游梁式抽油机减速箱故障的判断及预防措施

学术论文徐伟伟 高海涛 2018-12-19 10:13:49
    采油管理四区目前共有抽油机101台,去年1月至10份共发生抽油机机械故障12井次,减速箱故障6井次,抽油机曲柄销子损坏3井次,中轴承损坏2井次,游梁损坏1井次。发生机械故障的抽油机多达12台,占运行抽油机总数的11.9%,抽油机发生故障的比例较大,减速箱故障比例最大。合计影响油量53.1吨,影响停井时间177.3小时。抽油机发生机械故障不仅降低了设备完好率,更重要的是给原油生产带来了无法弥补的损失。在采油管理四区今年的抽油机故障中,减速箱卡(轴承滚珠碎)发生次数较多,其次是传动轴齿轮磨损断裂,各占总故障数的50%,都是非常典型的故障。以下主要针对,减速箱卡和传动轴齿轮碎的原因进行初步的探讨,并制定相应的措施,尽可能地减少减速箱故障,改善设备的运行状况,提高设备的完好率,为原油的生产保驾护航。
    1 原因分析
    采油管理四区共有运转抽油机101台,高原机1台,普通游梁式抽油机89台,双驴头式抽油机10台,摩擦换向式抽油机1台。根据统计,减速箱卡或齿轮损坏故障主要集中在普通游梁式抽油机上。
    通过与维修大队共同解剖的2台减速箱(1-27、62-7)和我队对4台减速箱(702-4、62-4、1-18、1-37)损坏的情况来看,产生的故障部位和特征是完全类似的,一是减速箱润滑油道内有油泥状物质阻塞,油道有效空间缩小,使滚动轴承润滑不良,导致轴承滚珠磨损;二是减速箱内润滑油液面刚好能够接触到齿轮,润滑不充分;三是减速箱润滑油内底层有一层泥状物质,润滑油已经变质。考虑到在采油管理四区抽油机设备不存在超过额定载荷使用的情况,也就是说抽油机均是在其允许的受力范围内运行的。很明显,缺少润滑油和变质是导致轴承润滑不良,最终导致减速箱轴承滚珠碎、减速箱被卡的主要因素(表1)。
    通过减速箱的损坏情况,寻找导致减速箱润滑不良的原因,我们发现,绝大多数的抽油机的输入轴、中间轴、输出轴是渗机油的,只是严重程度不一样,严重的不仅整个减速箱支架上全是机油,甚至机油流到了铁底盘和基础上,机油浪费严重。
    从上表中的统计可以看出,减速箱渗机油的共占78.2%。这明显说明,抽油机渗机油的情况是非常普遍的。目前抽油机运转时间都比较长,平均约在8年以上,减速箱长年缺乏按质更换机油和补注机油;同时从以往减速箱机油取样的情况来看,减速箱底层有泥状杂质的也不在少数。抽油机减速箱缺乏定期进行更换机油或进行机油过滤,是我队目前的现状。机油变质以及缺少机油是产生减速箱齿轮断裂、传动轴承损坏的原因。进一步寻找原因,发现减速箱传动轴密封渗机油是机油逐渐变少的因素,而长期不更换机油以及部分减速箱盖板和呼吸阀密封不严是机油逐渐变质的2个因素。机油变质、润滑不充分,必然会使减速箱齿轮和轴承磨损加剧,最终导致齿轮磨薄,产生断齿,轴承滚珠干磨,产生碎裂。
    2 解决措施
    根据以上的情况,同时解决以下3个问题,才能改善目前抽油机减速箱的润滑状况,避免产生机械故障。
    (1)解决减速箱箱渗机油问题,防止机油损失,改善齿轮的工况。(2)完善减速箱的密封(包括盖板和呼吸阀),减少杂质进入箱体。(3)利用抽油机润滑车进行减速箱清洗,改善目前的抽油机润滑的状况,防止减速箱继续在润滑不好的情况下运转。
    2.1 减少渗机油措施
    抽油机减速器的外露轴头大多采用密封圈密封。它属于接触密封。缺点是在使用过程中。随着密封圈磨损量的增大,形成间隙,造成轴头密封处漏油。在减速箱上下部结合中缝处,随设备长时间动转,密封老化,也不同程度存在渗机油的现象。
    在今年8月份,采油管理四区54-1、1-61两台抽油机减速箱渗机油非常严重,经过厂家堵漏后效果较为明显,渗漏比以往有较大程度减轻。首先清理清洁减速箱,在静密封中缝处涂以密封胶,经过固化后,将中缝从减速箱外侧表面密封住达到堵漏的目的。该种密封胶在固化后非常有弹性,不会因振动而脱落。
    在动密封的轴头部位,采取更换或加入密封胶圈的方法,减少渗漏,达到堵的目的。减速箱轴头部位更换密封圈时,现场不可能将曲柄等部件拆下后再更换,所以必须将胶圈剪断后初步安装在轴头后,再进行粘接,进行最后安装。
    2.2 减速箱盖板密封不严、丢失,自制呼吸阀不规范,容易进行入灰尘
这其中主要是在管理方面存在问题,首先在管理上不重视,润滑意识不强;再次减速箱盖板进料较少,没有合适乎规范的本身带有通气孔道的盖板可以安装。这完全可以进料后更换。
    2.3 用润滑车进行减速箱清洗
    目前许多减速箱,机油内较脏,存有许多油泥、铁屑等,油道内多少会有一定的脏物堆集。用润滑车进行清洗可以将减速箱内脏物清除干净,油道虽然在不拆卸的情况下,不可能做到彻底清理干净,但可以避免减速箱内的油泥等继续在油道内堆集。使用润滑车可以在不拆卸减速箱的情况下进行清洗,成本较对较低。通过以上分析,显然发现改善减速箱润滑工况是减少减速箱故障的核心,但在工作中做到以下三点:(1)避免长期不更换机油(不按期或按质换油);(2)减速箱各轴密封圈磨损,产生渗漏后,应及时更换。(3)在进行抽油机日常管理时,杜绝将外界杂质混入机油。只有在1-3条措施同时进行时,才能保证减速箱内润滑环境得到充分改变,减少减速速箱故障的产生。
    3 经济效益评价
    (1)通过有原因分析和保障措施,若进行实施可以有效减少由于减速箱故障故障停井造成产量损失,同时较大程度减少维修减速箱维修成本。按照当年故障率计算,一台减速箱故障停井影响12-24小时,全年影响240小时采油时率。(2)更換和维修减速箱需4-6万元,全年计算而节省维修更换成本40万元。(3)累计经济效益:40万元。
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