無傷害電機頂絲的研制與應(yīng)用

徐皓玉

摘要：抽油井生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)常進行更換皮帶、電機、調(diào)沖次等，這都需要對電機皮帶進行調(diào)整，使皮帶達到“松緊合適、四點一線”的生產(chǎn)要求。電機頂絲是調(diào)整皮帶“四點一線”的專用工具，目前存在著穩(wěn)固性差，易打滑傷手，存在安全隱患，停井時間長。本文主要是研制一種無傷害的電機頂絲，在現(xiàn)場推廣應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無傷害頂絲;打滑;安全隱患;消除

在油田開發(fā)過程中，抽油機井采油是最主要的機械采油方式，目前孤東采油廠所開的2068口油井中，游梁式抽油機井有1952口，占到開井?dāng)?shù)的94.4%。在生產(chǎn)過程中，抽油井需要經(jīng)常進行更換皮帶、調(diào)整油井參數(shù)、更換電機等操作，以上這些操作都要對電機進行調(diào)整，使皮帶達到“松緊合適、四點一線”的生產(chǎn)要求。電機頂絲是目前用來頂推電機，使皮帶達到“四點一線”的專用工具。

1.??? 基本情況

抽油井生產(chǎn)過程中，經(jīng)常進行調(diào)沖次、更換皮帶、更換電機等，需要對皮帶進行調(diào)整，使其達到“松緊合適、四點一線”的要求。電機頂絲是調(diào)整皮帶“四點一線”的專用工具，使用時穩(wěn)固性差，易打滑傷手，存在安全隱患，操作速度慢，停井時間長。

為了掌握調(diào)整皮帶的具體情況，根據(jù)注采702站 2018年《抽油機設(shè)備運轉(zhuǎn)記錄》，隨機選取了10口井更換情況進行了統(tǒng)計，如表2 所示：平均打滑次數(shù)6.4次，調(diào)整時間15.6min，每年因調(diào)整皮帶停井影響油井產(chǎn)量53.7t。

2.??? 現(xiàn)狀原因分析

首先對現(xiàn)在用的電機頂絲進行詳細了解，并對其存在的問題進行了剖析，主要原因如下：

2.1? 結(jié)構(gòu)不合理

頂絲結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，底座傾角過大，在緊皮帶的過程中，前端易上翹，頂絲后端“隱藏”在滑軌槽內(nèi)，增加操作難度，操作速度慢，工作效率低。

2.2? 位置受限制

普通頂絲的位置是一定的，而電機的位置是變化的，頂絲在安裝時，需要靠滑軌下面的凹槽擋板提供一個受力點，以保證頂絲在緊皮帶過程中不產(chǎn)生位移，這樣就需要頂絲本休先越過凹槽，然后回拉，才能放到預(yù)定位置，再緊絲杠頂?shù)诫姍C上。如此，頂絲前端到電機底座之間，必須要有一定的空間，就產(chǎn)生了“虛行程”，由于不同滑軌下面的凹槽擋板位置不同，就會出現(xiàn)頂絲前端絲杠伸出過長，一是增長了緊皮帶的時間，二是容易出現(xiàn)絲桿的前部彎曲，導(dǎo)致頂絲損壞，無法使用。

2.3? 傷害電機底座

普通頂絲在緊皮帶時，是旋轉(zhuǎn)絲桿使電機向后移動，這樣絲桿是在“動”，而電機底座是“靜”，絲桿與底座是相對運動的，容易損壞電機的底座，使電機底座形成凹洞，見圖3。

2.4? 存在安全隱患

一是當(dāng)皮帶較緊時，由于頂絲過長，頂絲會出現(xiàn)“跳躍現(xiàn)象”，加劇頂絲損壞，特別是前端加有墊鐵時，墊鐵容易飛出，操作安全性差;二是調(diào)整皮帶用的撬桿前端是錐形的，頂絲旋轉(zhuǎn)部位的受力通孔較小，撬桿插入孔內(nèi)較少，磨擦力較小，在緊皮帶時，撬桿容易打滑，操作安全性差。

3.??? 無傷害電機頂絲的研制與應(yīng)用

通過上述原因分析，可以得出，目前在用頂絲的結(jié)構(gòu)不合理、工作原理不適用是造成問題存在的主要原因，因此，需研制一個種無傷害的新型電機頂絲，解決以上問題。

