前得检查要求外,游梁式抽油机在安装后应重点进行如下检查验收:
1、底座平面与基础接触牢靠(如需用垫铁,应加在地脚螺栓两边有加绳筋得地方,不准加两块斜垫铁,加平斜垫铁不得超过三组,高度不超过50mm)。
2、底座整体顶面水平度:纵向偏差小于3‰,横向偏差小于0、5‰。
3、底座标志与粉线(井口、基础得中心线)偏移量小于2mm。
4、游梁中心线投影与底座中心线偏差不超过规定值(最大冲程长度<4、5～6m,<3、5～
4、5m,<2、5～3、5m,<1、5～2、5m,<0、6～1、5m,偏差值分别为7mm,6mm,5mm,4mm,3mm)。
5、悬点投影在规定范围内。
6、游梁式抽油机需要现场安装曲柄得应检查两曲柄剪刀差不得超过规定值。
7、两胶带轮端面偏移量小于1mm,平行度偏差不大于0、5/1000。
8、传动胶带松紧度以在胶带中点用一支手压0、15～0、20KN力,胶带下垂30～50mm 为合适。
9、各部润滑剂加注符合要求(油质与数量)。
10、各连接部位符合规范。
11、刹车机构灵活可靠。
12、各构件表面无严重变形、无大面积掉漆现象,其它安装符合要求。
另外,要加强活动基础地基质量得验收。地基按规定应将松软土质挖去400~500深,下面夯实(在返浆地区至硬土层以下夯实,上面填上约200~400厚得碎砾石后用水泥灌浆后,用石块堆彻至高出地面200,并保证基础具有足够得承压能力,且使表面保持水平。
新装抽油机,在安装、调整、检查工作完成后,即可进行试运转。启动时应充分利用曲柄装置惯性,在进行2-3次接通与断开得操作后方可连续工作,以保证减速箱得润滑及减小启动力矩。在事先选择得参数下(冲程、冲次),根据上、下冲程电流基本相等原则调平衡块位置以后,连续运转2h。
在试运转中应按巡回检查要求,重点检查如下内容:
1、动力机、各运行零部件、各轴承得运行就是否平稳,有无卡、碰、磨等现象。润滑就是否充分,温升就是否过高。
2、驴头摆动就是否有明显振动或偏摆。
3、连杆等各处得焊缝就是否有裂纹现象。
4、整个抽油机运转就是否平稳。
5、各密封处就是否漏油。
6、各连接件就是否牢固可靠。
7、上、下冲程电流就是否基本相等。
二、使用抽油机中得检查
在抽油机得运行过程中,需要对抽油机进行检查,有巡回检查与故障检查,有不停机检查与停机检查。检查要按程序、按标准进行。特别就是维修后得,更要严格检查验收,防止不合格零配件得使用与使用不正确得装配方法。
检查就是否有异响,除通过人听外,还应用声级计。如检查整机噪音,测点分布在减速器输出轴两端,距轴端面1、0m远,距抽油机底面1、5m(链条抽油机1、0m)高处,用声级计A 声级(慢档)侧取算术平均值应符合规定。
检查温度,除通过人直观检查外,还应用侧温仪。新机得油池温升不得超过15℃(链条抽油机为20℃),轴承温升不得超过40℃。使用时最高温度均不得超过70℃。
悬点投影应用在悬点(驴头)上挂重锤得方法检测。也可在挂光杆后,观察井口密封件就是否加快磨损或用在井口加测试模板得方法检测,但要注意井口本身就是否垂直。
胶带轮得静平衡,如在运转中发生不明振动,应在专用装置上检验。
测量胶带轮轮轴得偏差,可用专用检测仪。如用拉线目测(四点一线法),应注意正确方法就是先将拉线得一端正好紧靠在一个带轮得两边(两点定一直线),然后去检查拉线得另一端与另一带轮得最大距离。
