抽油機(jī)驢頭焊接工藝裝備的研制

張曉軍

（大慶石油管理局有限公司松原裝備制造分公司，吉林松原 138000）

0 引言

2019 年9 月根據(jù)松原裝備制造分公司（以下簡稱“公司”）的銷售反饋，在近一年的時間里，公司生產(chǎn)的游梁式抽油機(jī)在使用過程中，盤根盒存在嚴(yán)重的磨損問題，導(dǎo)致原油從盤根盒泄漏（圖1）。經(jīng)公司銷售公司服務(wù)小分隊和用戶現(xiàn)場多次調(diào)整抽油機(jī)也無法解決該問題。最后經(jīng)公司設(shè)計人員、檢驗人員和用戶多次研究分析，初步確定是抽油機(jī)驢頭懸點投影超差所致。

1 原因分析

（1）抽油機(jī)的支架和游梁是在專用的工藝裝備上焊接成形的，重新對八型和十型抽油機(jī)的支架和游梁工裝進(jìn)行檢測，結(jié)果符合工裝圖紙要求，這兩部分對抽油機(jī)驢頭懸點投影的影響很小，可以不予考慮。

（2）支架頂板和游梁軸承座是在鏜床上加工而成的，幾何參數(shù)符合圖紙要求，這部分對抽油機(jī)驢頭懸點投影的影響很小，可以不予考慮。

（3）驢頭銷板是在工藝裝備上進(jìn)行焊接的，焊接銷板以驢頭側(cè)板的圓弧邊緣而不是圓弧面進(jìn)行定位，并且側(cè)板是用水焊切割的，存在一定的誤差，因此它是驢頭懸點投影產(chǎn)生超差的一個重要原因。

圖1 游梁式抽油機(jī)

（4）由于抽油機(jī)驢頭弧板（厚10 mm）是在卷板機(jī)卷成形的，卷后的弧板半徑與標(biāo)準(zhǔn)值相差30～1300 mm，并且還存在一定的扭曲變形（一般超差在5～40 mm）。鉚工組對時弧度是靠加力搬手強(qiáng)制找正的，導(dǎo)致組焊后弧板的幾何尺寸存在較大誤差，因此這是驢頭懸點投影達(dá)不到規(guī)定要求的重要原因。

2 制定措施與實施

從上述分析中可以確定，驢頭懸點投影產(chǎn)生較大誤差的主要原因有兩個：①焊接時驢頭弧板的半徑超差；②驢頭弧板的扭曲變形；③焊接驢頭銷板的基準(zhǔn)不準(zhǔn)確。為此，重新設(shè)計抽油機(jī)驢頭焊接工藝裝備，具體做法如下。

（1）首先設(shè)計焊接弧板的工藝裝備。如圖2 所示，液壓缸通過液壓缸支座用螺栓與工裝底座相連，其管線聯(lián)接在液壓機(jī)上的方向控制閥上，通過操作方向控制閥，使液壓缸的活塞向前或向后移動。且液壓缸的活塞裝有頂板，頂板的半徑等于驢頭弧板外圓半徑，胎具圓弧的半徑等于驢頭內(nèi)圓弧半徑，通過螺栓固定在工裝底座上。

工作原理：將驢頭側(cè)板放到工裝底座上并固定好；將剪切完的弧板料放在液壓缸頂板和胎具的圓弧面之間，使圓弧板的中點與胎具的中點對正。首先操作液壓控制閥使1#液壓缸（位于胎具的中點）工作，將弧板緊壓在胎具上，然后依次使2#、3#、4#、5#、6#、7#液壓缸工作，將驢頭弧板緊緊壓在胎具的圓弧面上；將驢頭另一個側(cè)板放在胎具上，然后由鉚工將驢頭弧板點焊在驢頭上、下側(cè)板上；點焊完成后操作液壓控制閥，使液壓缸向后移動，頂板與驢頭弧板脫離接觸后松開側(cè)板，再將該驢頭移到其他工作臺上，完成驢頭的其他焊接工作。

圖2 焊接弧板的工藝裝備

（2）重新設(shè)計焊接驢頭銷板的工藝裝備。如圖3所示，工裝底座上有弧板定位塊，并且其工作面位于驢頭弧板的圓周上，半徑等于驢頭弧板（圖紙要求）外圓半徑；銷板定位塊也焊接在底座上，這兩塊銷板定位塊外側(cè)之間的距離等于驢頭銷板內(nèi)側(cè)之間的距離，銷軸中心線距離驢頭弧板的距離等于圖紙上驢頭銷軸中心線到驢頭弧板之間的距離。

工作原理：將需要焊接驢頭銷板的驢頭放在工裝底座上，并且使弧板定位塊的工作面與驢頭弧板相接觸進(jìn)行定位；銷軸（銷軸兩根）裝在銷板定位塊上（銷軸直徑與驢頭銷板孔的直徑相同），將驢頭銷板裝到銷軸上，用定位塊定位，如圖所示，然后由鉚工將驢頭銷板點焊在驢頭上；點焊完成后抽出銷軸，將驢頭移到其他的工作臺，由焊工將兩個銷板焊接在驢頭上。

（3）編制《抽油機(jī)驢頭焊接作業(yè)規(guī)范》減少驢頭焊接后的變形，保證焊接質(zhì)量。

3 效果檢查

2019 年12 月，對公司生產(chǎn)的8 臺八型和十型抽油機(jī)的驢頭懸點投影進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表1。

圖3 焊接驢頭銷板的工藝裝備

從表1 可以看出，這4 臺八型抽油機(jī)的驢頭懸點投影為Φ6～10 mm，達(dá)到活動前制lk 定的在Φ18 mm 范圍內(nèi)的目標(biāo)，6臺十型抽油機(jī)的驢頭懸點投影Φ10～14 mm，達(dá)到了活動前規(guī)定的Φ22 mm 的目標(biāo)。

4 經(jīng)濟(jì)效益

（1）每年節(jié)省的工時費。節(jié)約工時價值=（46－12）×15×12×50=306 000 元。

（2）每年節(jié)約檢測抽油機(jī)驢頭懸點投影的檢測費。節(jié)約檢測費=（4×15×2+2×200）×600=312 000 元。

（3）每半年可以降低不合格驢頭所造成的廢品損失。少廢品損失價值=[（46+52）×15+1.138×4600/85%]×（14.3%－0）×6×50=327 241.2 元。

（4）由于驢頭懸點投影大幅度小，增加了采油井口盤根盒的工作壽命，減少停機(jī)維修時間，提高了使用單位的經(jīng)濟(jì)效益。

（5）由于減輕了采油井口盤根盒的磨損，進(jìn)而防止了原油泄漏以及對工作場地的污染。

表1 抽油機(jī)的驢頭懸點投影的檢測結(jié)果

5 結(jié)論

經(jīng)過公司的技術(shù)人員的分析，準(zhǔn)確找到了抽油機(jī)泄漏的主要原因，并利用焊接技術(shù)進(jìn)行了抽油機(jī)質(zhì)量的提升。各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)也證明，該項工作效果比較理想。