3.1? 解決方案及思路

根據(jù)對以上4 個原因分析，分別提出了4 個解決方案：方案一：改變現(xiàn)用頂絲底座的傾角，減少操作難度;方案二：設(shè)計一個專用的調(diào)整用件，放在頂絲與電機中間，提高工作效率;方案三：改變目前頂絲的工作原理，對底座和絲桿部分進行全新設(shè)計;方案四：頂絲的通孔加大，配合使用專用的緊固工具。

3.2? 無傷害電機頂絲結(jié)構(gòu)及創(chuàng)新點

研制的無傷害頂絲主要由底座、絲桿、固定卡牙、頂桿，調(diào)整螺母等部分組成。主要創(chuàng)新點有四個：一是改變了與滑軌的接觸方式，受力點變?yōu)橛煽ㄑ阑蚵萁z提供受力點，可以任意調(diào)整頂絲的位置，避免了絲桿伸出過長，保證絲杠無虛行程;二是改變了結(jié)構(gòu)，絲桿后端與滑軌距離增大，杜絕出現(xiàn)“隱藏”在滑軌槽內(nèi)的現(xiàn)象，方便了緊皮帶;三是改變絲桿為無孔式設(shè)計，變?yōu)橐粋€螺母，增大了接觸面積，在緊皮帶時避免了打滑現(xiàn)象，保證了操作的安全;四是頂絲的頂桿與電機底座不存在相對運動，旋轉(zhuǎn)磨擦變?yōu)殪o接觸，杜絕頂絲出現(xiàn)“跳躍現(xiàn)象”，避免底座與絲桿的損壞，操作更加安全快速。

3.3? 現(xiàn)場應(yīng)用

3.3.1????? 現(xiàn)場實驗

該頂絲研制成功后，首先在HLKD5-1井試驗，試驗過程中，沒有出現(xiàn)打滑等上述問題及隱患，主要解決目前在用頂絲存在的三個問題：

（1）???? 防打滑：由于結(jié)構(gòu)的改變，避免了打滑現(xiàn)象，保證了操作的安全。

（2）???? 防變形：可隨意調(diào)整頂絲位置，縮短了頂桿的伸出量，防止頂桿變形。

（3）???? 防傷害：一是頂絲前端無需加墊鐵，防止飛出傷害操作工人;二是杜絕因打滑造成傷手問題;三是杜絕頂絲出現(xiàn)“跳躍現(xiàn)象”，防止對電機底座造成傷害。

3.3.2????? 推廣應(yīng)用情況

2019年，該頂絲在采油廠推廣42套，平均每次減少停井時間10.2分鐘。選取了在現(xiàn)場8 口井調(diào)整皮帶時使用情況（表1）：

3.3.3????? 效益評價

（1）???? 目前該頂絲應(yīng)用42套，調(diào)整皮帶210井次，平均每次減少停井時間10.2分鐘，共減少產(chǎn)量損失7.6噸，經(jīng)濟效益為=7.4*2200=16720元。雖然目前經(jīng)濟效益較少，但該裝置無需重復(fù)投入，若形成規(guī)模，長期經(jīng)濟效益可觀。

（2）???? 杜絕了普通頂絲的“打滑”、“跳躍”現(xiàn)象，保證了安全操作。

（3）???? 應(yīng)用該頂絲，避免普通頂絲因絲桿變形導(dǎo)致的損壞，及對電機底座的損壞，節(jié)約了成本投入。

（4）???? 降低了工人勞動強度，提高了工作效率與油井生產(chǎn)時率。

4.??? 結(jié)論及認識

無傷害電機頂絲的研制與應(yīng)用，消除了傳統(tǒng)電機頂絲在使用過程中存在的安全隱患，確保了操作者的安全;消除了對電機底座的傷害，降低了成本投入;縮短了調(diào)整皮帶的時間，降低了工人勞動強度，提高了工作效率與油井生產(chǎn)時率，適用所有電動機調(diào)整皮帶時使用，具有良好的使用前景。

參考文獻：

[1]?? 唐磊.采油基本技能操作讀本.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[2]鄒艷霞.采油工藝技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社，2006.