抽油機皮帶松緊度與能耗關系研究

趙君峰（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

抽油機皮帶是保障抽油機系統運行的重要傳動組件，受皮帶材質影響，在運行過程中難免出現塑性變形現象，一旦皮帶斷裂將會造成停井問題，不僅浪費能耗，而且影響產量[1-3]。所以，現場維護操作時經常進行皮帶松緊度調整，進而延長皮帶使用壽命，保障抽油機平穩運行，降低生產維護成本。然而，現有抽油機皮帶松緊度調整判定標準及技術手段并不能保證皮帶在松緊度合適的情況下運行，反映出現場皮帶松緊度調整對生產能耗的影響認識不清，也沒有得到足夠重視的問題[4-7]。

因此，針對抽油機皮帶松緊度與能耗關系進行了研究，為抽油機皮帶調整量化提供了新的認識與技術手段。

1 抽油機皮帶松緊度調整現狀

抽油機皮帶松緊度調整時需要停止抽油機并剎車鎖定，之后根據抽油機皮帶松緊度判定情況移動電動機位置，調整“四點一線”，調整操作完成后啟動抽油機。

現場進行抽油機皮帶松緊度調整時，基本依據個人經驗，不同的人對抽油機皮帶松緊度的判定存在較大的差異，調整后的抽油機皮帶普遍存在過緊的問題，“四點一線”也無法得到保障。抽油機皮帶過緊不僅加大了皮帶與皮帶輪之間的磨損，加速了皮帶塑性變形時間，而且對減速箱軸承產生偏磨影響，易產生減速箱漏油現象，影響了抽油機平穩運行及生產[8-9]。

2 抽油機皮帶松緊度調整措施

2.1 抽油機皮帶松緊度調整量化裝置

為實現抽油機皮帶松緊度調整的量化，現場研究應用了抽油機皮帶松緊度調整量化裝置，其由前端支撐桿、前桿、推拉力計及固定套、后桿、定位擋片、把手組成[10]。抽油機皮帶松緊度調整量化裝置見圖1。

圖1 抽油機皮帶松緊度調整量化裝置Fig.1 Pumping unit belt tightness adjustment quantizer

測試時，將前端支撐桿穿插在皮帶下方，按壓后桿把手，當定位擋片緊貼皮帶輪上方皮帶時無法繼續下移實現定位，此時推拉力計的線狀觸點按壓皮帶達到一定弧度，讀取推拉力計顯示的數值即可判定抽油機皮帶松緊度。

2.2 抽油機皮帶松緊度調整量化標準

為確定抽油機皮帶松緊度量化裝置的應用標準，進行了相關試驗。試驗考慮抽油機皮帶的不同型號和使用狀況是否對松緊度判定存在差異，區分現場應用最多的八型機5380型皮帶和六型機5080型皮帶分別試驗。另外，試驗考慮不同型號、不同使用狀況的抽油機皮帶其松緊度合適的數值區間是否會存在較大差異，將應用30 d以上，經過較大塑性變形期的皮帶確定為舊皮帶。

通過現場驗證，選取應用5380和5080兩種型號的新、舊抽油機皮帶確定皮帶松緊度調整量化裝置的判定標準。最終將應用抽油機皮帶松緊度量化裝置的判定標準確定為：

1）5380 型皮帶：新皮帶松緊度合適區間為90～100 N，舊皮帶松緊度合適區間為85～95 N。

2）5080 型皮帶：新皮帶松緊度合適區間為95～105N，舊皮帶松緊度合適區間為90～100 N。

3 皮帶松緊度對能耗影響分析

3.1 皮帶松緊度對能耗影響試驗

抽油機皮帶松緊度調整不佳會帶來丟沖次現象，進而影響抽油機能耗。現場試驗得出，抽油機舊皮帶松緊度不佳會造成日沖次差176.4次、日能耗損失3.6 kWh，抽油機皮帶松緊度對能耗影響情況統計見表1。

表1 抽油機皮帶松緊度對能耗影響情況統計Tab.1 Influence of belt tightness on energy consumption of pumping unit

