游梁式抽油机平衡调整的难点与对策

郝洪峰 白波

【摘 要】游梁式抽油机曲柄平衡调整过程中存在紧卸平衡块固定螺栓锁紧螺母和固定螺母、拆装锁块、移动平衡块等困难环节，通过研制应用棒式敲击工具、防坠扳手、举升器、组合锁块、多功能扳手，并优化操作方法，解决了调整过程中存在的难点，提高了工作效率和安全性。

【关键词】游梁式抽油机；曲柄平衡；调整；对策

游梁式抽油机曲柄平衡调整是为了让电机在抽油机上下冲程做功相近，从而实现节能和改善抽油机工况的目的。现场抽油机曲柄平衡调整时，通常需要采油工站在抽油机曲柄上，用大锤敲击平衡块扳手松紧平衡块固定螺栓锁紧螺母和固定螺母，用两把扳手配合拆装平衡块固定锁块，用撬杠或其它移动工具移动平衡块。操作属于登高作业，由于曲柄作业面面积狭小，采油工作业时存在失足跌落、磕碰挤压等人身伤害风险，所以操作者普遍会感到恐惧。

一、游梁式抽油机曲柄平衡调整的难点分析

1.1卸松平衡块固定螺栓锁紧螺母和固定螺母时的初始阶段

这一阶段需要操作者发力用大锤击打平衡块扳手。由于一般大锤的截面积小于6×6cm2，平衡块扳手手柄厚度小于3cm，两者理论接触面积只有18cm2，而长期使用的大锤和扳手柄均会出现接触面变形现象，实际接触面积更小，对操作者击打的准确性提出了很高要求。实际操作中极易出现打空、打滑现象，打滑时大锤就会击打到操作者小腿上造成伤害，打空时会导致操作者重心失稳甚至跌落。在平衡块靠近曲柄两端的情况经常出现，操作者的一条小腿必然会处于平衡块扳手的转动方向上，若击打力度过大，扳手会快速转动而撞到操作者小腿上造成伤害。

1.2拆卸平衡块固定锁块阶段

这一阶段需要操作者用两把扳手配合一手顺时针发力，一手逆时针发力才能实施。由于两把扳手分别处于平衡块两侧，操作者不能同时观察扳手与锁块固定螺栓的配合情况，易出现扳手打滑磕碰、挤压等人身伤害。还由于螺栓长期处于风吹日晒雨淋的自然环境条件下，易出现生锈现象，从而出现拆卸费力甚至拆卸不动的情况。

1.3移动平衡块阶段

平衡块（8-14型机）重量普遍在9-20KN之间，为防止平衡块掉落，曲柄倾斜角一般小于5°。在用大錘敲击平衡块避免锈尘与曲柄粘连的情况下，滑动摩擦系数0.15，不考虑平衡块螺栓与曲柄间的摩擦阻力，则移动平衡块的力F要大于等于摩擦阻力f，平衡块才能移动。计算结果：

Fmin≧fmin=μNmincos5°=0.15×9×0.996=1.3446KN

Fmax≧fmax=μNmaxcos5°=0.15×20×0.996=2.988KN

而一般成年男人单臂提拉力小于0.7KN，若无工具难以移动平衡块。已有的平衡块移动工具如撬杠、摇把、棘轮扳手、齿条移动工具等，或者存在使用条件受限，或者存在安装复杂，不能避免习惯性违章（常见的违章操作是不拆锁块，撬起平衡块后部，平衡块与曲柄间加垫块，用撬杠前推平衡块，特点是耗时短，操作简便。由于存在锁块齿与曲柄齿的冲击，会降低齿的强度甚至直接冲击损坏，所以应禁止。

