抽油機光桿防斷裝置研制與改進應用

石豐霞

摘要：目前現場使用的抽油機光桿卡子，種類繁多，形狀各異，大都能滿足現場使用要求。但隨著時間的推移，在溫度、載荷、金屬疲勞等眾多外界因素的影響下，不可避免的會出現卡子松動的現象，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，雖然現場也經常使用其他方式提高安全系數，但在井下出現載荷異常，卡子出現松脫時，不能及時發現并報警，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。

關鍵詞：抽油機；采油系統；抽油桿柱；光桿斷裂；輔助懸掛裝置

1 影響抽油機光桿斷裂原因分析

光桿是連接在抽油桿柱的最頂端的一根實心鋼桿，它是通過光桿卡子把整個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，使得所受應力特別集中，同時油井由于受地質因素的影響如出砂、油稠，泵掛深度加長等現象，造成抽油機懸點負荷不斷增加，使得光桿卡子卡在光桿位置所受的應力不斷增加，疲勞度加強，極易光桿斷脫的現象發生。如何杜絕光桿斷脫帶來的風險隱患，嚴峻考驗著采油安全生產工作。

2 抽油機光桿防斷裝置技術

本文提出一種抽油機光桿防斷脫安全裝置，設置于抽油機光桿上，該抽油機光桿的上端穿設于一懸繩器底座上，其中，所述抽油機光桿防斷脫安全裝置包括一光桿上卡子、一壓力報警傳感器以及一光桿下卡子，所述光桿上卡子、所述壓力報警傳感器以及光桿下卡子由上至下依次套設固定于所述抽油機光桿的上端處，所述壓力報警傳感器的下端與所述光桿下卡子的上端相鄰。本實用新型的抽油機光桿防斷脫安全裝置，當光桿卡子出現松動時能及時報警警示，實現安全生產。

本文提出的抽油機光桿防斷脫安全裝置，是在抽油機光桿上設置光桿上卡子、壓力報警傳感器以及光桿下卡子等，通過設置光桿上卡子及光桿下卡子，最大限度地防止卡子松脫，保證安全生產通過在光桿下卡子上側設置的壓力報警傳感器，當光桿下卡子主卡了發生松動時，其會以發出蜂鳴響聲以及持續燈爆閃等方式報警提示，提醒工人及時做緊固處理，以消除安全隱患，確保安全生產消除，另外，由于只有在出現報警時才進行緊固處理，大大降低了勞動強度，提高了生產時率。

抽油機光桿防斷脫安全裝置，通過在所述光桿下卡子下側設置下彈簧，當所述抽油機光桿與所述懸繩器底座不同步時，能起緩沖作用，降低對所述光桿下卡子的瞬時沖擊力，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置所述上彈簧，可以在所述抽油機光桿發生載荷異常時起緩沖作用，提高設備的使用安全。

3 抽油機光桿防斷裝置的現場應用

本文提出的抽油機光桿防斷脫安全裝置，設置于抽油機光桿上，該抽油機光桿的上端穿設于一懸繩器底座上，其中，所述抽油機光桿防斷脫安全裝置包括1一光桿上卡子、11一壓力報警傳感器以及13一光桿下卡子，所述光桿上卡子、所述壓力報警傳感器以及光桿下卡子由上至下依次套設固定于所述抽油機光桿的上端處，所述壓力報警傳感器的下端與所述光桿下卡子的上端相鄰。其中，通過同時設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，而兩者與所述抽油機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。

在實際工作中，所述抽油機光桿在重力作用下，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所述抽油機光桿的載荷，繼而使所述抽油機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，能帶動所述抽油機光桿升降及移位，而所述壓力報警傳感器則可通過其燈常亮的方式，表明其處于正常狀態。當所述光桿下卡子松動時，會相對所述抽油機光桿產生上行趨勢，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警傳感器，進而導致該壓力報警傳感器因承擔的載荷大于設定值比如大于抽油載荷，發出報警信息，提醒采油所述光桿下卡子主卡子松動，進行及時處理，消除安全隱患，確保安全生產。

該裝置減少和杜絕抽油井光桿斷脫引起的油氣泄漏、油井停井和環境污染，是采油廠降低噸油成本、提升精細管理、確保環境清潔的攻堅難題。在光桿負荷卡子處斷裂后仍能保證抽油機正常運轉，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和減速箱損壞，保證抽油機連續運轉。修復方便，不用作業就可將光桿恢復到正常位置，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，可在負荷大的抽油機井推廣使用，有效解決稠油區塊光桿易斷脫的老大難問題。此裝置在油田推廣使用后，未發生一起因光桿斷裂后造成的油井停產、污染事故、抽油機損壞等現象發生。

4 結束語

原油開采過程中，主要是以大型抽油機機械采油為主，隨著開采時間的延長，地層供液能力逐漸不足，動液面降低，泵掛深度不斷加長，抽油機的懸點載荷不斷增加，在采油過程中，抽油光桿在負荷卡子處經常發生斷裂現象，造成油井停產、設備的損壞，井場污染等事故的發生。如何從根本上解決光桿斷裂現象，對整個采油系統安全生產工作的平穩運行有重大的意義。（1）該裝置可靠、安全、平穩，增強了整體結構的強度，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）該裝置設計合理，制作簡便，工作可靠，現場操作方便，具有投入少，安全性高等特點，值得繼續推廣應用

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