淺析抽油機(jī)多功能檢修車研究與應(yīng)用

李勇，段秉紅，范新冉，彭錫文，張智強(qiáng)，張曉璇

(中國(guó)石化勝利油田，山東 東營(yíng) 257000)

1 現(xiàn)狀

一直以來，現(xiàn)場(chǎng)抽油機(jī)維護(hù)操作主要采用傳統(tǒng)模式，即由職工登高至游梁、減速箱、曲柄或進(jìn)入機(jī)架內(nèi)部，采用黃油槍、扳手、大錘、撬杠、導(dǎo)鏈等工具完成軸承潤(rùn)滑、沖程調(diào)整、調(diào)平衡等操作。現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化水平低，總體處于“勞動(dòng)強(qiáng)度大、參與人員多、耗時(shí)長(zhǎng)、QHSSE管理壓力大”的落后狀態(tài)。特別在油田深化改革，開發(fā)單位推進(jìn)新型采油管理區(qū)建設(shè)的背景下，人工密集型的操作方式限制基層價(jià)值創(chuàng)造及人力資源優(yōu)化。開展車載多功能抽油機(jī)工作平臺(tái)研究及試驗(yàn)，是減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提升安全環(huán)保管理水平、提高人員利用率、縮短操作耗時(shí)、增強(qiáng)油氣生產(chǎn)保障能力的必要手段。

2 存在問題

2.1 高空操作，安全防護(hù)存在缺陷

油田《采油系統(tǒng)操作規(guī)程》涉及游梁式抽油機(jī)36項(xiàng)，操作中有17項(xiàng)需要登高，其中抽油機(jī)二級(jí)保養(yǎng)、更換毛辮子、平衡調(diào)整、更換曲柄銷4項(xiàng)操作尤為頻繁，具體過程中主要存在以下4項(xiàng)隱患：

（1）游梁式抽油機(jī)在維護(hù)保養(yǎng)中進(jìn)行尾軸承、驢頭銷子、連桿銷等操作時(shí)，缺少必要的安全防護(hù)措施，存有安全隱患。特別是驢頭銷子，如保養(yǎng)不到位，在驢頭讓位、復(fù)位時(shí)需吊裝作業(yè)，增加作業(yè)成本且易傷害設(shè)備。

（2）游梁式抽油機(jī)在保養(yǎng)更換毛辮子等高空操作時(shí)，由于機(jī)身設(shè)計(jì)上的缺陷，安全帶只能低掛高用，具有很大的安全隱患。

（3）游梁式抽油機(jī)在調(diào)整曲柄平衡等半高空操作時(shí)，缺少必要的防護(hù)措施，存有安全隱患。特別是在曲柄尾部操作，懸掛安全帶反而不利，一旦出現(xiàn)異常情況，極易造成人身傷害。

（4）10-4.2型、12型、14型大型抽油機(jī)，在進(jìn)行高空操作時(shí)，安全保護(hù)措施更加匱乏。以10-4.2型抽油機(jī)為例：游梁?jiǎn)蝹€(gè)扶手間距達(dá)1.89m,中間無防護(hù)；驢頭區(qū)域垂直1.2m區(qū)域內(nèi)無防護(hù)；支架到游梁0.9m垂直區(qū)域內(nèi)無防護(hù)。

2.2 人員老齡化，登高操作效率低

隨著職工結(jié)構(gòu)的老齡化，外闖市場(chǎng)項(xiàng)目的開展，油田50歲以下男職工逐步減少，已經(jīng)不能滿足油田現(xiàn)階段生產(chǎn)管理和維護(hù)的要求。人員老齡化致使處理抽油機(jī)故障不及時(shí)，影響油井生產(chǎn)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

其中，定期檢測(cè)調(diào)整抽油機(jī)曲柄平衡率是注采管理的一項(xiàng)重要工作，一臺(tái)抽油機(jī)上下沖程差一個(gè)安培電流，每天就是16°電的浮動(dòng)。由于調(diào)整平衡率工作量、勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)系數(shù)高，注采維修站青壯年少，致使調(diào)整不及時(shí)，有部分井平衡率達(dá)不到85%的規(guī)定要求，導(dǎo)致用電成本增加。每個(gè)班組平均管理著70口抽油機(jī)井，能夠從事高空操作的人員只有4～5人，由于缺少必要的輔助設(shè)備，致使工作效率較低，每年因除銹防腐、更換毛辮子、調(diào)整曲柄平衡等工作耗時(shí)長(zhǎng)，造成產(chǎn)量損失，甚至因毛辮子斷裂拉彎光桿與維護(hù)時(shí)間過長(zhǎng)造成油井出砂躺井。

