摘要：石油在当今社会中起着重要作用，是当前人类社会不可或缺的一部分。目前开采石油的方式多种多样，而其中占主导地位的是有杆采油方式。有杆采油系统工作环境较为复杂，因而经常发生故障。这些故障严重阻碍了油田正常生产。对抽油机故障诊断技术的研究是很有必要的。本文就主要对抽油机故障的原因进行了以及应对策略进行了深入的分析，希望能够在研究的基础上提升抽油机工作效率，进而促进石油企业的综合发展。
关键词：抽油机；故障诊断；应对措施
引言：19世纪以来，石油逐步进入人们的生活。石油在世界能源中占有很重要的位置，作为一种重要的战略物资，关系到社会的发展以及文明的进步。随时间的推移，石油储藏量逐步降低，使得开采石油的难度也相应的增加。为了高效、经济、顺利的开采石油，对抽油机井实行智能化故障诊断是很有必要且有意义的。在具体的使用过程中，抽油机的质量和运营稳定性直接决定了油田的开采效率和开采质量。为了尽可能提升抽油机的效益，降低抽油机使用成本，必须建立针对性的抽油设备管理制度和体系，切实提升抽油机的日常管理水平和质量。
1.抽油机典型故障的特征
1.1气体影响
在上冲程过程中，抽油机深井泵中压力降低导致油气液体中气体分离并膨胀，使得增载变慢（悬点载荷增加到最大值的时间变长），吸入阀开启滞后，气体影响示功图增载线的斜率比正常示功图增载线的斜率小。在抽油机下冲程过程中，抽油机深井泵中气体压缩导致泵筒中压力变大，此时游动阀开启滞后，悬点载荷卸载变慢，示功图卸载线斜率比正常示功图卸载线斜率小，且为一条弧线。
1.2抽油杆断脱
当抽油杆柱由于各方面原因断裂或者断脱时，抽油机井不能正常工作导致油井无法出油。抽油杆断脱示功图如图所示，呈水平带状，上冲程载荷值与下冲程载荷值差距不大；抽油机抽油杆柱发生断裂或断脱的位置将影响示功图在整个坐标图中的位置。
抽油杆断脱典型示功图
1.3连抽带喷
油井开采初期，油气资源丰富，地下含油量较高。由于抽油机深井泵中油气液面较高并且泵中气体膨胀，导致连抽带喷示功图最大载荷线降低。在上冲程过程中，游动阀下面存在较大的压力导致游动阀不能顺利的很好的关闭，载荷上升到一定程度就不再上升；在下冲程过程中，固定阀下面存在较大的压力导致载荷降到一定程度不能继续下降。
2.石油抽油设备曲柄连杆故障分析及处理措施
第一，关于抽油机曲柄连杆故障分析。抽油设备的曲柄连杆装置主要由曲柄结构和连杆结构构成，从而实现抽油设备的动力传动行为。在曲柄连杆运转过程中，曲柄销承受较为严重的荷载影响，销子受到曲柄套和连杆的双重拉力影响。其失效形式较为复杂，主要有：脆性断裂、销子脱扣及磨损等情况。曲柄销子的锥面上经常出现断裂故障，由于在设备运转过程中，曲柄销子和锥套共同运转，导致施加在连杆上的拉应力大小和方向始终在变，最终导致曲柄在转动过程中有相对微小的振动。
第二，关于曲柄销子的故障处置及方法分析。在曲柄销子设备出现故障和问题时，一般情况下，先不急于更换设备，首先要做的是判断故障发生的原因，究其根本原因，并及时处理；此外，要进行设备的综合例行检查，常规检查项目必须包括抽油设备的剪刀差值，纵向的水平情况，横向水平情况，连杆的有效长度及一个完整冲程做功过程中冲程孔内的杂质。检查工作完毕后，对于不满足设备要求的，必须及时更换和改造。
3.加强对抽油机设备的日常管理作为石油一线生产企业的相关技术人员和管理人员而言，必须掌握必要的抽油设备日常宏观控制方法，即在具体管理工作中能够实时掌握和控制抽油机的井下行进形态。比如：对于井下负荷过大或者井下井径较小的情况，必须重点控制，集中精干力量放在抽油难度较大的井口位置。具体宏观管理应该集中在以下几方面：第一，爆破点负荷。在确定好抽油泵深度位置后，抽油机在具体运行过程中的悬浮点超负荷情况出现的概率较低，所以，在具体的设备维护过程中，管理人员及相关技术人员一般不太重视这一指标值。但在已经确定好热洗周期及油井偏磨的分析中，悬浮点超负荷计算就具备了一定的工程实际意义。第二，抽油机扭矩分析，抽油设备在井下运转过程中，由于平均泵深较小，但考虑到抽油泵直径较大，所以，扭矩值是反应抽油机性能的重要指标之一。在抽油机使用过程中，影响扭矩值的因素主要是冲程，伴随冲程的提高，设备运转扭矩值将快速增长，在泵深不变的前提下，提高泵径，设备扭矩将发生显著变化。
4.石油抽油机减速设备油箱渗漏故障分析及处理措施
首先，必须明确抽油机减速油箱渗漏的原因。作为抽油设备而言，减速箱是抽油机工作过程中的主要传统连接系统，因此，在设备运转过程中，减速箱承受的外部荷载较大，在长期荷载作用下，很容出现减速箱内部润滑油渗漏问题。进而导致减速设备故障。具体渗漏原因可作如下分述。第一，考虑到减速设备内外压力差较大，在减速设备长期运行过程中，齿轮之间的反复磨损容易产生较大的热量，由于减速箱内部密封性良好，导致温度短时间内上升较多，根据热胀冷缩的基本原理，减速箱内压力上升，若减速箱内部透气孔道堵塞后，也将导致减速箱内部压力上升，最终引起润滑油泄露。第二，关于减速设备渗漏故障处置方法分析。由于抽油机的减速设备渗漏位置发生部位容易变化，考虑到不同部位的特殊性，故应选取不同的处理方式。若泄露位置处在减速箱轴承端部与外壳之间，主要原因是因为端部后盖与外壳之间的连接松动造成的，可以考虑使用特制的石棉材料封堵，并修正石棉材料的毛刺，清理周边油污，保持接触位置平整，从而避免泄露的发生。若泄露位置处于轴承套筒与轴承端盖位置，主要原因是密封失效导致的，由于回油孔道阻塞，导致机油泄露，对于此种故障，必须先详细检查回油孔情况，并及时将回油孔道疏通，及时更换新的密封材料。
结语：在石油采集及生产实践中，抽油设备是油田机械设备中最为重要关键的设备，所以在日常的生产过程中需要能够时刻观察抽油机的运行状态，发现其运行过程中存有的问题，并采取积极的针对性措施而提升油田机械设备的安全化，保证生产。
参考文献：
[1]刘花丽.基于抽油机故障诊断的功图特征提取方法研究[J].电脑知识与技术，2017（32）：197-199.
[2]施海青，张韬，党延辉，et al.基于支持向量机的抽油机故障诊断方法研究[J].中国石油石化，2017（11）：72-73.
论文作者:宋秀艳1,朱广海2,牛艳丽3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：抽油机论文; 曲柄论文; 设备论文; 示功图论文; 过程中论文; 冲程论文; 销子论文; 《基层建设》2019年第12期论文;