抽油機工字鋼斷裂的治理

徐皓玉　王志昆

摘 要 抽油機在工作過程中承受較大的交變載荷，再加上存在的抽油機安裝質量不高、日常管理不善等問題，抽油機易出現基礎下沉、基礎不水平、底座工字鋼斷裂的問題，不但增加了管理難度，而且易發生翻機等惡性設備機械事故增加成本投入，增加維修費用，而且影響油井正常生產。

關鍵詞 抽油井 底座 工字鋼 斷裂 治理

1問題提出的背景

抽油機井采油是機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，游梁式抽油機井有1951口，占到開井數的94.6%。在現場管理中，由于抽油機長期運轉，負荷重、安裝過程中的問題，容易造成抽油機基礎下沉，使抽油機基礎不水平，導致出現通體斷裂，這樣不但增加了管理難度，且易發生翻機等惡性設備機械事故，目前處理均需更換抽油機底座，增加成本投入，增加維修費用，而且影響油井正常生產，造成產量損失。

2原因分析

（1）抽油機底座、基礎不水平或有懸空：一是抽油機的土基礎質量不合格，抽油機運行一段時間，出現土基礎下沉現象，導致基礎不水平。二是水泥基礎本身制作的不平，抽油機底座與水泥基礎之間有懸空。三是在油井的生產過程中，土基礎的土被擠出，導致水泥基礎出現懸空現象。

（2）抽油機震動：抽油機嚴重不平衡、存在隱患，抽油機固定部位的螺絲松，驢頭對中誤差較大，井下管柱存在刮卡等現象，導致抽油機工作時震動。

（3）抽油機存在超載現象：油田進入高含水開發階段，油井的泵徑、沖程、沖次較大，泵掛較深，抽油機負荷過重，長時間的超載運行導致工字鋼疲勞斷裂。

（4）油井的生產狀況：油井出砂、結蠟、油稠或抽油泵間隙小等因素影響，出現光桿緩下、光桿在上下沖程中遇阻、光桿下行不正常，都會對抽油機負載造成沖擊。

（5）抽油機本身的特點：抽油機工字鋼斷裂都是發生在支架與減速箱底座中間應力相對集中的部位，從抽油機底座受力分析可以看出，這個部位在抽油機的上、下沖程過程中，前、后兩個部分承受的作用力是相反的，也就是承受一個剪切應力，長時間的工作加上超過工字鋼的應力極限后發生斷裂（如圖1）。

3解決方法

（1）校正基礎水平率：首先加強對土基礎安裝的質量監督；其次是小井場的高度不能高于水泥基礎的底面，以便于水能夠及時排出；再就是底座有懸空現象的，可采用加楔鐵的方法來加大底座與基礎的接觸面積。

（2）加強設備管理，嚴格按照“十字”作業法定期對抽油機進行維護保養，對設備存在的各種問題、隱患及時發現、及時整改，使設備符合“三化三零”要求，保證設備的正常、合理運行。

（3）合理匹配抽油機，優化油井生產參數，根據油井負荷大小，合理選擇抽油機，對于超載的抽油機要進行更換，杜絕超載現象的存在。

（4）在抽油機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力，增加工字鋼承受能力，避免了基礎工字鋼的再次斷裂。

4現場應用

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，然后進行焊接，要來回焊3遍，保證焊縫質量；其次根據油井的載荷大小在焊縫處加焊加強板，加強板的厚度不小于10mm，一般來說，油井負荷大于50KN（現場可根據平衡塊的情況，如有4個平衡塊，且位置較靠外），應加焊加強板，否則可不用加強板；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，治理了抽油機工字鋼斷裂，提高了抽油機基礎水平率，保證抽油機正常運轉，如圖2。

5幾點結論

（1）該技術適用于所有的工字鋼斷裂的抽油機的治理，能保證抽油機安全、正常運轉，降低成本投入。

（2）該技術的應用，改變了傳統更換新底座的治理方式，每臺次可節約資金2.5萬元，降低了成本投入；該技術具有先進性和實用性，易于推廣；在挖潛增效、節能中產生積極效果，利于推廣應用。

（3）應用該技術后，降低了現場工人勞動強度，縮短了停井時間，每次更換可減少停井時間4小時，工作效率可提高到原來的2倍。

（4）應用該技術，可杜絕傳統更換方式存在的起重設備、因配合不當而造成的安全事故，確保安全操作，避免事故損失，具有良好的社會效益。

（5）由試驗結果可以看出，上述裝置目前該技術在孤東采油廠推廣應用30多口井，上述技術不需要大額資金投入，簡單易操作，效果好。

參考文獻

[1] 萬仁溥，羅英俊.采油技術手冊第四分冊機械采油技術[M].石油工業出版社，1996.