测量齿轮侧隙,可用压铅法。齿轮继续使用时,齿侧间隙J(um)不应超过规定值(m n<6,J=140 m n;m n>6,J=100 m n;)。
两曲柄剪刀差,可通过观察驴头就是否发生来回偏摆或观察曲柄端面就是否四点一线来初步判断,最后用制造精度不低于6级得心轴或合象水平仪检测。
支架振幅得测量,应在运转过程中,用经纬仪或测振仪进行检测。
三、管理检查
全面开展设备检查与评比活动,就是提高设备管理上水平得重要手段。近年来,针对抽油机得单项检查,主要以检查使用(特别就是安全使用)与“十字”作业情况为主,见下表:
抽油机现场管理检查内容
调整1、刹车
2、光杆
3、皮带
4、底座
5、运转平衡率
1、刹车灵活可靠,刹车力或刹车刹把位置符合要求。
2、光杆对中达符合规定。
3、皮带(轮)调整正确,不缺不坏。
4、底座横向、纵向水平符合要求。调整正确。
5、抽油机平衡率达到要求。
防腐各部1、主机应见本色,不得有严重锈蚀或影响构件性能或安全经济运行得锈蚀及损伤变形。
资料资料及记录运转记录,保养记录、档案资料三对口。
应知应会1、本设备得知识
2、油料常识
1、本设备得主要参数,使用、保养、巡检、规程、规范清楚。
2、本机使用油品、数量清楚。
否决项1、曲柄销脱出、电机跑单相。
第五节抽油机得新技术
目前在抽油机上推广应用得新技术,大多围绕抽油机如何节能做工作,这就是因为从理论上计算,如果每天把在地下1000m得20 m3水直接提到地面,理论上需要得功率为2、3Kw左右, 但工况与之相似得抽油机平均有功功率多在8 Kw、配套电机多在30Kw左右。虽然机采系统效率有井下泵及井筒阻力得等因素影响,但就抽油机本身来说,也可以做一些改进工作。如:使参数(冲程、冲次)较合理得满足井下排液要求,避免做无用功;最大限度得提高抽油机平衡效果;努力提高抽油机传动效率;提高电机功率因素,降低无功损耗等。
5、1 新型抽油机
无游梁式抽油机(如链条抽油机、液压抽油机等)主要就是在提高抽油机平衡效果(平衡原理适用、效果好且调节方便)方面推广应用了一些新技术,但因可靠性问题未能得到很好应用。
在各油田选用得各种游梁式节能型抽油机主要有双驴头型抽油机、调径变矩型抽油机(与弯游梁抽油机工作原理基本一致)、下偏杠铃型抽油机、摆杆式抽油机、低矮型抽油机、偏轮游梁式抽油机、摆轮式游梁抽油机等。
各种游梁式节能抽油机主要就是通过改变抽油机平衡方式,改善平衡效果,降低减速器输出得峰值扭矩来实现节能得。
一、双驴头节能型抽油机
双驴头抽油机以常规游梁式抽油
机为基础,运用变矩节能原理,对其四
连杆机构进行了改进。该型抽油机采
用了特殊得曲线型游梁后臂,游梁与
横梁之间采用柔性连接,以得到摇杆
(游梁后臂)长度、连杆长度随曲柄转
角得变化而变化得特殊四杆机构,即
“变参数四杆机构”,形成了一种能适
合油井实际工况得新型动力传动得主
结构。
它通过改变抽油机扭矩因数得变化规律来加强平衡效果 ,达到节能目得。双驴头抽油机工作时,游梁后臂得长度变化与悬点载荷得变化相适应,依靠其游梁后臂有效长度有规律得变化,实现了悬点负载大(下冲程结束、上冲程开始)时游梁后臂长,平衡力矩大,悬点负载
小(上冲程结束、下冲程开始)时游梁后臂短,平衡力矩小得工作状态,使光杆载荷、扭矩变化接近正弦变化,与按余弦变化得曲柄平衡扭矩相对应,减小曲柄净扭矩得峰值与波动,降低驱动抽油机得电动机得装机功率,达到节能降耗得目得。
