1段福海? 2刘幸 3吴 悠 4段昕彤 5姜朝波
1大庆油田有限责任公司第四采油厂第二油矿；2大庆油田工程建设有限公司油建公司第四工程部 3大庆油田有限责任公司第五采油厂第一油矿；4大庆油田有限责任公司第四采油厂第四油矿；5 大庆油田质量安全环保监督评价中心特种设备检验所理化检测室
“283”技术革新工作法内容：“2”——寻找革新点的两条途径（直接获得和间接获得）、 “8”——解决生产难题的八种方法（组合法、拆分法、牺牲法、移植法、迂回法、变形法、逆反法、仿生法）、 “3”——确保成果质量的三项保障措施（研发前的方案优选、试制中的保障措施、应用后的改进完善）
一、项目来源、存在问题及专利查询情况：
1抽油机井盘根盒密封原理
盘根盒是抽油机井井口的重要生产设备，用于密封井口防止井液外喷，也是生产管理、节能的关键点。目前，现场上使用的盘根盒多以球形盘根盒、法兰式调偏心盘根盒为主，填料采用球形橡胶盘根、环形橡胶盘根、颗粒密封料。抽油机盘根盒的密封主要靠压盖施予压力到盘根上，盘根受到压力后会发生径向膨胀，进而挤压到盘根的光杆和内壁，将整个环空区域填满，达到了盘根盒密封的目的。
2 影响抽油机井盘根盒密封的主要问题
然而，随着油田开发的不断深入，油田经历了水驱、聚驱、三元复合驱等多种开发模式，随之也带来了偏磨、结垢、间歇出油等诸多问题，造成盘根密封不严、耗电量增加等问题。给正常的生产管理带来了很大的困扰，形成生产难题急需解决。归纳起来主要有以下两点：
（1）光杆偏磨问题影响：一些井在对中调整时，通过球头的转动看上去光杆是在盘根盒的中心位置，但实质上光杆在球头的部位易发生偏磨，往往是在卸掉盘根盒时，光杆会偏离油管的中心位值。再加上冬季、夏季生产温差较大，一少部分井场周围土质发生热胀冷缩，形成井口和抽油机基础发生较大位移，造成光杆与井口不对中，而且超出了抽油机的调整范围，不仅造成盘根盒的偏磨损坏，还会磨损光杆表面，使盘根盒的密封效果大大降低，给日常管理造成许多困难和难度。目前，现场采用了一些盘根盒的改进技术，但是效果不够明显，需要提供一种具有转角调偏和水平调偏同时存在的功能盘根盒。
（2）是盘根的松紧度不好掌握，过松容易造成井口跑油、漏油现象，盘根过紧容易造成抽油机的负荷加大、能耗大、光杆发热、盘根损耗大。在现场试验中，盘根盒内部压力在100～150公斤时，盘根盒产生微漏，此时节能效果最好。但是这个压力值的区间控制，员工很难掌握，从而造成抽油机盘根不是松的过松就是紧的过紧。需要提供一种能够自动给力盘根盒，实现24小时“有人”值守的目标。
3 目前技术查询情况：
经过专利网查询、公司网络成果查询，盘根盒的种类很多，但是同时满足：复合式调偏和自动给力实现24小时“有人”值守的盘根盒没有查到，满足不了解决生产难题的需求。
二、运用八种方法发善思维求解及通过方案优选形成解决方案
（一）八种方法发善思维求解
利用解决生产难题的八种方法进行发散思维，找出可能解决问题的资源：
1、首先找出解决复合式调偏的资源
（1）移植法分析形成方案
方案一，引进成熟技术解决问题，条件分析查阅调研结果没有，可行性判断弱
方案二，采用成熟密封技术设计，条件分析目前密封技术成熟可以实现，可行性判断强
（2）变形法分析
方案一，扩大调偏转角机构直径，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
方案二，改变密封料的外形体积，条件分析可以实现但是密封料软，可行性判断弱
方案三，改变光杆的结构，条件分析投资大实现有技术难度，可行性判断弱
（3）组合法分析
方案一，与设计的夹片组合实现水平位移，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
方案二，与大型机械设备组合实现水平位移，条件分析井口位置受限，可行性判断弱
方案三，与地锚桩、钢丝绳组合矫正，条件分析可以实现，不规范，可行性判断中
