抽油機(jī)光桿防斷裝置研制與改進(jìn)應(yīng)用

石豐霞

摘要：目前現(xiàn)場使用的抽油機(jī)光桿卡子，種類繁多，形狀各異，大都能滿足現(xiàn)場使用要求。但隨著時(shí)間的推移，在溫度、載荷、金屬疲勞等眾多外界因素的影響下，不可避免的會出現(xiàn)卡子松動(dòng)的現(xiàn)象，而由于沒有直觀有效的方法，只能通過采油工的巡檢和定期停抽緊固才能保證安全生產(chǎn)，雖然現(xiàn)場也經(jīng)常使用其他方式提高安全系數(shù)，但在井下出現(xiàn)載荷異常，卡子出現(xiàn)松脫時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，光桿卡子一旦失效輕者光桿斷脫，桿柱墜入井中，重則危及采油工人的人身安全。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)；采油系統(tǒng)；抽油桿柱；光桿斷裂；輔助懸掛裝置

1 影響抽油機(jī)光桿斷裂原因分析

光桿是連接在抽油桿柱的最頂端的一根實(shí)心鋼桿，它是通過光桿卡子把整個(gè)抽油桿柱懸掛在懸繩器上，由于處在抽油桿柱的最頂端，所受載荷最大，加上光桿卡子卡在光桿上，使得所受應(yīng)力特別集中，同時(shí)油井由于受地質(zhì)因素的影響如出砂、油稠，泵掛深度加長等現(xiàn)象，造成抽油機(jī)懸點(diǎn)負(fù)荷不斷增加，使得光桿卡子卡在光桿位置所受的應(yīng)力不斷增加，疲勞度加強(qiáng)，極易光桿斷脫的現(xiàn)象發(fā)生。如何杜絕光桿斷脫帶來的風(fēng)險(xiǎn)隱患，嚴(yán)峻考驗(yàn)著采油安全生產(chǎn)工作。

2 抽油機(jī)光桿防斷裝置技術(shù)

本文提出一種抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置，設(shè)置于抽油機(jī)光桿上，該抽油機(jī)光桿的上端穿設(shè)于一懸繩器底座上，其中，所述抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置包括一光桿上卡子、一壓力報(bào)警傳感器以及一光桿下卡子，所述光桿上卡子、所述壓力報(bào)警傳感器以及光桿下卡子由上至下依次套設(shè)固定于所述抽油機(jī)光桿的上端處，所述壓力報(bào)警傳感器的下端與所述光桿下卡子的上端相鄰。本實(shí)用新型的抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置，當(dāng)光桿卡子出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)能及時(shí)報(bào)警警示，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

本文提出的抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置，是在抽油機(jī)光桿上設(shè)置光桿上卡子、壓力報(bào)警傳感器以及光桿下卡子等，通過設(shè)置光桿上卡子及光桿下卡子，最大限度地防止卡子松脫，保證安全生產(chǎn)通過在光桿下卡子上側(cè)設(shè)置的壓力報(bào)警傳感器，當(dāng)光桿下卡子主卡了發(fā)生松動(dòng)時(shí)，其會以發(fā)出蜂鳴響聲以及持續(xù)燈爆閃等方式報(bào)警提示，提醒工人及時(shí)做緊固處理，以消除安全隱患，確保安全生產(chǎn)消除，另外，由于只有在出現(xiàn)報(bào)警時(shí)才進(jìn)行緊固處理，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)時(shí)率。

抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置，通過在所述光桿下卡子下側(cè)設(shè)置下彈簧，當(dāng)所述抽油機(jī)光桿與所述懸繩器底座不同步時(shí)，能起緩沖作用，降低對所述光桿下卡子的瞬時(shí)沖擊力，降低斷脫幾率，并能使停抽緊固間隔延長，比如由以前的天提高到天以上通過在所述光桿上卡子及光桿下卡子之間設(shè)置所述上彈簧，可以在所述抽油機(jī)光桿發(fā)生載荷異常時(shí)起緩沖作用，提高設(shè)備的使用安全。