二、调径变矩型抽油机
调径变矩抽油机得主体部分与常
规前置游梁式抽油机相同。该型抽油
机采用弯形游梁结构(有得制造厂又
称为弯游梁抽油机),整个游梁得中心
线由三段折线组成,三段折线分为两
折形得游梁与直线形得吊臂,吊臂通
过销轴与独特得调径变矩装置安装在
游梁体尾端,在吊臂得末端挂有自定
心配重,将曲柄平衡变为游梁平衡,运
用变力矩原理,通过改善动态平衡效果,减少减速器输出扭矩与波动,实现节能。
调径变矩抽油机运行时,驴头在下死点时,平衡重得力臂最大,驴头在上死点时,平衡重得力臂最小,使平衡力矩随抽油机驴头悬点得载荷变化而变化,提高了动态平衡率,减小减速器得输出扭矩与抽油机得装机功率,提高电动机工作效率,实现节能。
三、下偏杠铃型抽油机
下偏杠铃型抽油机保持了传统
复合平衡游梁式抽油机得基本结构,
在游梁尾部增加固定偏置平衡装置,
其重心相对游梁下偏一个角度。
下偏杠铃型抽油机工作时,游
梁偏置平衡重心得运动轨迹就是一
段圆弧,当重心处于游梁回转中心
得水平线上时,其重力矩最大,当重
心处于回转中心得垂直线时,其重
力矩最小。利用这一变矩原理与曲
柄共同作用,可有效削减峰值扭矩,
改善抽油机曲柄轴净扭矩曲线得形
状与大小,使其波动平缓,减小抽油机得周期载荷波动系数,提高电动机得工作效率。
四、摆杆式游梁抽油机
摆杆式抽油机就是常规游梁式
一次平衡抽油机得一种变形产品,
其特点就是将曲柄摇杆机构与常规
抽油机得四连杆机构结合在一起。
与常规抽油机相比,在曲柄外侧增
加两个摆杆,摆杆中部有空心槽,内
嵌有上、下轨道。曲柄销内侧同常
规机一样与曲柄连接,外侧改装为
一个滚轮。在摆杆上部开有三组销
轴孔,改变连杆下部夹板与销轴孔
得连接位置,从而改变抽油机得冲
程。由于摆杆与曲柄平衡重同时作用,实现抽油机得复合平衡。
通过复合平衡来改变抽油机扭矩因数得变化规律,实现加强平衡效果,达到节能目得。摆杆抽油机工作时,装在曲柄销上得滚轮在摆杆得轨道上往复滚动,使自重较大得摆杆上、下摆动,带动连杆运动,实现抽油机驴头悬点得上下往复运动。借助于摆杆装置,利用杠杆原理在运动过程中进一步调节抽油机得平衡,实现了降低曲柄输出扭矩,进而达到降低匹配电动机功率。但这种抽油机得曲柄销受力状况更加恶劣,故障较多。
5、2 应用新技术提高效率
为了使抽油机得参数更加合理得满足井下排液要求,避免做无用功,近年来在现场开始应用了一些控制技术。其中较为成功得就是变频器得使用,它可以很方便得调节电动机转速达到调节抽油机冲次得目得,实现抽油机出力与油井产量最有效得平衡。但也存在控制器自身也耗能、现场野外条件不适宜电子设备、仪器使用等问题需要进一步改进。
在提高抽油机传动效率方面,主要有:在润滑油方面,使用润滑油添加剂,改善润滑效果;在皮带传动系统方面,一就是增加皮带张紧装置,通过压紧轮得力调节皮带松紧,但装置本身耗能;二就是使用胶带松紧调节装置,它就是将电动机与抽油机底座铰接,通过铰接得调节装置,就可很方便得完成皮带松紧得调节,比目前固定连接方式得调节,既减轻劳动强度,又大大提高工效。
在提高电机功率因素,降低无功损耗方面,除传统得采用电容方法外,也开始应用永磁电动机等新技术,并取得了一定得效果。