游梁式抽油机焊接过程中的问题与措施

范晓龙

（大庆石油管理局有限公司装备制造分公司抽油机制造分公司，黑龙江 大庆 163000）

机械式采油始终是油气开采的主要方式，所以对抽油机的需求量较大。而游梁式抽油机的应用相对广泛，主要包括曲柄装置、横梁、驴头、支架以及连杆等，而绝大多数的结构都要求焊接来完成。所以说，焊接质量与抽油机工作的质量以及实际采油量之间存在紧密的联系。必须要全面优化游梁式抽油机的焊接质量，及时发现焊接的问题，采取必要的改进措施。由此可见，深入研究并分析游梁式抽油机焊接过程中的问题与措施具有一定的现实意义。

1 游梁式抽油机的概述

游梁式抽油机也称为驴头抽油机，主要的组成结构包括动力驱动装置、游梁、支架、驴头以及连杆等。在游梁式抽油机实际运行的过程中，电动机驱动驴头并完成上下运动，在光杆与抽油杆的带动作用下，使活塞不断运动，进而达到抽油作用。一般来讲，游梁式抽油机的结构相对简单，而且可靠性较强，维修相对便利，所以被广泛应用在油田开采的实践中。因为游梁式抽油机结构合理且工作噪音不大，实际操作也相对便捷，驴头一般选择工字结构亦或是箱式结构，其材料选择钢材料，承载能力较强。游梁式抽油机的工作形式有3 种，即上翻、下挂与侧转，在刹车方面则以外抱式为主，实际操作较为灵活，且具有较高的安全性。而底座的连接则选用压杠亦或是地脚螺栓，牢固性较强。

2 游梁式抽油机的焊接工艺阐释

在游梁式抽油机的结构中，驴头的主要作用就是对抽油机悬绳进行支撑并保证负荷的有效提升，以扁箱型为主要结构形式，而且由驴头两侧支撑板承受主力。在实际焊接的过程中，要求焊缝没有细小裂缝，以免出现极强的破坏力。在焊接驴头的时候，也要尽量规避焊接的变形问题，优先完成内置加强板的焊接作业，随后对不同类型的角焊缝进行焊接。

游梁属于杠杆构建，其刚度与强度要满足标准要求。一般来讲，大型游梁式抽油机会选择箱梁式结构，而中小型游梁式抽油机则会选用工字型梁，在实际焊接的过程中，应当有效规避扭曲变形亦或是波浪的问题发生，并对手工封底焊缝焊接电流加以控制，保证能够两侧同步进行焊接。

连杆的组成包括上下接头与管件，且精准度与形位都要满足要求。如果连杆较为单薄，就必须要重视其弯曲度与拉伸强度，这同样也是交变载荷的重点所在。在实际的焊接方面，可以通过定位装配方法的应用直接进行焊接，并随后将残余焊接应力消除。

横梁则选用箱形梁亦或是工字梁，使得形位公差与精度达标。与此同时，借助机加方法，确保连杆销孔与横梁的上平面处于水平状态，处于相同轴面。

底座的主要功能就是对抽油机进行支撑，选择工字梁完成焊接，以达到减速器箱体支撑的目标。因底座底部长窄，所以在焊接的过程中，若出现扭曲亦或是变形的情况，必然会对抽油机的装配产生不利影响。在这种情况下，应确保底座与箱体处于平衡状态，在焊接的时候选择胎夹具装配的方法。

支架对于抽油机而言，同样发挥着支撑与定位的功用，要求借助手工电弧焊的方式，使得强度与刚度能够满足标准要求。

3 游梁式抽油机焊接过程中的问题和措施研究

为确保游梁式抽油机运行的安全性与可靠性，就必须要正确认知焊接过程中的问题。为此，下文将从游梁式抽油焊接过程中的裂纹问题与变形问题两方面展开重点研究。

3.1 裂纹方面

在游梁式抽油机实际焊接的过程中，裂纹的发生几率较高，特别是在融合线的位置，使得焊缝位置的开裂程度增加。而在完成焊接作业后的若干小时内，就会形成脆性断口，这是冷裂纹。而主要原因就是在形成阶段会受到拘束应力、淬硬性以及氢气因素的影响，也就是说，钢的淬硬性会对焊接质量产生直接影响，进而形成淬硬组织，无法满足开裂需求。但最主要的仍然是焊接过程中的拘束应力与氢气。针对焊缝当中的氢，则是通过氢扩散的原理而形成，其来源则是焊接材料内部所含的铁锈、水分、油气以及空气水分等。对于拘束应力来讲，则是在悬绳器焊接的过程中，对角焊缝进行优先焊接，随后对搭接焊缝进行焊接，所以拘束度会不断增加。加之加热与冷却的均匀性不强，所以在实际焊接的过程中，参与应力较大。另外，在铸造阶段，受铸钢液流动性不理想因素的影响，在完成浇筑以后会形成收缩性，所以要在热处理的基础上将残余应力消除。因为焊接期间，铸造残余应力与焊接残余应力合成，所以焊缝位置会形成拘束应力。一旦焊趾位置应力超过平均约束应力，很容易出现冷裂纹。在此基础上，也会受热处理、材料成分以及焊接工艺等诸多因素的影响，所以要强化各方面技术水平，不断优化游梁式抽油机的焊接工艺水平，降低裂纹问题的发生几率。

3.2 变形方面

游梁是游梁式抽油机的重要组成结构，以下将箱形梁作为主要的研究案例展开研究。在焊接游梁的时候，焊缝与焊角的发生几率会明显增加，而焊接所引发的变形问题，在控制方面难度较大。另外，箱体内部空间内，矫正变形也相对困难。究其原因，箱体内部的筋板结构十分复杂，所以在焊接的过程中，若焊缝的焊接效果缺乏均匀性，很容易导致游梁出现扭曲的问题，进而引发一系列的质量问题，对整体效果产生不利的影响。在这种情况下，应当有效处理筋板以后才能够落实焊接作业，完成筋板分段后，再进行焊接操作。这样一来，即可对焊接的问题进行科学合理地控制，降低钢材发生扭曲与变形的几率。另外，可以尽量降低腹板焊接的压应力，规避发生筋板焊缝角变形的现象，同时焊接纵角的焊缝，以实现焊接速度的控制与热输入的控制，不断提高焊接的质量与效果，使得变形的几率下降。

4 结语

综上所述，游梁式抽油机在油田开采中的重要性十分明显，特别是在油田生产方面，其作用不容小觑。但是，游梁式抽油机的内部结构过于复杂，在各部件生产中都要确保质量达标，才能够使得油气的开采质量与效率不断提升。在游梁式抽油机的结构中，主要包括了支架、横梁、驴头、游梁以及连杆等，对焊接工作的要求相对较高，只有保证焊接工作的质量，才能够提高各个机构的质量。在上文中，对游梁式抽油机内部结构的焊接工艺进行了分析，并结合不同工艺的焊接问题，科学合理地采取了解决的对策。