方案四，调整千金与抽油机组合，条件分析资金投入高实现难，可行性判断弱
方案五，与多个垫片组合实现“错眼”调偏功能，条件分析重新设计可以实现，可行性判断中
2、找出自动给力盘根盒资源
（1）移植法分析
方案一，引进成熟技术解决问题，条件分析气压、机械可以实现，可行性判断强
方案二，采用成熟密封技术设计，条件分析颗粒密封技术成熟可以实现，可行性判断强
方案三，引进侧填料加盘根技术，条件分析成熟技术可以实现，可行性判断强
（2） 逆反法分析
方案一，改变加料方向，由下而上加料，条件分析改变设计原理可以实现，可行性判断强
方案二，改变给力加力方向，由下而上加力，条件分析重新设计可以实现，可行性判断中
（3）仿生法分析
方案一，制作机器人实现24小时值班，条件分析资金投入高、实现难，可行性判断弱
方案二，利用螳螂蓄能弹射原理加力，条件分析原理设计可以实现，可行性判断中
（4）迂回法分析
方案一，改变加力位置：在盘根盒的上部，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
方案二，改变测试位置：在盘根盒的上部，条件分析重新设计可以实现，可行性判断弱
（5）变形法分析
方案一，改变盘根盒的上盖设计，满足组件的需要，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
（6）牺牲法分析
方案一，选用耐磨材料密封，保护光杆，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
（7）拆分法分析
方案一，对盘根盒的底密封垫片拆分设计，实现“错眼”调偏功能，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
（8） 组合法分析
方案一，与气压装置实现恒压推进，条件分析资金投入高实现难，可行性判断弱
方案二，与机械装置组合实现恒压推进，条件分析资金投入高实现难，可行性判断中
方案三，与配重物体组合实现密封腔体压力恒定，条件分析可以实现，不规范，可行性判断弱
方案四，与单件蓄能物件组合实现恒压推进，条件分析重新设计可以实现，可行性判断强
（二）方案优选形成解决方案
通过解决生产难题的八种方法的发善思维分析，得到解决方案26个，对于方案较可行性较强得到解决方案：
1、调偏功能：利用“变形法”的解决方案是，将盘根盒的转角部分的控制体积增大，使密封腔体能够随光杆的位置变化而变化，让光杆始终处于盘根盒的中心位置。再通过“组合法”设计的活动夹片，与盘根盒的调偏结构组合，实现最大水平位移调偏功能。通过“移植法”分析，解决盘根盒的密封设计问题，满足设计使用要求。
2、自动给力功能：
首先，移植一个弹簧压缩蓄能技术，经过测试盘根盒内部的压力在100～150公斤之间时，盘根盒密封效果最好，盘根盒产生微漏现象耗能最低，经过计算选定弹簧的技术参数，根据弹簧的外形尺寸改变上盖形状尺寸，以及相应功能组件的形体改变满足需要，再通过组合完成自动给力装置的设计工作。
3、最终设计方案
将形成的调偏功能方案和自动给力功能方案组合，形成复合式调偏节能盘根盒图纸。
三、成果制作、效果及应用前景
首先，在创新方案形成之后设计出多种加工制作图纸，通过进一步论证、优化出最终设计图纸。为了成果的快速加工、制作，我们采取申请科研资的方式作为保障，经过多次改进获得成功，并且，大庆油田范围内得到推广应用800套。并且，形成了多项专利预案：发明专利一项、实用新型专利两项。
复合式调偏节能盘根盒的研制成功，实现了我们的设定目标，并且获得了大庆油田重大技术革新特等奖、全国十家油田创新成果一等奖，得到黑龙江省重点项目扶持资金五万元，成为2019、2020年大庆油田重点推广项目。目前累计创效2653万元，预计每年创造经济效益3000万元以上，推广前景广阔.