抽油机平衡块松动原因分析及预防

发表时间:2020/5/20   来源:《中国西部科技》2020年第6期   作者:李宇 钟磊
[导读] 胜利油田石油开发中心有限公司 山东东营 257400
        摘要:对于抽油机来说,平衡块是十分重要的一个零部件,如果抽油机的平衡块在运行过程中松动、脱落,抽油机的运行就会被迫中断,甚至还会引发严重的安全事故。因此抽油机的平衡块对抽油机稳定、安全运行来说有着极为重要的意义。本文对抽油机平衡块松动的原因和预防措施进行了分析,以供参考。
        【关键词】抽油机平衡块、松动原因、分析、
引言:
        工作人员必须意识到抽油机平衡块的重要性,明确导致抽油机平衡块松动、脱落的原因,有针对性地采取措施进行解决和预防,确保抽油机平衡块的稳定性能够得到有效提高,确保抽油机整体的稳定性、安全性能够得到有效提高。
一、抽油机平衡块的重要性
        抽油机是石油开采工作中需要用到的机械设备,在石油开采过程中工作人员需要依靠抽油机对油井加压,将石油从油井内抽出来。抽油机由许多不同的零部件构成,其中平衡块是一种至关重要的零部件,能够对抽油机在上、下冲程时的负荷差距进行平衡,对抽油机的稳定、安全运行来说有着重要意义。抽油机在上冲程时,驴头会承受摩擦、惯性、抽油杆柱在液体中的重量、活塞截面以上的液柱重量等负荷,在这种情况下,抽油机的电动机需要付出很大的能量,需要以极大的功率运转。抽油机在下冲程时,驴头只承受向下的拉力这一种负荷,在这一过程中电动机不需要付出能量。上、下冲程驴头承受的负荷不同,导致电动机的运行状态也不同,电动机需要频繁进行功率的增加和减少,久而久之很容易烧坏或者毁坏,导致整体的抽油机无法顺利运行。为了解决上、下冲程负荷差距大导致的电动机烧坏问题,就需要为抽油机安装平衡装置,通过平衡装置来减少上、下冲程的负荷差距,确保电动机能够长时间的安全运行,最终确保抽油机能够稳定、安全运行。在抽油机中,平衡块是依靠“T”型螺栓和曲柄进行连接的,并跟随曲柄的旋转而进行旋转。通常情况下平衡块的重量在500~1500kg之间,依靠2~3根“T”型螺栓和曲柄连接。重型抽油机往往会依靠曲柄进行平衡,这类抽油机在运行过程中往往会承受巨大的井底负荷,还会受到各种载荷的影响,平衡块在运行过程中很容易松动、滑落。如果抽油机的平衡块在运行过程中突然滑落,很容易导致抽油机的连杆断裂,曲柄受到破坏,引发抽油机的翻抽问题,最终对油井井口设备造成严重毁坏并危害周围工作人员的人身安全。为了确保抽油机安全、稳定运行,减少由于平衡块松动、滑落而引发的事故问题,必须细致分析抽油机平衡块松动的原因,采取有效的措施进行预防,确保抽油机的安全运行。
二、抽油机螺栓松动的原因分析
        抽油机平衡块是通过“T”型螺栓和曲柄相连的,如果“T”型螺栓联结出现松动的话,最终会造成平衡块的松动、滑落,导致各种事故问题发生。因此对抽油机平衡块松动原因进行分析,可以从“T”型螺栓入手,对“T”型螺栓松动的原因进行分析。螺栓松动的原因主要包括以下几点:
(一)预紧力不够
        为了让“T”型螺栓联结的更加牢固,需要将螺栓拧紧或拧到一定的角度来对其施加一个预紧力。但是这个预紧力会受到摩擦条件的直接影响,如果“T”型螺栓长时间受到摩擦的话,对其施加预紧力就会变得越来越困难,最终使得“T”型螺栓的预紧力不够,难以有效上紧,最终导致整个平衡块出现松动。


(二)双螺母锁紧方式存在问题
