自动化在抽油机维修配套中的应用

自动化在抽油机维修配套中的应用

王鑫，高峰

陕西延长石油机械装备制造有限公司 陕西延安 717403

摘要：抽油机工作具有工作时间长、工况恶劣的特点，其内部零部件很容易出现磨损、老化等情况，会降低抽油机的运行效率与质量，需加强抽油机维修。而传统的抽油机维修配套工作存在流程性差、维修效率低等问题，实效性较低。随着自动化技术的快速发展，可以将电气设备、自动化机械设备等设备应用在抽油机维修配套工作中，改善抽油机维修现状。鉴于此，本文围绕自动化在抽油机维修配套中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：自动化；抽油机；维修

1.抽油机常见问题分析

因为抽油机有很多部件和复杂的内部构造，所以抽油机安装程序非常复杂，且部分零部件对水平度、垂直度、平行度要求较高，一旦安装有问题将直接影响机组的使用效果。同时，机组安装、维护、维修也是一项必须由专业技术人员完成的精细工作，技术人员在作业时需要耐心、谨慎。

1.1油田现场作业的大部分人员只通过短时间的训练就从事安装工作，专业安装水平并不高，安装过程中螺栓紧固、零部件水平度、垂直度、平行度未严格按要求执行，无法完全达到正常运行工况要求，容易造成设备运转过程中发生偏磨等现象。

1.2抽油机四连杆机构，主要由电机将电能转化为动能，带动减速器转动，减速器通过曲柄、连杆装置进行力的传导，带动驴头、游梁实现上下往复运动，以带动抽油杆、抽油泵以达到抽油目的，其中曲柄销总成作为传送力的主要装置，也是应力集中点，容易发生磨损、松动、脱落问题，造成曲柄故障，影响抽油机整机运转，进而影响生产效率。

1.3抽油机组一般在野外运行，工况较差，密封件容易发生老化现象，润滑油通过轴承空间流向曲轴销、中央轴、芯轴等部件，对连接件运转有重要作用，由于轴承空间狭窄，一旦有杂质混入则会阻止润滑油正常流通，造成连接件磨损，从而降低生产效率[1]。

1.4在整个装置中，减速箱通过内部齿轮运行将高速动能转化为低速动能，有保护抽油机功能的作用，其在工作中也经常出现故障，主要原因一是没有对抽油机进行定期维护造成紧固件松动，造成壳体损坏，二是润滑油未及时填注造成齿轮磨损，三是齿轮位置有严重的腐蚀造成齿轮破损，影响运转等。

减速器、曲柄连杆装置是抽油机最容易发生故障的部件。

2.自动化在抽油机维修配套中的具体应用

2.1电控液压式拔曲柄机的应用

减速箱是抽油机的关键构成部分，影响着抽油机的运行效率，所以其维修是抽油机维修配套中的重要内容。在进行减速箱维修时，维修人员需要先对减速箱的齿轮、壳体以及漏油情况进行详细检查，明确减速箱的损坏程度，之后再制定返厂维修计划，并在返厂维修计划当中明确技术要求。在将减速箱进行返厂处理之前，维修人员需要将抽油机的曲柄从减速器输出轴当中抽出来，避免影响后续维修。之前，曲柄抽出的效率相对较低，质量也比较低，这主要是因为维修人员采取的方式不合理。一般情况下，维修人员都会利用斜铁撑开曲柄顶端的机身缝隙，之后再利用大锤或小型吊车从减速箱输出轴拔出来。从机械结构来看，曲柄与减速箱输出轴连接，通过曲柄键配合，若直接将曲柄拔出来需要借助较大的外力，加大了维修人员的工作压力，降低了维修效率，且整体成本较高[2]。为了解决这一问题，维修人员可以利用电控液压式拔曲柄机，从而提高效率与质量。从电控液压式拔曲柄机的结构来看，维修人员在利用电控液压式拔曲柄机抽取曲柄时，需要先利用固定爪锁将曲柄完全锁紧，避免曲柄随意晃动。之后，维修人员需要利用轴承式曲柄撑开器当作支撑，将曲柄的开口端撑开，与此同时，维修人员需要开启液压系统，从而为液压缸提供动力。此时，液压缸会具有较大的动力，就会不断上升，并顶住减速箱当中的输出轴，利用液压缸的反作用力抽出曲柄。电控液压式拔曲柄机具有十分简单的机械机构，能耗相对较低，效率和质量也比较高，可以降低拔曲柄这一环节对人力的需求，可以降低维修成本[3]。