1.4紧固平衡块固定螺栓锁紧螺母和固定螺母时的末尾阶段

这一阶段同样需要操作者发力用大锤击打平衡块扳手，只是与卸松时扳手的转动方向相反，存在的风险与困难和卸松的初始阶段一样。

1.5紧固平衡块固定锁块阶段

这一阶段通过涂抹润滑脂可以减轻操作难度，但在最后阶段同样需要操作者发力用两把扳手拧紧锁块固定螺栓，存在的风险与困难和卸松的初始阶段相似。

二、对策措施

2.1高空作业危险的解决方法

研制防坠扳手、棒式敲击工具、举升器等工具（图1-图3），将高空发力作业改为地面操作，消除卸紧平衡块固定螺栓锁紧螺母和固定螺母过程中的风险。

举升器由横叉头、罗马杆、锁紧机构组成。举升防坠板手时，横杆2、横杆3支撑防坠扳手手柄，防坠扳手的弧形垫块位于横杆2、横杆3之间，限制其前后移动；横杆2、横杆3外端的螺母限制防坠扳手左右移动；横杆1位于防坠扳手手柄之上，且具有一定间隙，横杆1与横杆2、横杆3一起限制防坠扳手纵向大幅移动。防坠板手到位后，下放举升器侧向移动即可实现举升器与防坠扳手的分离。

防坠扳手由手柄、六角扳头、扶正筒、牵引环、卡子、弧形垫块、弹力绳等组成，反正两面使用紧卸平衡块螺栓螺母。紧卸锁紧螺母时反转扳手，支撑筒与弧形垫块的存在保证了扳手与螺母端面始终处于平行状态，确保紧卸锁紧螺母时没有分力；防坠板手使用过程中弹力绳始终绕过平衡块分别挂在防坠扳手的牵引环和手柄尾端通孔。保证极端情况下，防坠扳手脱出螺母也不会坠落，确保地面操作者的安全。弹力绳安装时应避免出现在迎击面上。

棒式敲击工具由分段棒体、连接套、敲击套管、锁紧机构组成。操作者站在抽油机旁挥动棒式敲击工具击打防坠扳手，敲击管与防坠板手手柄垂直接触，实现了冲击动能可靠传递，扳手以平衡块固定螺栓为圆心转动。

2.2锁块拆装困难的解决方法

研制改进了组合锁块及多功能扳手（见图4、图5），将锁块完全拆装改为部分拆装，由两把扳手操作改为一把，降低了难度。

组合锁块由锁片、锁片固定螺栓、齿轮、阶梯轴、固定螺母、补偿筒、垫片等组成。油井生产时组合锁块安装在锁块孔内，起到止动功能。调平衡时只卸掉锁片，一把扳手即可完成。多功能扳手由多功能扳头、手柄组成，可以拆装锁片、松卸锁块固定螺母、转动阶梯轴、抽油机底座压杠螺栓紧固、井口流程卡箍装卸等，减少了工具携带量。

2.3平衡块移动费力及习惯性违章的解决方法

组合锁块及多功能扳手配合可以移动平衡块。手握多功能扳手手柄尾部，用多功能扳手矩形扳口转动阶梯轴四棱部分，多功能扳手逆时针转动90°，后撤手柄阶梯轴四棱部分进入六角形扳口，顺时针转动90°，前推手柄阶梯轴四棱部分进入矩形扳口，如此循环即可将平衡块调整到位。

三、结论

（1）人站在地面挥动棒式敲击工具，击打防坠板手，卸松平衡块固定螺栓，提高了工作安全性。

（2）扶正筒防止卸紧平衡块固定螺栓锁紧螺母脱出，弧形垫块保证了扳手状态稳定，弹力绳确保了扳手脱出也不会掉落，三重防护设计，提高了地面作业人员工作安全性。

（3）利用举升器将防坠扳手，传给机上操作人员及取下防坠扳手，提高了上机人员工作安全性。

（4）组合锁块的使用减少了操作步骤降低了操作难度，从技术上消除了习惯性违章操作。

【参考文献】

[1]王鸿勋、张琪.《采油工艺原理》，石油工业出版社，1997.

[2]邹艳霞《采油工艺技术》，石油工业出版社，2006.