抽油机 [抽油机翻机原因分析及防范措施]

　  

　抽油机翻机原因分析及防范措施

　          工作单位：第一采油厂第四油矿中十八队

　           申报工种：采油工

　         姓    名：***

　抽油机翻机原因分析及防范措施

　摘  要　

　因抽油机曲柄销脱出或断裂而造成的翻机事故，对生产造成严重危害。通过采用控制安装质量，加强日常维护以及安装行程开关式抽油机防翻装置对抽油机进行保护。在现场应用中，取得了良好的效果，对抽油机进行了有效的保护。

　关键词　抽油机井；曲柄销；翻机；保护

　1、前言

　抽油机作为抽油设备，常年工作在野外露天风、霜、雨、雪以及大温差的变化环境下，运行环境比较恶劣。部分部件易发生损坏，特别是曲柄销，作为薄弱部位最易发生故障，一旦断裂或脱出，所造成的后果往往较为严重。以湖北第四石油机械厂生产的CYJ10-3-37HB型抽油机为例，由于曲柄销相对较细，容易发生断裂。部分该机型由于生产负荷较大，平均2-3年即会发生一次曲柄销断裂。当一侧曲柄销断裂后，会造成抽油机横梁一侧上扬，并且由单侧连杆带动抽油机继续运行，但这时会造成抽油机横梁受力严重失衡，在一定情况下会造成未断裂侧连杆卡住曲柄端部，在此情况下造成电动机皮带急速打滑，当皮带磨断后，抽油机停止，电机继续运转。另一种情况是在连杆与曲柄未被卡住的情况下，抽油机继续运转。但由于抽油机游梁、中轴等部件受到不平衡力的作用，导致左右摆动，最终剪断中轴固定螺栓，抽油机驴头、游梁、中轴、尾轴、横梁、连杆一同从三角架上部下落至地面，造成三角架、井口等部件被严重破坏，乃至油气泄漏。同时对周边建筑以及人员造成危害。

　2、抽油机翻机原因分析

　抽油机发生翻机的原因通常有三种，一种是曲柄销螺母退扣、螺母脱落造成翻机。第二种是曲柄销内部轴承压盖固定螺栓脱扣或断裂后曲柄销销体与轴承、外壳分离造成翻机。第三种是曲柄销断裂造成翻机。

　2.1曲柄销固定螺母松动、退扣，当螺母完全脱落后，曲柄销从曲柄冲程孔中完全脱出造成的翻机，与曲柄销安装质量、检查是否到位等因素有关。安装时曲柄销固定螺母是否紧固到位，销与销套之间贴合度是否符合要求，安装运行一段时间后是否对固定螺母进行二次紧固。另一原因是在日常生产中对曲柄销运行状况是否检查到位，防松线是否错位，曲柄销有异常响动后是否及时处理。同时部分键连接曲柄销所配置轴键厚度在装入曲柄销键槽与衬套后，外露厚度大于5mm，而抽油机曲柄冲程孔键槽深度为5mm，这就造成轴键与对向销面两线接触，而其它部位存在悬空现象，由于受力面小，容易发生曲柄销串动、脱扣事故。

　2.2曲柄销销体端部与轴承配合，并通过两条M12螺栓固定轴承压盖，两固定螺栓螺帽侧向钻孔，并以钢丝将两螺帽连接，起到防退扣的作用。一种情况是在检修过程中对螺栓进行紧固后，没有串好防松钢丝，致使在运行过程中螺栓逐渐松动、退扣，最终导致销体与轴承脱离，发生事故。另一种情况是抽油机安装、调整不符合规范。当游梁中心线与底盘中心线不在同一直线，两连杆倾斜度不符合要求，曲柄剪刀差超标等情况出现时，会造成连杆非垂直运行，导致轴承横向受力的情况发生，最终使力量作用在轴承压盖固定螺栓上，在运行中就会有可能拉断轴承压盖固定螺栓，销体与轴承脱离，发生事故。

　三是曲柄销发生断裂。曲柄销断裂的原因又与曲柄销质量、安装质量、使用年限以及自身尺寸、结构有关。除曲柄销自身质量外，其它因素可通过使用单位加以人为控制。比如安装质量的控制，在操作过程对曲柄冲程孔、曲柄销衬套以及曲柄销本身接触表面的清理是否到位，能否保证贴合度符合要求。曲柄销衬套安装是否到位，特别是无限位台阶的衬套，如安装深度不够，则会造成曲柄销外露过多，使受力位置内移至较细部位，造成曲柄销承力能力下降，造成断裂。另一种原因与曲柄销自身尺寸、结构有关。湖北第四石油机械厂生产的CYJ10-3-37HB型抽油机，与其它10型机相比较，其它机型曲柄冲程孔直径为110mm，曲柄销销体锥根部位直径为100mm，而该机型曲柄冲程孔直径为100mm，同时曲柄销销体锥根部位直径为90mm。相比之下，该机型曲柄销销体比其它机型直径小10mm，由于强度不足，致使该机型因曲柄销断裂造成翻机的几率远远大于其它机型。