3 抽油機(jī)光桿防斷裝置的現(xiàn)場應(yīng)用

本文提出的抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置，設(shè)置于抽油機(jī)光桿上，該抽油機(jī)光桿的上端穿設(shè)于一懸繩器底座上，其中，所述抽油機(jī)光桿防斷脫安全裝置包括1一光桿上卡子、11一壓力報(bào)警傳感器以及13一光桿下卡子，所述光桿上卡子、所述壓力報(bào)警傳感器以及光桿下卡子由上至下依次套設(shè)固定于所述抽油機(jī)光桿的上端處，所述壓力報(bào)警傳感器的下端與所述光桿下卡子的上端相鄰。其中，通過同時(shí)設(shè)置該光桿上卡子及光桿下卡子，能最大限度地防止卡子松脫，保證安全生產(chǎn)，而兩者與所述抽油機(jī)光桿之間的卡接固定方式，可采用公知的方式，在此不做具體限定。

在實(shí)際工作中，所述抽油機(jī)光桿在重力作用下，會使所述光桿下卡子下壓所述懸繩器底座，而根據(jù)力的相互作用原理，所述懸繩器底座會對所述光桿下卡子施加向上的承托力，即所述懸繩器底座通過所述光桿下卡子承擔(dān)所述抽油機(jī)光桿的載荷，繼而使所述抽油機(jī)光桿懸掛于所述懸繩器底座上，并且，利用該懸繩器底座兩端的懸繩器鋼絲，能帶動(dòng)所述抽油機(jī)光桿升降及移位，而所述壓力報(bào)警傳感器則可通過其燈常亮的方式，表明其處于正常狀態(tài)。當(dāng)所述光桿下卡子松動(dòng)時(shí)，會相對所述抽油機(jī)光桿產(chǎn)生上行趨勢，從而使所述懸繩器底座的承托力會向上傳遞至所述壓力報(bào)警傳感器，進(jìn)而導(dǎo)致該壓力報(bào)警傳感器因承擔(dān)的載荷大于設(shè)定值比如大于抽油載荷，發(fā)出報(bào)警信息，提醒采油所述光桿下卡子主卡子松動(dòng)，進(jìn)行及時(shí)處理，消除安全隱患，確保安全生產(chǎn)。

該裝置減少和杜絕抽油井光桿斷脫引起的油氣泄漏、油井停井和環(huán)境污染，是采油廠降低噸油成本、提升精細(xì)管理、確保環(huán)境清潔的攻堅(jiān)難題。在光桿負(fù)荷卡子處斷裂后仍能保證抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，效果良好。能夠在光桿折斷的情況下防止光桿落入井中，避免由于光桿折斷造成的電機(jī)和減速箱損壞，保證抽油機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。修復(fù)方便，不用作業(yè)就可將光桿恢復(fù)到正常位置，有效杜絕了光桿斷脫造成的油井污染。制作成本低、操作簡便，可在負(fù)荷大的抽油機(jī)井推廣使用，有效解決稠油區(qū)塊光桿易斷脫的老大難問題。此裝置在油田推廣使用后，未發(fā)生一起因光桿斷裂后造成的油井停產(chǎn)、污染事故、抽油機(jī)損壞等現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)束語

原油開采過程中，主要是以大型抽油機(jī)機(jī)械采油為主，隨著開采時(shí)間的延長，地層供液能力逐漸不足，動(dòng)液面降低，泵掛深度不斷加長，抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷不斷增加，在采油過程中，抽油光桿在負(fù)荷卡子處經(jīng)常發(fā)生斷裂現(xiàn)象，造成油井停產(chǎn)、設(shè)備的損壞，井場污染等事故的發(fā)生。如何從根本上解決光桿斷裂現(xiàn)象，對整個(gè)采油系統(tǒng)安全生產(chǎn)工作的平穩(wěn)運(yùn)行有重大的意義。（1）該裝置可靠、安全、平穩(wěn)，增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，基本清除了過多的不安全因素，保證在抽油過程中更加安全、可靠。（2）該裝置設(shè)計(jì)合理，制作簡便，工作可靠，現(xiàn)場操作方便，具有投入少，安全性高等特點(diǎn)，值得繼續(xù)推廣應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

[1]抽油機(jī)安裝過程中存在的問題及對策[J].王潮海.石化技術(shù). 2017（08）

[2]抽油機(jī)與螺桿泵現(xiàn)場適應(yīng)性分析[J].王建軍.化學(xué)工程與裝備.2017（09）

[3]淺談變頻裝置在抽油機(jī)井使用的效果分析[J].孫意良.化學(xué)工程與裝備.2017（09）

[4]加強(qiáng)抽油機(jī)井系統(tǒng)優(yōu)化，提高機(jī)采系統(tǒng)效率[J].趙永偉，羅海強(qiáng).化工管理.2017（26）endprint