調整更換曲柄銷的高效方法探索

郝洪峰　劉顏　徐慧星

摘 要 曲柄銷調整更換是采油日常生產中的難度較大的一類工作，用人多、耗時長，通過研制應用連桿角度擴縮工具，可以提高調整更換曲柄銷的工作效率、降低工作難度、提高工作安全性。

關鍵詞 曲柄銷 調整 更換 連桿 角度擴縮

中圖分類號：TH237 文獻標識碼：A

游梁式抽油機的部分連接部位由于常年處于緊固狀態，加上操作位置不便，保養時容易被忽視，如連桿銷及其固定螺栓、定位螺釘等。即便注、涂潤滑油保養，也無法判定保養效果。由于抽油機常年在野外運轉，這些位置為了避免生產中出現松動，引發設備故障，現場普遍采取強力擰緊措施；甚至有些采油工為防止出現退扣、松動現象發生，采取了緊固后先任其生銹以防松脫，再刷漆防腐阻止進一步銹蝕的措施。由于保養效果不確定及保養方法不當，這些部位一旦需要轉動時，往往很困難。

1技術現狀及主要技術難點

曲柄銷調整更換是采油隊日常生產中的難度較大的一作，往往需要6-8名身強力壯的男職工，3-4小時，甚至更長時間才能完成。現場曲柄銷調整更換時，曲柄銷移出曲柄孔一般采用曲柄銷墊銅棒，大錘敲擊的方式，連桿與橫梁連接部位銹卡的情況下會對曲柄銷外移產生阻擋；現場采用了繩索牽引連桿外擴的方式，消除這一阻力；敲擊曲柄銷的人和牽引連桿的人需要配合密切，勞動強度大、耗時長。連桿歸位內縮采用了加力杠絞擰繩索的方式，加力杠受力會逐漸增大，如果出現操作者握不住加力杠或加力杠斷裂的情況，會危及操作者人身安全。要避免這類隱患，最有效的方法是研制專用工具擴縮連桿。

已有的連桿防脫器只能在兩連桿平行時安裝在連桿上使用。當曲柄銷出現故障時它能通過連桿產生阻止曲柄銷外移的附加力，減少翻機事故的發生。連桿防脫器不能直接實現連桿外擴，原因是連桿外擴時兩連桿分別以各自的連桿銷為圓心轉動，連桿外擴狀態下，兩連桿不再平行，外擴距離越大角度也越大。由于連桿防脫器內卡瓦與其主體采用了焊接的連接方式，連桿外擴會導致工具變形甚至焊口開焊。

要實現連桿的角度擴縮，內卡瓦與工具主體必須采用鉸連接方式，這是專用工具研制的技術難點之一；另外如何保證專用工具在連桿外擴過程中不變形也是需要解決的。

2專用工具的設計

抽油機連桿角度擴縮工具由主架桿、加強筋、主架端頭、正反絲杠、內卡瓦、外卡瓦、U型階梯螺栓等組成。主架桿采用3根長1600mm，直徑為19mm圓柱合金鋼桿制作，通過6根同直徑加強筋焊接而成。主架兩端為主架端頭，采用直徑為60mm的圓柱鋼與主架桿焊接在一起，圓柱鋼中心加工Tr40x7mm螺紋通孔。鋼質正反絲杠與主架端頭螺紋匹配，螺紋部分長310mm，正反絲杠尾部采用20mm厚鋼板插接焊制，尾端為半徑30mm的圓弧；正反絲杠靠近尾部有與軸向垂直的長圓形通孔，兩圓心距、通孔半徑均為10mm，長圓形通孔的一側半圓與正反絲杠尾端圓弧同心。U型階梯螺栓彎曲段最小半徑54.5mm，其粗徑段直徑19mm，細徑段直徑16mm；U型階梯螺栓平行段長150mm，螺紋段長60mm。內外卡瓦相對面均加工齒深4mm的對稱圓弧斜齒，內卡瓦背面加工與正反絲杠尾端匹配的圓弧槽，弦長56.9mm（圖1）。

3專用工具的工作原理

抽油機連桿角度擴縮工具利用了正反絲杠螺紋傳動原理，實現工具的伸長和縮短，進而帶動連桿擴縮。工具主體采用三根高強度的合金鋼桿制作，圓周上對稱分布，這種設計有利于結構穩定，減輕工具重量，方便工具安裝，防止外擴連桿時工具軸向彎曲變形；加強筋對稱分布在主架中間位置，保證了加力杠轉動主架時不變形；內外卡瓦牙型采取上下反向設計，防止工具擴縮連桿過程中沿連桿軸向移動；正反絲杠尾部的長圓孔保證了工具在外擴連桿時，U型螺栓不會受壓變形；內卡瓦背面的弧形槽與正反絲杠的弧形尾端配合，保證兩連桿有夾角時，工具正常工作。U型螺栓的階梯變徑設計，保證了內外卡瓦在卡緊連桿的同時，正反絲杠的可動空間。

4專用工具的應用方法及應用情況

4.1調整曲柄銷（調沖程）操作方法

共包括停機、卸負荷、卸連桿防脫器、裝專用工具、卸掉懸掛繩索、卸松連桿銷定位螺釘、卸掉曲柄銷鎖緊螺母、冕形螺母、曲柄銷裝護絲或墊銅棒、轉動工具主架、清理要用的曲柄孔、拉緊游梁前端、反向轉動工具主架、上緊曲柄銷冕形螺母、鎖緊螺母、連桿銷定位螺釘、清理現場等17個具體步驟。

4.2更換曲柄銷操作方法

共包括停機、卸負荷、卸連桿防脫器、裝專用工具、卸掉懸掛繩索、卸掉要更換的曲柄銷鎖緊螺母、冕形螺母、曲柄銷裝護絲或墊銅棒、轉動工具主架、從連桿上卸下要更換的曲柄銷、連桿上裝新曲柄銷、清理曲柄孔、上緊曲柄銷冕形螺母、鎖緊螺母、連桿銷定位螺釘、拆專用工具、裝連桿防脫器、松剎車、清理現場等17個具體步驟。

4.3專用工具應用情況

該工具2009年研制成功，先后在多臺抽油機上進行了調整曲柄銷、更換曲柄銷應用。其中調整曲柄銷操作最少只需4人參加，操作用時在120分鐘左右；更換曲柄銷操作只需2-3人，操作時間在60分鐘左右。

4.4應用效果評價

該工具的應用與過去用繩索人力牽引外擴連桿相比，用力平穩，降低了工作難度；與過去加力杠絞擰繩索的內縮連桿方法相比，主架不會自動反轉，消除了加力杠反打，危及人身安全的隱患，并可以提供一個預緊力使曲柄銷與曲柄孔緊密配合，從而提高工作效率。應用此工具可節省2-4人，節約1-2小時，可有效避免砂卡躺井的發生，經濟效益、社會效益還是很可觀的。

該專用工具已獲國家實用新型專利，其操作方法針對游梁式抽油機的調整曲柄銷及曲柄銷子更換維修工作，該方法具有良好的推廣應用前景。

參考文獻

[1] 濮良貴，紀綱.機械設計（第6版）[M].北京：高等教育出版社，1996.