2大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿712队；
3大庆油田有限责任公司第四采油厂第二油矿四区队
摘要：分析皮带磨断的主要原因，即冲程过大、平衡过重及皮带轮齿槽磨损等因素，并提出了延长抽油机皮带使用寿命的解决措施。应用表明，最大扭矩下降了18.5kN•m，扭矩利用率大幅下降，皮带平均使用寿命延长39 天。
关键词：抽油机井；皮带断裂；原因；防治
统计A 区块23 口抽油机井皮带频繁断裂问题，频繁更换皮带直接影响着原油的开采成本和生产时率。我们对180 条皮带的损坏原因进行了分类统计，发现皮带磨断145 条、皮带抽条22W 条、皮带磨碎10 条。只要找出这些影响因素，采取相应的解决措施，可延长皮带的使用寿命。
一、分析原因
（1）皮带断线。A 区块的抽油机均使用同一厂家的皮带，厂家提供了其合格证书。皮带质量合格，不存在皮带断线问题。
（2）雨雪天气是自然存在的不可抗拒的因素。在抽油机所处自然环境一致的情况下，皮带的使用寿命仍千差万别。
（3）冲程过大。冲程大小对扭矩的影响，明确扭矩与冲程大小的关系。
（4）电机顶丝不到位。2014 年4 月3 日，到现场检查23 口井电机顶丝，未发现电机无顶丝现象，发现1 口井存在电机顶丝未顶到位的现象。
（5）平衡过重。2014 年4 月3 日，现场检查23 口井的平衡情况：有16口井的平衡率不在85%～100% 的合理范围，其中14 口井为过平衡，2口井为欠平衡，过平衡井数达到了检查总井数的60.8%。
（6）皮带过松。现场检查23 口井的皮带松紧度：采用手压皮带中间部位，皮带下垂2-3cm 为合格的方法进行判断，23 口井皮带松紧度均符合要求。
（7）皮带轮包角小。现场测算23 口井的皮带轮包角：按照机械手册要求，皮带轮的包角大于等于120°为合格。
（8）皮带轮齿槽磨损。现场测量23口井皮带轮的齿槽宽，并与标准轮对比；直径为150mm 的皮带轮，标准齿槽宽为15mm。
二、调整试验
2.1调小冲程试验
一般认为，最大扭矩与最大载荷出现在同一曲柄转角位置，并且不考虑悬点载荷的变化时，最大扭矩：Mmax = 0.25S（Wmax -Wmin）。可见最大扭矩与冲程的大小有关。我们选取了X6P927 井，于2014 年4 月6 日进行了调小冲程试验，试验前皮带的平均使用寿命为4 天。
（1）调小冲程。考虑产量情况，在调小冲程的过程中，我们采用等排量法，利用双速电机调高档位调大其冲次，理论冲程由5.0m 调整至3.4m，冲次由3 次调为4 次，调后理排变化不大。调小冲程后，同时更换了同型号的新皮带。
（2）调参前后的冲程、冲次及载荷变化情况。通过计算得出其扭矩值的变化情况。调参后，实测冲程下降了1.7m，理排变化不大，最大、最小载荷变化不大，但是最大扭矩由调前的72.8kN-Mx 下降到 54.3kN-m，下降了18.5kN-m，扭矩利用率大幅下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆调小冲程后，该井皮带于2014年5月15日第一次磨断，从2014年4月 6 日到第一次磨断为39 天，使用寿命延长了35 天，可见，冲程过大对皮带使用寿命影响较大。
2.2皮带轮齿槽磨损试验
皮带传动依靠有效拉力Fe产生转矩实现功率P的传递。有效拉力Fe等于皮带轮接触弧上摩擦力的总和Ff，即Fe=Ff。见图2。当所需传动功率P过大时，所需有效拉力Fe大于极限摩擦力Ff（即：Fe﹥ Ff）时，皮带就会发生打滑，此时，皮带与皮带轮之间表面摩擦加剧，使得摩擦表面温度逐渐增高，造成皮带表面橡胶变形、变质、断裂，最终皮带不能传递动力，抽油机停止运转。极限摩擦力Ff 的大小取决于皮带与皮带轮之间的接触面积。现场检查时发现皮带经常断裂的井其皮带轮齿槽都存在不同程度的磨损，从外观上看，标准皮带轮的齿肩、齿槽均匀，而磨损的皮带轮齿槽磨宽，齿肩磨尖，皮带与皮带轮之间啮合较差，接触面积变小，因此我们对皮带轮的磨损情况进行了现场测量。以X6P927 井为例，直径为150mm 皮带轮的标准槽宽为15mm，而磨损皮带轮的平均槽宽达到了16.4mm，且各槽的宽度大小不一，差异较大。调查共发现磨损严重的皮带轮12 个，占总井数的48%。造成皮带磨断的主要原因：冲程过大、平衡过重、皮带轮齿槽磨损。
三、调整措施
（1）调小冲程。调小冲程前后，平均冲程由原来的5m 降到3.9m，冲次由3.7 次/min 调为4 次/min，其载荷变化不大，而最大扭矩值由70.5kN 下降到56.0kN，下降了14.5kN，达到了降扭矩的目的。通过5 个多月的运行检验，平均单井延长皮带使用寿命54 天，3 口井的平均皮带寿命达到了95 天。
（2）调整平衡。对16 口不平衡井，按照平衡块调整距离简化公式：L -|1-B|，将目前的平衡率代入后，分别计算出每口井的调整平衡块距离，调后测量电流值进行现场验证，不平衡井再次进行调整，直至平衡率达到85% ～ 100% 为止。调整后，测量16 口井的平衡情况，均在85% ～ 100% 之间，为平衡状态。
（3）皮带轮。确定适用于各井的皮带轮尺寸。实施换较大标准皮带轮（150mm换为210mm）1 个，换原尺寸（150mm）标准皮带轮11 个，实现更换标准轮，增加皮带与皮带轮间摩擦力的目的，同时合理调整抽汲参数，延长皮带寿命49 天。
四、应用效果
调整实施后，跟踪观察5 个月，23 口井的皮带平均使用寿命达到103 天，延长39 天，年可减少更换皮带55 组，一组皮带市场价按300 元计算，年可节约材料费用1.65 万元。年可减少由于皮带断停机时间约220 小时，按日产油2t/d，原油单价0.1 万元计算，年可减少原油损失1.83 万元。由于延长了皮带使用寿命，减少了员工更换皮带的工作量。
五、结论及认识
（1）通过对抽油机平衡度、皮带轮包角、皮带及皮带轮相关配套尺寸等进行了排查、计算、测量、对比，分析了抽油机损耗皮带严重问题，找出了出现问题的原因和解决的方法，使抽油机恢复了正常的生产。
（2）建议对抽油机皮带轮对照标准进行检验，及早发现问题的，解决问题。更换标准轮，增加接触面积皮带轮。在实际更换时，要充分考虑各井的供液情况及产量要求，对每一口井进行详细分析，解决了皮带寿命短的问题。
（3）A区采用长冲程、慢冲次的抽汲方式，将皮带磨断的井调小冲程，降低抽油机的扭矩，减少皮带所受拉力。
参考文献：
[1]王哲.抽油机井皮带断裂原因研究与防治[J].化学工程与装备，2017（05）：64-65+54.
[2]闵锐.浅谈抽油机井皮带易断原因及防治措施[J].化工管理，2016（26）：31.
论文作者:王丽萍1,宋秀艳2,朱广海3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
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