抽油机工字钢断裂的治理

徐皓玉　王志昆

摘 要 抽油机在工作过程中承受较大的交变载荷，再加上存在的抽油机安装质量不高、日常管理不善等问题，抽油机易出现基础下沉、基础不水平、底座工字钢断裂的问题，不但增加了管理难度，而且易发生翻机等恶性设备机械事故增加成本投入，增加维修费用，而且影响油井正常生产。

关键词 抽油井 底座 工字钢 断裂 治理

1问题提出的背景

抽油机井采油是机械采油的主要采油方式，目前孤东采油厂所开的2063口油井中，游梁式抽油機井有1951口，占到开井数的94.6%。在现场管理中，由于抽油机长期运转，负荷重、安装过程中的问题，容易造成抽油机基础下沉，使抽油机基础不水平，导致出现通体断裂，这样不但增加了管理难度，且易发生翻机等恶性设备机械事故，目前处理均需更换抽油机底座，增加成本投入，增加维修费用，而且影响油井正常生产，造成产量损失。

2原因分析

（1）抽油机底座、基础不水平或有悬空：一是抽油机的土基础质量不合格，抽油机运行一段时间，出现土基础下沉现象，导致基础不水平。二是水泥基础本身制作的不平，抽油机底座与水泥基础之间有悬空。三是在油井的生产过程中，土基础的土被挤出，导致水泥基础出现悬空现象。

（2）抽油机震动：抽油机严重不平衡、存在隐患，抽油机固定部位的螺丝松，驴头对中误差较大，井下管柱存在刮卡等现象，导致抽油机工作时震动。

（3）抽油机存在超载现象：油田进入高含水开发阶段，油井的泵径、冲程、冲次较大，泵挂较深，抽油机负荷过重，长时间的超载运行导致工字钢疲劳断裂。

（4）油井的生产状况：油井出砂、结蜡、油稠或抽油泵间隙小等因素影响，出现光杆缓下、光杆在上下冲程中遇阻、光杆下行不正常，都会对抽油机负载造成冲击。

（5）抽油机本身的特点：抽油机工字钢断裂都是发生在支架与减速箱底座中间应力相对集中的部位，从抽油机底座受力分析可以看出，这个部位在抽油机的上、下冲程过程中，前、后两个部分承受的作用力是相反的，也就是承受一个剪切应力，长时间的工作加上超过工字钢的应力极限后发生断裂（如图1）。

3解决方法

（1）校正基础水平率：首先加强对土基础安装的质量监督；其次是小井场的高度不能高于水泥基础的底面，以便于水能够及时排出；再就是底座有悬空现象的，可采用加楔铁的方法来加大底座与基础的接触面积。

（2）加强设备管理，严格按照“十字”作业法定期对抽油机进行维护保养，对设备存在的各种问题、隐患及时发现、及时整改，使设备符合“三化三零”要求，保证设备的正常、合理运行。

（3）合理匹配抽油机，优化油井生产参数，根据油井负荷大小，合理选择抽油机，对于超载的抽油机要进行更换，杜绝超载现象的存在。

（4）在抽油机底座与减速箱底座之间加辅助支撑装置，人为增加底座工字钢的有效厚度，加大基础工字钢的受力面积，从而使工字钢在承受相同大小载荷的工作状况下，降低了单位面积上的应力，增加工字钢承受能力，避免了基础工字钢的再次断裂。

4现场应用

将工字钢断裂部位做出坡口，宽度不小于20mm，深度以钢板的厚度为准，然后进行焊接，要来回焊3遍，保证焊缝质量；其次根据油井的载荷大小在焊缝处加焊加强板，加强板的厚度不小于10mm，一般来说，油井负荷大于50KN（现场可根据平衡块的情况，如有4个平衡块，且位置较靠外），应加焊加强板，否则可不用加强板；最后加装油管支撑，油管的加装方式可以采取多种样式。

通过在13-181等多口井上加装支撑装置，治理了抽油机工字钢断裂，提高了抽油机基础水平率，保证抽油机正常运转，如图2。

5几点结论

（1）该技术适用于所有的工字钢断裂的抽油机的治理，能保证抽油机安全、正常运转，降低成本投入。

（2）该技术的应用，改变了传统更换新底座的治理方式，每台次可节约资金2.5万元，降低了成本投入；该技术具有先进性和实用性，易于推广；在挖潜增效、节能中产生积极效果，利于推广应用。

（3）应用该技术后，降低了现场工人劳动强度，缩短了停井时间，每次更换可减少停井时间4小时，工作效率可提高到原来的2倍。

（4）应用该技术，可杜绝传统更换方式存在的起重设备、因配合不当而造成的安全事故，确保安全操作，避免事故损失，具有良好的社会效益。

（5）由试验结果可以看出，上述装置目前该技术在孤东采油厂推广应用30多口井，上述技术不需要大额资金投入，简单易操作，效果好。

参考文献

[1] 万仁溥，罗英俊.采油技术手册第四分册机械采油技术[M].石油工业出版社，1996.