杨桂才
(大庆油田第八采油厂康泰公司,黑龙江 大庆 163514)
石油开采是一项复杂程度高、专业性极强的工作,石油开采所需的专业机械设备众多,其中抽油机是石油开采中必不可少的机械设备之一。抽油机的运行状态直接关系到了石油资源的开采量及开采效率,对于石油工程而言至关重要。在抽油机的运行过程中,由于操作不当、维护保养不及时等问题,容易造成抽油机故障,给石油开采工作带来极为不利的影响。针对抽油机的常见故障,相关人员应当不断提高故障诊断与排查能力,定期对抽油机设备进行检修、维护与保养,制定完善的抽油机设备管理机制,从而有效减少抽油机故障的发生概率,延长抽油机的使用寿命,提高石油资源的开采能力。
曲柄销是抽油机构件中十分关键的部位,对于抽油机的安全稳定运行影响较大。具体而言,抽油机的工作原理就是利用曲柄销连接抽油杆与曲柄,从而带动抽油杆与曲柄的运动。在抽油机运行过程中,由于曲柄销同时承受着抽油杆与曲柄锥套的拉力,使得曲柄销在抽油机运行中容易出现磨损、断裂、脱口等损坏,从而造成抽油机故障。根据抽油机运行中曲柄销发生损坏的典型情况和故障表现,可以将发生曲柄销故障的原因归结为以下方面。
(1)由于抽油机输出轴上曲柄销安装存在不规范,导致曲柄销安装的位置不够平齐,这就增加了曲柄销使用过程中的剪应力,使得曲柄销出现受力失衡的情况,在长期受力过程中导致了曲柄销断裂的问题。
(2)由于曲柄销本身存在质量问题,使得抽油机长期运行中曲柄销承受着较大的风险,加之在曲柄销使用中如果存在着不规范的操作,或曲柄销与衬套不匹配,就会造成曲柄销接触面不足,使得曲柄销使用中容易发生旋转现象,从而引起了曲柄销故障。
(3)在抽油机安装施工中地基施工存在质量隐患,没有严格遵循施工规范,在抽油机运行过程中由于地基所受的力不均衡,造成地基承载力下降,稳定性不足,使得抽油机发生故障。
(4)在抽油机长期使用过程中相关人员忽视了抽油机的维护、保养与检修工作,对一些潜在的风险和曲柄销的使用情况没有及时进行了解,导致以下轻微的故障没有及时发现和解决,随着故障问题的逐渐发展,造成了曲柄销断裂的问题。
抽油机偏磨故障也是抽油机各类故障中比较常见的故障类型,抽油机的偏磨故障一般可以表现为单面偏磨和双面偏磨两种类型。一般而言,抽油机发生单面偏磨的故障损坏比较轻微,不会对抽油机造成较大的磨损,但如果抽油机发生双模偏磨,就会造成比较严重的损坏,引起抽油机故障。造成抽油机发生偏磨故障的原因较多,具体而言,主要包括以下方面。
(1)在油井钻井作业的过程中存在垂直偏移,由于倾斜的原因受到中立影响,使得抽油杆和油管之间发生了比较严重的摩擦,从而造成了抽油机偏磨的故障。
(2)由于石油的原油当中水分含量相对较大,这就使得原有软化的程度比较低,在石油开采的过程中抽油杆与油管之间就会出现一定的摩擦。原油中水分含量越大,密度也会相应增加,这时抽油杆所承受的压力也会相对较大,在抽油机长期运行的状态中抽油杆在高压之下就会发生弯曲和变形,从而与油管之间形成较大的摩擦。
(3)在石油开采过程中,受到地层地质条件的影响,如果地层当中的矿化现象比较严重,地层中所含的水分中酸性物质的含量就会相对较高,这些酸性物质会对抽油杆和油管造成一定的腐蚀,从而引起抽油杆和油管发生形变,造成一定的磨损。
减速箱也是抽油机构件中比较重要的组成部分,在抽油机的运行状态下减速箱一般会承受较大的作用力,因此抽油机的长期超负荷运行容易造成减速箱发生损坏;此外,抽油机中的减速箱属于精密度较高的仪器,减速箱中的零部件较多,在长期使用过程中受工作环境的影响不可避免地会发生内部零部件的老化和损坏,从而引起抽油机减速箱的故障和渗漏问题。具体而言,造成抽油机减速箱渗漏故障的原因主要包括以下3方面。
(1)抽油机减速箱内外部所受的压力不平衡。抽油机中的减速箱是借助齿轮的转动控制速度,在抽油机减速箱运行的状态下,减速箱齿轮的摩擦会产生较大的热量,从而使得减速箱内部的温度快速升高,减速箱内部承受的压力也会相对较大,而此时减速箱外部的环境没有发生变化,温度和压力也没有发生变化,这时减速箱的内部和外部就会产生一定的温差和压力差,从而引起减速箱的故障,造成减速箱的渗漏问题。