　3、抽油机防翻机防范措施

　以上几种抽油机翻机故障，可通过严把安装质量关与日常管理相结合，关键事故高发井通过安装防翻装置对抽油机进行保护。

　3.1曲柄销的安装质量对保障抽油机的运行安全至关重要。首先要确认曲柄销、衬套型号与抽油机型号是否相符，安装前将衬套、轴键装入曲柄销，模拟配合情况，并测量轴键外露高度，如果大于5mm，则需更换轴键或将轴键加工至外露5mm以下。安装前对冲程孔、衬套进行处理，包括油污、油漆、铁锈等杂质要清理干净。对无限位台阶的衬套要保证装入时衬套外平面与曲柄外平面保持在同一平面，如果衬套外露，则会造成曲柄销安装深度不够，受力点内移，影响曲柄销强度。安装时确认正反扣曲柄销安装方向，避免安装错误，生产中造成退扣。在紧固曲柄销固定螺母时，当捶打敲击扳手时，出现明显反弹，并且螺母再无旋进迹象时，方可认为紧固到位，安装备帽或锁片后，打好临时防松线。在抽油机运转24h后，对新装曲柄销进行二次紧固，并重新打好防松线。

　3.2日常巡检与保养维护同样是保证曲柄销不发生意外事故的重要保障。日常巡检时以观察防松线，曲柄销异常响动以及曲柄销部位铁锈与铁屑为主。防松线应标记明显，并且为每次巡检必检部位，防松线一旦发生错位，应立即进行停机观察并及时处理。另外当曲柄销发生松动或断裂迹象时，多数会伴有异常响声，如在巡检过程中听到曲柄销部位周期性响声，多为松动或部分裂纹造成的间隙而形成的异常响声。铁锈与铁屑同样为观察曲柄销出现异常的重要现象。当曲柄销与衬套间出现间隙，雨水进入后，就会有铁锈产生，并随雨水流出附着在曲柄表面或曲柄下方地面。以采油四矿中十四队高133-更432井为例，2004年在一次正常维修过程中，维修人员发现曲柄与地面存在大量锈迹，观察曲柄销防松线，并无错位迹象，维修人员当即使用敲击扳手对曲柄销固定螺母进行紧固，当一锤落下时，曲柄销从丝扣根部断裂。经观察发现，曲柄销断裂部位连接处已不足曲柄销圆周面积的1/5,所以用大锤轻易即将其砸断。此例证实，听过细心的观察可在事故发生前予以避免。

　另外，由于曲柄销销体端部与轴承配合部位的两条轴承压盖固定螺栓，所在部位较为隐蔽，同时外部通常为润滑油所遮盖，每次在二保过程中往往对轴承仅进行注油保养，而与此同时应打开曲柄销端盖，检查压盖固定螺栓紧固情况、防松钢丝是否完好、螺栓是否断裂等情况，发现问题及时处理。在调整抽油机对中的过程中，尽量不采用中轴调整的方式（侧翻式驴头除外），应尽量保持两连杆与曲柄间隙均匀，两连杆保持平行，连杆倾斜度不大于3

　o，以避免横向作用力的产生。

　3.3针对此类事故高发井，可利用安装行程开关式防翻机装置对抽油机进行保护。该装置由行程开关、调整支架、弹簧、顶丝、连接电缆、断路开关、短路开关组成，安装时将限位开关通过电缆串联在抽油机启动电路当中，行程开关由支架支撑，伸出抽油机三角架平台2.7米位置，（可根据机型不同确定行程开关外伸位置）调整支架高度，使行程开关触头在抽油机下死点时紧贴于游梁下部。当抽油机曲柄轴螺母松动或曲柄轴断裂，游梁运行轨迹发生改变，向下超出2mm时，行程开关就会断开启动电路，使抽油机停止运行，避免翻机事故的发生。防翻机装置采用漏电断路器作为断路开关控制通断，同时起到漏电保护的作用，分断时间≤0.1s。控制线路间并联短路开关，在装置发生故障时连通短路开关，使抽油机在暂时无保护的状态下运行，功能恢复后断开短路开关，保护装置发挥作用。连接电缆沿抽油机三角架上行至限位开关，电缆以护管保护。

　抽油机属全天候连续生产设备，除采油工巡查过程外，基本处于无监护状态，多数抽油机地处边远，发生故障无法及时进行处理。特别是在发生曲柄销断裂的情况下，即使操作人员在现场也无法及时停机，同时会造成较为严重的安全隐患。 该装置可通过安装于抽油机游梁下方部位，在不影响正常生产的情况下，对抽油机进行全天候保护。利用抽油机曲柄销断裂或脱出时游梁超出正常运行位置，运行轨迹下探的特点，将装置调整至游梁下方贴近游梁处。当抽油机曲柄销断裂或脱出时，游梁下探触碰装置限位开关，断开控制电路停止抽油机，实现对抽油机的保护。

　该装置于2012年6月在采油四矿中十四队曲柄销断裂事故高发井高132-更43安装使用。当年11月24日，当采油工巡检至距该井100米左右时，听到该井发生轻微响声，随即抽油机停止运转。经检查，此次故障为抽油机右侧曲柄销断裂，尾轴外壳损坏，左侧连杆轻微擦碰曲柄，其它再无任何损伤。而该井在2008年2月19日发生的翻机事故中，由于抽油机无法及时停止，最终导致抽油机驴头、游梁、中轴、尾轴、横梁、两侧连杆全部落地，并且翻转180°，波及范围达到20余米，由于强烈撞击造成部件损坏，维修中对落地部分基本全部更换。实践证明，该装置对抽油机具有很好的保护作用，由于成本较低，安装方便，具有较广的使用价值。

　4、结　 　论

　1、抽油机曲柄销故障造成的翻机事故危害巨大。

　2、通过加强日常巡检与维护可减少此类事故的发生。

　3、利用限位开关式防翻机装置可有效避免事故发生。

　参考文献：

　1林传礼，向守源等.石油工人技术等级培训教材采油工.石油工业出版社，1995.

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