刘晓林
中原油田分公司采油三厂 河南濮阳 457001
摘要：游梁式抽油机在油田开发中应用十分广泛，抽油机在长期的运行中会出现不同的问题，本文主要是针对驴头销粘连这一主要问题进行研究，分析导致驴头销轴粘连的原因，并提出针对性的改进措施。
关键词：抽油机 驴头销 改进 应用
一、前言
游梁式抽油机在采油过程中是应用最广泛的一种采油机械设备。主要结构包括：悬绳器、吊绳、驴头、游梁、横梁、连杆、支架、减速箱、曲柄、电动机、刹车装置、控制柜等部分组成。〔1〕从抽油机使用型号来看，以14型的游梁式抽油机为主体，近年来，随着技术发展以及长冲程、智能控制的需要，陆续发展使用了塔式抽油机，但规模上不大，仍处于试验应用阶段。经调查某油田抽油机老化情况依然存在，目前服役15年以上的抽油机占在用总数的22.4%，这些超期服役抽油机的关键受力部位的连接螺栓等主要配件已达到疲劳强度极限，这些部件因长期超期服役运行受到交变应力作用的作用下而产生局部裂痕缺陷，直至最后产生断裂，易发生翻机等事故，在日常运转中都存在着不可预见的设备安全隐患。
其中驴头由钢板或型钢焊接而成，多为侧转式结构，通过四件驴头销连接在游梁前端。游梁式抽油机的驴头让位方式有：四销侧转式、上翻式、悬挂式等，而四销侧转式应用最广泛的。修井作业时，取下同一侧两件驴头销，用绳索拴于驴头侧板孔洞中，将前驴头拉转，即可让出＞400mm的修井空间，才能保证油井作业工序的正常进行。岗位巡检人员每次对抽油机的一些隐秘部位的巡查时，必须借助升降设施进行检查才能发现抽油机耳板存在的问题和安全隐患。2018年10月份, 某采油管理区的1口油井实施补孔作业，作业队向一侧摆驴头时因下耳板与驴头销粘连成一体，驴头下耳板与驴头本体完全脱焊，驴头重量全压在上耳板上，驴头随时都有坠落的可能。作业队无法立井架、作业施工无法进行。驴头销-耳板粘连脱落详见图1。
图1 驴头下耳板与驴头销粘连脱落
长期以来游梁式抽油机驴头销锈死、拆卸困难是油田采油作业中驴头侧转让位的一大难题。四销侧转式长期以来存在的问题如下：
1、操作方面：拆卸困难。由于驴头销所安装位置属于高空（7米多），人员站位空间几乎没有，人员安全性差。在遇到驴头销子锈死的情况下就很难操作，往往需要在其他工作人员等待下用几个小时的时间去完成。操作人员必须站在专用的升降车辆上用铁锤砸打销轴实现拆卸和安装，工作强度和安全隐患较大。再加上锈死问题造成拆卸更换困难。
2、材料方面：耐磨耐蚀性能不足。大多是普通碳素结构钢（Q235）制造，其力学性能可以满足使用要求，但其耐磨耐蚀性能不足。
3、使用方面：在使用过程中出现腐蚀、磨损失效，表现形式为驴头销和游梁耳板孔间锈死粘连，运行中驴头晃荡异响、甚至撕裂。抽油机属于野外设备，长期受风吹日晒雨淋等外在条件影响，使得销轴本体部分生锈，锈蚀较严重时就会出现驴头销和游梁耳板孔之间锈死粘连。销轴卡死锁孔的现象，造成作业时或更换驴头销时很难拆卸销轴、驴头无法侧转，使得腐蚀成为驴头销子最常见的问题。为便于拆卸更换驴头销，驴头销轴和游梁耳板孔之间设计为间隙配合，销轴与销孔之间随着驴头往复转动，驴头销孔或销轴会出现磨损，长期运行中就造成驴头销轴和耳板孔的磨损使配合间隙越来越大。再加上由于磨损和腐蚀表面形成划痕、点蚀坑等缺陷，驴头在上下冲程换向时，二者配合间隙越大、晃荡越大、冲击力越大，进而造成驴头撕裂的安全问题。
针对抽油机驴头销在应用过程中由于设计存在的一些缺陷，特别是在抽油机井上作业摆驴头，因驴头销轴砸不下来，严重延误作业施工时间，造成成本消耗及产量的损失，以及驴头运行中晃荡异响的隐患开展研究。
二、技术原理
新型驴头销由“驴头销锥套、驴头销锥轴、驴头销拉紧拔出套、拉紧螺栓”四部分构成（见图2 结构示意图）。驴头销锥套为开口套、内孔为游梁式抽油机通用锥度1:10，驴头销锥轴外径也为1:10锥度，销轴通径为Φ80mm。工作原理是：通过内锥孔和外锥径的配合，由拉紧螺栓把驴头销锥套外径胀开，使驴头销锥套外径与驴头、游梁耳板孔形成无间隙配合。
图2 结构示意图
改进型驴头销优点：一是很好的解决了由于间隙配合造成的驴头异响问题，同时无间隙配合解决了由于配合间隙造成的驴头换向过程中的冲击力引起的驴头撕裂问题。二是部件均进行镀亮铬处理，有效的解决了驴头销和耳板孔锈死问题，使更换拆卸驴头销以及油井上作业驴头让位的操作更为方便。三是驴头销拉紧拔出套在拆卸过程中和拉紧螺栓配合使用，确保驴头销方便的拆出。
改进型驴头销现场安装、拆卸方法：
1、拆卸旧式驴头销轴。
2、先把驴头销锥套放入耳板孔内，然后把驴头销轴装入驴头销锥套内，最后安装拉紧螺栓并拧紧。
3、拆卸时把拉紧螺栓拧松并旋出5-10mm，配合支撑架从驴头销锥套内拉出驴头销轴，再用榔头把驴头销锥套从耳板孔内砸出，并涂抹润滑脂保养之。
三、现场应用效果
2018年分别在22台驴头销松旷严重的抽油机上进行应用，现场应用情况见图3-1-2-3。调换新型驴头销后，虽历经雨水冲洗、井下负载交替变化，没有再出现晃荡异响等异常现象，解决了驴头销锈死、松旷、运行中异响的故障。
年合计创效17.956万元。投入产出比1：3.66。其中（1）新型驴头销在使用过程中快捷取出和安装，可节省施工费用。更换的22口油井中按2口油井计算驴头销无法取出，年更换维修驴头2井次，驴头维修费用每井次按6000元计算，游梁移位劳务费用1840元/次，年可节约施工等费用1.936万元/年。（2）安装新型驴头销后，在作业时与起初用吊车拆卸的方法对比可节约用时3小时。即油井提前开抽3小时，按照22口油井年作业1口、每年360天、每口油井日产原油1吨，每吨原油3560元计算，年产生的效益为16.02万元/年。
四、结论与与认识
通过对22台游梁式抽油机采用新型驴头销的运行效果分析，该改进技术解决了驴头销轴取出困难、粘连锈死的技术难题，适用于四销侧转式的游梁式抽油机。
参考文献
〔1〕CYJY14-4.8-73HF异相游梁式抽油机使用说明书. 濮阳中石集团有限公司
论文作者:刘晓林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
标签：作业论文; 抽油机论文; 油井论文; 螺栓论文; 间隙论文; 拉紧论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第30期论文;