(2)如果抽油机减速箱内的润滑油添加过度,就会降低减速箱轴头的密封性,同时也容易堵塞减速箱上的回油孔,从而引起减速箱内部润滑油泄露的情况。
(3)在抽油机减速箱长期运行过程中,内部的零部件以及轴头的密封性能也会随着时间的推移而出现老化的情况,从而降低减速箱的性能,造成减速箱泄露的问题。
在抽油机长期运行的过程中,故障的发生是在所难免的,针对不同的抽油机故障表现形式,要求抽油机设备管理人员应当不断积累经验,提高故障分析的能力,能够在抽油机发生故障时第一时间进行故障诊断和处理,确保抽油机的正常运行;此外,相关人员还应当不断提高抽油机常见故障的监测与排查能力,能够根据抽油机运行状态对一些潜在的故障和风险进行有效识别,减少抽油机故障所造成的不利影响。具体而言,针对上述抽油机常见故障,应当采取以下方法加以处理。
在抽油机曲柄销出现故障时,需要对具体的故障表面进行分析,结合具体情况采取相应的处理措施,以免由于误判或盲目处理影响抽油机的正常使用。具体而言,针对抽油机曲柄销故障,应当从以下方面加以故障分析和处理。
(1)检查抽油杆的长度是否存在变化,检查曲柄销的纵向和横向之间的水平率以及剪刀差,根据检查参数与抽油机曲柄销的标准参数之间存在的偏差,确定曲柄销发生故障的具体位置,并对发生损坏的零部件进行及时的更换和维修。
(2)为了减少抽油机曲柄销在使用过程中出现旋转的情况,应当确保抽油机曲柄销与锥套的匹配性,并且严格把控抽油机曲柄销和锥套的质量,确保曲柄销和锥套的接触面符合实际的参数要求。
(3)在抽油机运行的过程单重,需要严格遵循操作规范,清理锥套内部的杂物,以免在使用曲柄销的过程中由于混入异物导致曲柄销发生损坏。
抽油机偏磨故障会对抽油机造成较大的磨损,降低抽油机的使用寿命,尤其是双面偏磨的情况对抽油机的损坏十分严重。针对抽油机偏磨故障,应当采取以下方法加以处理。
(1)在抽油机的操作中可以利用抽油杆防偏磨器来减少抽油机的偏磨问题,一般而言四排小滚轮的金属装置是最为常用的防偏磨器,通过防偏磨器的安装可以减少抽油杆和油管之间的摩擦,从而对抽油机起到一定的保护作用。
(2)通过在抽油机上安装抗弯防磨装置的方式,将抽油杆和油管进行隔离,这样就可以有效防止抽油杆和油管之间的摩擦,既可以保护抽油杆和油管,也可以起到防偏磨的作用。防偏磨装置的安装不需要进行特殊的位置固定,可以结合油管的位置进行放置,是一种既简单易行也能够起到良好防护作用的防偏磨措施。
(3)利用抽油杆的旋转技术,让抽油杆在井下作业的过程中始终保持旋转的状态,通过抽油杆的旋转减少因原油密度过高,形态过于粘稠所导致的抽油杆和油管的粘连问题,从而减少抽油杆和油管之间的摩擦。
一般而言,抽油机减速箱发生渗漏的主要位置集中在抽油机的油箱附近,但由于具体位置存在较大的随机性,因此需要结合实际的漏油部位采取相应的解决措施。具体而言,针对减速箱渗漏故障应当采取以下措施加以处理。
(1)当抽油机轴径和轴套之间发生渗漏时,一般是由于抽油机油箱的密封性能不良所引起的,针对这一情况需要及时更换密封圈,或将密封圈进行固定来解决泄漏问题。
(2)当抽油机减速箱和轴承端盖之间发生渗漏时,一般是由于减速箱和轴承端盖之间的连接不够紧密所引起的,针对这一问题需要确保减速箱与轴承端盖的油孔对齐,并使用石棉垫清理减速箱与轴承端盖之间的杂物,从而保障减速箱与轴承端盖之间良好的密封性。
(3)当抽油机减速箱的箱体上下之间发生泄露时,一般是由于上下箱体之间的密封性能不佳所引起的,针对这一问题需要加固减速箱的上下箱体,确保良好的连接,以免出现渗漏。
(4)当抽油机的轴承端盖和轴套之间发生渗漏时一般是由于密封装置的性能减弱所引起的,需要及时清理油孔,以免发生堵塞,并对老化损坏的密封装置进行维修更换。
抽油机是石油开采中必不可少的关键性机械设备,对于石油开采的效率和品质的影响十分巨大。在石油开采过程中,抽油机的工作量大,工作强度高,一旦发生故障,将会对石油开采造成十分不利的影响。且维修的难度较高,耗时较长,因此针对抽油机常见故障的分析与排查,可以及时发现抽油机运行中的潜在故障和问题,提高抽油机常见故障的处理能力。