塔架外轉子電機型抽油機常見故障原因分析

廖啟新，陳賓雁，方前程，劉曉林，廖大林

（1.解放軍理工大學，南京210000；2.中原油田分公司，河南 濮陽457001；3.濮陽市信宇石油機械化工有限公司，河南 濮陽457001） ①

隨著現代科學技術的迅猛發展，石油裝備的技術創新也是日新月異，尤其是占石油裝備采購成本40%的抽油機。近10a來，全國許多科研院所、高校以及企業投入大量人力、物力、財力研發出數十款新型抽油機，其中一種塔架外轉子電機型抽油機［1］以高性價比備受業界關注。該產品系機電一體化、智能化無游梁式抽油機，自2007年規模推廣以來，以其節能、減排、高效等顯著性能受到油田用戶的青睞。為了配合該產品的大力推廣，幫助廣大油田用戶盡快熟悉掌握塔架外轉子電機型抽油機的維護管理要領，更好地使用、管理該款新型抽油機，本文將推廣以來出現的常見故障進行了剖析，從中分析出故障的成因，以供廣大用戶設備管理人員參考。

1 電機故障

1.1 征狀

抽油機在運行過程中突然停機，停機前有電機發熱、運轉不平穩、噪音異常、機體振動加劇等征狀。

1.2 原因

1） 設計不當 ①電機功率裕度小，一旦采油廠加大工作制度（例如增加沖程、沖次），容易形成小馬拉大車現象；②電機設計有缺陷（例如電機不密封，氣隙過小，軸承選擇不當）。

2） 電機制造質量差 外轉子稀土永磁同步電機制造廠家雖為國內電機制造知名廠家，但是對應用在油田抽油機上還是首次，因此在制造方面存在不少瑕疵。例如，1臺電機剛裝上抽油機就開不起來，檢查后發現是電機內部導線短路。

3） 電機溫控開關未連接或者未起作用。

4） 控制柜超載功能未起作用。

5） 自然災害，如雷擊。

6） 電機制造不密封，電機進水。

7） 超載荷運行 ①采油廠加大工作制度，例如加大抽油泵泵徑，加深泵掛深度，加大沖程、沖次；②井下工作狀況惡化，例如砂卡、蠟卡等原因卡泵；③剎車間隙太小；④動滑輪與支架干涉發生偏磨；⑤光桿密封器對光桿密封過緊；⑥不平衡嚴重，一邊載荷過重，形成鋼絲繩與動滑輪打滑；⑦扶正器與軌道間隙過小；⑧軸承損壞。

8） 安裝調試不當 ①編碼器該裝未裝；②溫控開關該裝未裝；③超載保護未起作用；④動滑輪安裝偏移，與支架發生干涉，增加額外載荷；⑤配重與懸點載荷嚴重不平衡；⑥避雷針未安裝；⑦地線未可靠連接。

9） 維護不當 ①電機和動滑輪軸承長期未加油，造成軸承缺油咬死；②剎車間隙調整過小；③配重不平衡未及時發現，或未及時調整。

10） 采購假冒偽劣標準件，如假冒軸承。

2 控制系統故障

2.1 征狀

1） 抽油機運行過程突然停機。

2） 重新啟動無效果。

3） 新機安裝時抽油機無法啟動。

2.2 原因

1） 電扇損壞，排氣不暢，使控制柜內溫度過高，造成導線塑料管融化，絕緣失效。

2） 線頭接觸不良。

3） 控制柜進入雨水。

4） 電機載荷過重。

5） 雷擊。

6） 接地不良。

7） 變頻器本身制造質量差。

8） 配重與懸點載荷長期嚴重不平衡，每個沖程均有超額定電流沖擊。

9） 誤操作。

10） 查找故障時亂拆亂卸。

11） 變頻器芯片升級與PLC不相匹配。

3 動滑輪軸承損壞

3.1 征狀

1） 動滑輪兩側軸承壓蓋松動。

2） 外表溫度升高。

3） 運行中動滑輪扭動。

4） 有異響。

5） 動滑輪與支架偏磨。

3.2 原因

1） 軸承規格選型小。

2） 軸承質量差，采購不合格的軸承。

3） 安裝動滑輪軸承隔圈未放置或隔圈加工錯誤，或動滑輪軸在鉆孔后未清理碎屑。

4） 未及時維護保養。

5） 安裝時軸承受損傷。

6） 軸承與尼龍輪內孔配合不當，要么過大要么過小。

7） 動滑輪與支架發生干涉、摩擦。

4 鋼絲繩損壞［2］

4.1 征狀

鋼絲繩出現早期磨損及斷絲、斷股。

4.2 原因

1） 設計不當，鋼絲繩直徑與曳引輪或動滑輪直徑之比小于40。

2） 制造缺陷，某一批鋼絲繩制造質量差，例如鋼絲熱處理不當，鋼材材質不佳。

3） 安裝調試不當，8根鋼絲繩互相之間嚴重不平衡，有的緊，有的松，受力不均。

4） 安裝鋼絲繩時打結扭轉，受過硬傷。

5） 未及時保養，長期缺油、銹蝕、干燥、臟污。

6） 繩槽尺寸過小或過大。

7） 選型不當。

8） 鋼絲繩質量差。

5 結語

塔架外轉子電機型抽油機是將動力機械、傳動機械、工作機械三合一的智能控制抽油機，由于外轉子稀土永磁同步電機、變頻控制系統首次應用于油田抽油機，無論是設計方面還是加工制造、安裝調試及使用環境都是史無前例的。因此，可能存在一些不足，以及管理陌生、經驗不足的問題。只有通過不斷實踐、不斷摸索、強化培訓、強化管理，才能迅速提高設備的管理水平，發揮設備應有的優良功能。

［1］ 廖大林，楊進京，白億平，等 .W型曳引抽油機技術研究及現場應用［J］.石油礦場機械，2010，39（7）：73-77.

［2］ 劉長松.W型曳引抽油機鋼絲繩的選用與維護［J］.石油礦場機械，2010，39（6）：63-66.