徐皓玉 王志昆
摘 要 抽油機(jī)在工作過程中承受較大的交變載荷,再加上存在的抽油機(jī)安裝質(zhì)量不高、日常管理不善等問題,抽油機(jī)易出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉、基礎(chǔ)不水平、底座工字鋼斷裂的問題,不但增加了管理難度,而且易發(fā)生翻機(jī)等惡性設(shè)備機(jī)械事故增加成本投入,增加維修費(fèi)用,而且影響油井正常生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞 抽油井 底座 工字鋼 斷裂 治理
1問題提出的背景
抽油機(jī)井采油是機(jī)械采油的主要采油方式,目前孤東采油廠所開的2063口油井中,游梁式抽油機(jī)井有1951口,占到開井?dāng)?shù)的94.6%。在現(xiàn)場管理中,由于抽油機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn),負(fù)荷重、安裝過程中的問題,容易造成抽油機(jī)基礎(chǔ)下沉,使抽油機(jī)基礎(chǔ)不水平,導(dǎo)致出現(xiàn)通體斷裂,這樣不但增加了管理難度,且易發(fā)生翻機(jī)等惡性設(shè)備機(jī)械事故,目前處理均需更換抽油機(jī)底座,增加成本投入,增加維修費(fèi)用,而且影響油井正常生產(chǎn),造成產(chǎn)量損失。
2原因分析
(1)抽油機(jī)底座、基礎(chǔ)不水平或有懸空:一是抽油機(jī)的土基礎(chǔ)質(zhì)量不合格,抽油機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間,出現(xiàn)土基礎(chǔ)下沉現(xiàn)象,導(dǎo)致基礎(chǔ)不水平。二是水泥基礎(chǔ)本身制作的不平,抽油機(jī)底座與水泥基礎(chǔ)之間有懸空。三是在油井的生產(chǎn)過程中,土基礎(chǔ)的土被擠出,導(dǎo)致水泥基礎(chǔ)出現(xiàn)懸空現(xiàn)象。
(2)抽油機(jī)震動(dòng):抽油機(jī)嚴(yán)重不平衡、存在隱患,抽油機(jī)固定部位的螺絲松,驢頭對(duì)中誤差較大,井下管柱存在刮卡等現(xiàn)象,導(dǎo)致抽油機(jī)工作時(shí)震動(dòng)。
(3)抽油機(jī)存在超載現(xiàn)象:油田進(jìn)入高含水開發(fā)階段,油井的泵徑、沖程、沖次較大,泵掛較深,抽油機(jī)負(fù)荷過重,長時(shí)間的超載運(yùn)行導(dǎo)致工字鋼疲勞斷裂。
(4)油井的生產(chǎn)狀況:油井出砂、結(jié)蠟、油稠或抽油泵間隙小等因素影響,出現(xiàn)光桿緩下、光桿在上下沖程中遇阻、光桿下行不正常,都會(huì)對(duì)抽油機(jī)負(fù)載造成沖擊。
(5)抽油機(jī)本身的特點(diǎn):抽油機(jī)工字鋼斷裂都是發(fā)生在支架與減速箱底座中間應(yīng)力相對(duì)集中的部位,從抽油機(jī)底座受力分析可以看出,這個(gè)部位在抽油機(jī)的上、下沖程過程中,前、后兩個(gè)部分承受的作用力是相反的,也就是承受一個(gè)剪切應(yīng)力,長時(shí)間的工作加上超過工字鋼的應(yīng)力極限后發(fā)生斷裂(如圖1)。
3解決方法
(1)校正基礎(chǔ)水平率:首先加強(qiáng)對(duì)土基礎(chǔ)安裝的質(zhì)量監(jiān)督;其次是小井場的高度不能高于水泥基礎(chǔ)的底面,以便于水能夠及時(shí)排出;再就是底座有懸空現(xiàn)象的,可采用加楔鐵的方法來加大底座與基礎(chǔ)的接觸面積。
(2)加強(qiáng)設(shè)備管理,嚴(yán)格按照“十字”作業(yè)法定期對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),對(duì)設(shè)備存在的各種問題、隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)整改,使設(shè)備符合“三化三零”要求,保證設(shè)備的正常、合理運(yùn)行。
(3)合理匹配抽油機(jī),優(yōu)化油井生產(chǎn)參數(shù),根據(jù)油井負(fù)荷大小,合理選擇抽油機(jī),對(duì)于超載的抽油機(jī)要進(jìn)行更換,杜絕超載現(xiàn)象的存在。
(4)在抽油機(jī)底座與減速箱底座之間加輔助支撐裝置,人為增加底座工字鋼的有效厚度,加大基礎(chǔ)工字鋼的受力面積,從而使工字鋼在承受相同大小載荷的工作狀況下,降低了單位面積上的應(yīng)力,增加工字鋼承受能力,避免了基礎(chǔ)工字鋼的再次斷裂。
4現(xiàn)場應(yīng)用
將工字鋼斷裂部位做出坡口,寬度不小于20mm,深度以鋼板的厚度為準(zhǔn),然后進(jìn)行焊接,要來回焊3遍,保證焊縫質(zhì)量;其次根據(jù)油井的載荷大小在焊縫處加焊加強(qiáng)板,加強(qiáng)板的厚度不小于10mm,一般來說,油井負(fù)荷大于50KN(現(xiàn)場可根據(jù)平衡塊的情況,如有4個(gè)平衡塊,且位置較靠外),應(yīng)加焊加強(qiáng)板,否則可不用加強(qiáng)板;最后加裝油管支撐,油管的加裝方式可以采取多種樣式。
通過在13-181等多口井上加裝支撐裝置,治理了抽油機(jī)工字鋼斷裂,提高了抽油機(jī)基礎(chǔ)水平率,保證抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),如圖2。
5幾點(diǎn)結(jié)論
(1)該技術(shù)適用于所有的工字鋼斷裂的抽油機(jī)的治理,能保證抽油機(jī)安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn),降低成本投入。
(2)該技術(shù)的應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)更換新底座的治理方式,每臺(tái)次可節(jié)約資金2.5萬元,降低了成本投入;該技術(shù)具有先進(jìn)性和實(shí)用性,易于推廣;在挖潛增效、節(jié)能中產(chǎn)生積極效果,利于推廣應(yīng)用。
(3)應(yīng)用該技術(shù)后,降低了現(xiàn)場工人勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短了停井時(shí)間,每次更換可減少停井時(shí)間4小時(shí),工作效率可提高到原來的2倍。
(4)應(yīng)用該技術(shù),可杜絕傳統(tǒng)更換方式存在的起重設(shè)備、因配合不當(dāng)而造成的安全事故,確保安全操作,避免事故損失,具有良好的社會(huì)效益。
(5)由試驗(yàn)結(jié)果可以看出,上述裝置目前該技術(shù)在孤東采油廠推廣應(yīng)用30多口井,上述技術(shù)不需要大額資金投入,簡單易操作,效果好。
參考文獻(xiàn)
[1] 萬仁溥,羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)第四分冊(cè)機(jī)械采油技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社,1996.