進一步分析可得八型機9口，平均日沖次差190.2次、日能耗損失3.7 kWh；六型機2口，平均日沖次差114.5次、日能耗損失2.9 kWh。

3.2 皮帶松緊度耗關系分析

1）抽油機皮帶松弛時出現丟沖次現象，并且隨著松弛力度的加大，丟沖次現象也越發嚴重，能耗損失也越大，每日可達599.6次，日能耗損失達到13.1 kWh。當皮帶松緊度達到一定程度后，皮帶會無法帶動抽油機運行造成皮帶斷裂問題。

2）抽油機皮帶過緊時也會出現丟沖次現象，如表1中CYJ11井的試驗對比數據，這主要是因為皮帶過緊會增加皮帶輪之間的受力，致使減速箱軸承產生偏磨，影響了運轉速度，可見抽油機皮帶過緊的危害主要體現在對抽油機系統運行的影響方面。

3.3 皮帶松緊度對能耗影響測算

抽油機皮帶松緊度對日能耗的影響數值并不高，不足以說明抽油機皮帶松緊度對能耗的影響有多大。為此，進行了抽油機皮帶松緊度衰減試驗，試驗選取4口應用新5380型皮帶一個月后調整皮帶松緊度開始衰減測試，此時新皮帶已經過最初的塑性變形階段，按舊皮帶標準判別，試驗每隔10 d進行一次測試，試驗期間不再調整抽油機皮帶松緊度，抽油機皮帶松緊度衰減測試數據見表2。

表2 抽油機皮帶松緊度衰減測試數據Tab.2 Belt tightness attenuation test for pumping unit N

通過試驗結果得出，抽油機皮帶松緊度衰減能夠達到30 d的有1口井，超過20 d的有1口井，不到20 d的有2口井，說明多數井的抽油機皮帶衰減達不到30 d，在20～30 d左右進行一次皮帶松緊度調整能夠保證抽油機皮帶松緊度始終保持在合適狀態，進而減少丟沖次現象，降低抽油機生產能耗；試驗中S4井在抽油機皮帶松緊度衰減試驗的第60 d以前發生斷裂，說明60 d不調整抽油機皮帶松緊度，不僅損失較多能耗，而且皮帶發生斷裂的概率較大。

按照5 000口井，30 d進行一次皮帶松緊度調整，約有10 d處于皮帶松緊度不佳的狀態，一年就會有120 d皮帶松緊度不佳時間計算，5 000口井每年因抽油機皮帶松緊度不佳預計會造成216×104kWh的能耗損失，多達137.8萬元的成本支出。

4 結論及認識

1）抽油機皮帶松緊度調整的相關標準及操作規程執行度較差，無法指導抽油機皮帶松緊度調整量化，基本依據個人經驗，不同的人對抽油機皮帶松緊度的判定存在較大的差異。

2）不同型號、不同使用狀況的抽油機皮帶，其松緊度合適的數值區間存在較大差異。應用抽油機皮帶松緊度調整量化裝置確定5380型抽油機皮帶，新皮帶合適區間為90～100 N，舊皮帶合適區間為85～95 N；5080型抽油機皮帶，新皮帶合適區間為95～105 N，舊皮帶合適區間為90～100 N。皮帶松緊度量化調整標準的探索，為現場抽油機皮帶松緊度調整量化提供了有利的技術支撐。

3）抽油機皮帶松緊度不佳會造成平均日沖次差176.4次、日能耗損失3.6 kWh，抽油機皮帶松弛和過緊都會造成丟沖次現象，在20～30 d進行一次皮帶松緊度調整能夠保證抽油機皮帶松緊度始終保持在合適狀態，進而減少丟沖次現象影響，降低抽油機生產能耗，為現場抽油機皮帶松緊度調整周期提供了借鑒，對抽油機日常維護具有指導意義。

4）抽油機皮帶松緊度定量調整不僅可以減少丟沖次現象，有效降低抽油機能耗，并且可以延長皮帶使用壽命，節省皮帶用量，進而節約抽油機生產、維護成本。