        双螺母锁紧这一螺纹防松形式加工起来十分方便,稳定性也很高,得到了极为广泛的应用。双螺母锁紧方式的螺纹连接件是通过间隙配合这一方式进行配合的,外螺纹、内螺纹会逐渐贴合,最终对外螺纹形成一个轴向力,并产生一个反向的摩擦力,从而起到有效的锁紧、加固作用。但是这种间隙配合方式存在较大的缺陷,抽油机在运行过程中载荷是不断变化的,内螺纹、外螺纹之间的预紧力也会不断变化,最终使螺纹连接件出现松动。长此以往,螺纹连接件的松动会越来越大,导致“T”型螺栓脱落,最终导致平衡块的脱落。
(三)螺纹的加工质量、安装质量达不到要求
        螺纹实际的加工质量、安装质量也对其稳定性有着直接影响,如果螺纹的间隙较大,采用间隙配合法时的间隙就会越大,导致螺纹的预紧力难以达到相关要求,相应的摩擦力也达不到要求,最终难以对螺纹进行有效拧紧。如果螺纹的间隙较小的话,内螺纹、外螺纹之间的接触面积就会变小,最终只有部分螺纹对载荷进行承载,螺纹的强度大大降低,最终很容易出现松动。如果在进行螺纹安装之前没有对接触面进行清洁,没有将间隙控制在0.04毫米以内的话,螺纹的安装质量就会很差,螺纹整体的强度、稳定性也会很低。
三、相应的预防措施
(一)施加符合要求的预紧力
        工作人员需要对预紧方式进行改进,通过科学、合理的方法为螺栓施加预紧力,确保能够有效对螺栓进行紧固。工作人员需要根据自己的经验、判断来用扳手拧紧螺栓,一般情况下只要略微感觉到扳手反弹,就证明为螺栓施加的预紧力达到要求,就可以停止对螺栓的紧固。
(二)采取有效的防松方法
        在为螺栓施加符合要求的预紧力,提高螺栓紧固效果的同时,工作人员还需要采取有效的防松方法来避免螺栓的脱落。目前广泛应用的防松方法主要有以下几点:第一,摩擦防松。摩擦防松指的是工作人员为螺栓增加一系列的附件,对螺栓的连接副产生一个压力,通过这个施加的压力来增加螺纹间的摩擦力。摩擦防松的操作十分简单,拆卸起来也非常方便,但是增加的附件在交变载荷长时间的影响下容易松脱。第二,铆冲防松。在对螺栓施加预紧力后,工作人员可以对螺栓进行热熔、焊接等处理,对螺纹原本的结构进行破坏,让螺纹失去原本的运动副特性成为一种不可拆卸的连接。由于采取铆冲防松这一方法会对螺纹原本的结构造成破坏,因此在拆卸螺栓时,工作人员只能完全破坏掉螺栓进行拆卸,对于螺栓来说,这个防松方法只能使用一次。第三,机械防松。机械防松指的是工作人员通过增加止动垫圈、串连钢丝等止动件来阻止螺纹副之间的转动。安装好的止动件在长时间使用下容易出现损坏,并且拆卸起来也非常麻烦。
(三)提高螺纹的安装质量
        在安装螺纹之前,工作人员需要对螺纹进行细致检查,及时清理掉螺纹接触面的油污,确保螺纹接触面十分干净、平整,避免由于油污的影响而使螺纹无法有效拧紧。如果螺纹最大空隙超过了0.04毫米,工作人员需要用锉刀进行刨平,将螺纹的空隙控制在0.04毫米以内,切实提高螺纹的安装质量。
总结:
        要想有效避免抽油机平衡块的松动,必须采取措施提高螺栓的稳定性,避免螺栓出现松动、脱落。工作人员需要为螺栓施加符合要求的预紧力,采取有效的防松方法并切实提高螺纹的安装质量,确保平衡块螺纹联接有着极高的稳定性和质量,从而有效避免抽油机平衡块在运行过程中脱落,提高抽油机运行的稳定性和安全性。
【参考文献】
[1]马科世,岳鹏飞.抽油机平衡块松动原因分析及预防[J].化学工程与装备,2019(07):134-135.
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