2.2轴承式曲柄撑开器的应用

从机械角度来看，轴承式曲柄撑开器属于螺旋结构，其特性包括螺母结构特性与螺栓结构特性。轴承式曲柄撑开器当中有一条旋合螺母，其滚轴丝杠的长度为90mm，直径为60mm。该螺母的下方是轴承座，其主体结构是压力轴承。在轴承式曲柄撑开器运行过程中，该轴承座会改变轴承螺母和曲柄接触面之间的摩擦形式，将其摩擦形式从滑动摩擦转变为滚动摩擦。同时，为了增强轴承式曲柄撑开器运行的安全性，维修人员应在丝杠上端焊接一个特殊装置，即能够标定预制位置的装置，从而达到限制丝杠行程的目的。在利用轴承式曲柄撑开器进行维修时，检修人员应先通过手动的方式旋转撑开器的螺母，让丝杠逐渐上升，并与工作面相接触。这时，螺母旋转较大，所以检修人员需要利用电动扳手旋转螺母，让丝杠不断上升，直到轴承式曲柄撑开器能够撑开曲柄孔，当曲柄孔的大小符合要求后使电动扳手停止运行。相对来说，轴承式曲柄撑开器的原理与操作较为简单，省时省力，且安全性较高，可以减小拆卸曲柄时对曲柄的损害

[4]。

2.3电动扳手的应用

一般情况下，抽油机中都是利用高强度的螺栓连接其配件，且高强度螺栓一般成套出现，所以抽油机维修人员在维修过程中无法有效把控旋转力矩。在拧紧螺栓时，若维修人员的旋转力矩过大，容易造成螺栓长时间疲劳运行，降低螺栓的连接强度，影响到螺栓的连接效果。但若维修人员的旋转力矩过小也会降低抽油机配件连接的可靠性，螺栓松动、脱落，导致抽油机存在较大的安全隐患。因此，维修人员不能利用普通的扳手进行抽油机维修，否则不仅无法解决抽油机的问题还会使抽油机的故障更加严重。而电动扳手可以有效解决旋转力矩的控制问题，维修人员可以利用电动扳手开展抽油机螺栓螺母的拆卸工作。电动扳手的电源形式采用的是交流电源，所以其动力特性较为稳定，可以根据不同规格螺栓的需求把控旋转力度，并将螺栓拧紧。同时，电动扳手也可以提高螺栓装卸的效率，降低维修人员的工作强度。此外，应用电动扳手可以改善维修人员的工作环境。同时，电动扳手的体积较小、质量较轻、携带便捷、操作简单，维修人员很容易学会电动扳手的操作方法，便可以利用电动扳手提高抽油机的维修质量。

3.自动化技术在抽油机维修应用中的发展趋势分析

3.1智能性检修

自动化技术在抽油机维修配套中的应用，从技术应用现状以及具体的应用效果方面分析，智能性检修技术的研发，是自动化技术的主要发展趋势。智能性检修技术的研发，为确保其技术研发及应用效果，实际研发中应结合硬件技术，软件技术，网络技术，电子信息技术以及物理防腐防渗透方面的技术，进行其技术的综合化研发应用，使其能够快速、准确定位故障部位，以此缩减抽油机在检修中的检修周期，同时提升抽油机的维修效率，保障油气开采企业的作业效率，同时合理的发挥自动化技术的实际应用作用和价值[5]。

3.2自动预警技术

油气资源在开采中如油层地质环境复杂，油层杂质多，则抽油机在实际应用中的故障概率也随之提升，基于该类假设分析落实自动预警技术在抽油机中的应用，则为降低抽油机故障概率，以及发挥自动化技术应用作用的主要发展趋势。其中关于自动预警技术的实现，可结合物理传感器，各类流量仪，压力仪表，软件技术，智能AI技术进行预警技术的综合研发和应用，提前分析判断应力集中点、连接松动点、偏磨点，并对其进行预警，以此达到提升油气资源开采效率，提升油气企业实际收益的目的。其次为确保自动预警技术的实际应用效果，企业可通过对各抽油机进行软件系统编号，在线监管，在线数据分析的方式，进行其装置运行状态的检测，分析及预警，以此进一步提升自动化技术应用效率，同时增强抽油机的作业效率。

结语

无论是电控液压式拔曲柄机、轴承式曲柄撑开器还是电动扳手都在抽油机维修配套中发挥着重要作用，应综合分析自动化技术在抽油机维修配套中的应用现状，并促进自动化技术的应用向智能化检修、自动化预警等方向发展，优化抽油机的维修效果。

参考文献：

[1]丁婉娇.抽油机常见故障与处理[J].化学工程与装备,2022,(10):126-127.

[2]韩坤.抽油机常见故障分析与维护管理[J].云南化工,2020,47(07):154-155.

[3]鲍彦玲.浅谈天轮式抽油机的采用与发展[J].科技风,2018,(20):145.

[4]刘成,李青川,刘晶群.自动化在抽油机维修配套中的应用[J].云南化工,2018,45(05):37.

[5]白明文.自动化在抽油机维修配套中的应用[J].科技与企业,2015,(19):90.