2.3 工具種類繁多，機(jī)械化程度低

對(duì)《采油系統(tǒng)操作規(guī)程》進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)操作涉及施工工具以管鉗、扳手、起子、撬杠、大錘、套筒、壓桿黃油槍等傳統(tǒng)工具為主，此類工具笨重，自動(dòng)化程度低。如更換毛辮子中的“高空掄大錘”、抽油機(jī)二級(jí)保養(yǎng)中的“多槍高低倒換注黃油”、更換曲柄銷中的“人海戰(zhàn)術(shù)拔曲柄銷”等現(xiàn)象在現(xiàn)場(chǎng)十分常見。采油工不僅需要頻繁登高、進(jìn)入受限空間，還需要用笨重工具從事勞動(dòng)強(qiáng)度高的操作，造成工作效率低下。

3 解決方案

研發(fā)、推廣、應(yīng)用專門為注采站設(shè)計(jì)的抽油機(jī)多功能檢修車，加裝有半箱式高空平臺(tái)、伸縮平臺(tái)，配備液壓、氣動(dòng)助力系統(tǒng)，集成抽油機(jī)配套檢測(cè)存儲(chǔ)儀器與專用操作工具，適用于油田各型號(hào)抽油機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)維修保養(yǎng)及普通吊裝作業(yè)，以提高抽油機(jī)維護(hù)工作的安全性,提升維護(hù)、保養(yǎng)工作效率。

抽油機(jī)多功能檢修車由底盤、低位工作平臺(tái)、吊臂、高位工作平臺(tái)四大部分組成。適用于抽油機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)維修、潤(rùn)滑、保養(yǎng)、調(diào)整及起重等作業(yè)，同時(shí)也可用于其他高空作業(yè)，是典型的一機(jī)多用的機(jī)動(dòng)設(shè)備。

3.1 高空安全操作平臺(tái)技術(shù)

研究抽油機(jī)維護(hù)保養(yǎng)操作內(nèi)容可將抽油機(jī)登高操作分為2類，一類是低位操作，包含更換曲柄銷、平衡調(diào)整、更換減速箱機(jī)油等操作；另一類是高位操作，包含更換毛辮子、中（尾）軸承潤(rùn)滑等操作。高位操作如更換毛辮子，一般是單人定點(diǎn)操作，需求操作空間小；低位操作如平衡調(diào)整，一般是多人協(xié)同移動(dòng)操作，需求操作空間大。由于操作平臺(tái)的舉升高度、面積、質(zhì)量越大對(duì)汽車底盤質(zhì)量及支承系統(tǒng)的能力需求越大，整套裝置的成本也就越高。為滿足各種操作內(nèi)容對(duì)平臺(tái)空間尺寸、舉升高度和控制成本的要求，決定研制2套操作平臺(tái)，即低位操作大平臺(tái)和高位操作小平臺(tái)。

3.1.1 低位操作平臺(tái)

主要研發(fā)回轉(zhuǎn)升降功能的低位作業(yè)平臺(tái)，完成升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格井場(chǎng)中將人員輸送至抽油機(jī)一側(cè)，為平衡調(diào)整、曲柄銷更換等操作提供水平、穩(wěn)定、足量操作空間。平臺(tái)由液壓馬達(dá)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)底座、起升加作業(yè)平臺(tái)組成。

3.1.2 高位操作平臺(tái)研制

高位操作平臺(tái)由折臂式隨車起重機(jī)和工作斗配套實(shí)現(xiàn)。當(dāng)起重機(jī)輸送搭載人員的工作斗至操作位置時(shí)，人員搬動(dòng)鎖緊閥，使工作斗固定在平衡位置，進(jìn)行相關(guān)操作。

3.2 車載工具配置

隨車維修作業(yè)工具有柴油發(fā)電電焊機(jī)、氣動(dòng)高壓注油器、液壓扳手、分離式螺帽破解器，使抽油機(jī)檢修作業(yè)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便，大大提高了工作效率。

（1）柴油發(fā)電電焊機(jī)

考慮到抽油機(jī)檢修過程中圍欄、壓杠、護(hù)圈等鋼制零配件加強(qiáng)、防盜等措施頻次較高，在底盤后側(cè)配置了柴油發(fā)電機(jī)及電焊機(jī)，避免電焊拖拉機(jī)配合作業(yè)，優(yōu)化整體施工人員數(shù)量。

（2）氣動(dòng)高壓注油器

集成安裝氣動(dòng)黃油加注器，由于車載氣壓系統(tǒng)工況穩(wěn)定，潤(rùn)滑脂加注壓力可達(dá)到30MPa以上，施工時(shí)間壓縮至15min以內(nèi)，施工效率顯著提高。同時(shí)潤(rùn)滑工作與其他操作同步開展，進(jìn)一步縮短了停井時(shí)間。

（3）液壓扳手

配置液壓扳手，利用液壓系統(tǒng)預(yù)留控制接頭，可快速緊固、拆卸27～52mm的螺母，降低平衡調(diào)整、壓杠緊固勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）分離式螺帽破切器

螺栓銹死在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生，以往工作中常采取氣焊切割。由于油井井口附近動(dòng)火屬一級(jí)動(dòng)火，危險(xiǎn)性大，動(dòng)火手續(xù)辦理復(fù)雜。因此集成螺帽破切器，避免動(dòng)火，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，減少安全管理資源占用。

（5）曲柄銷拆卸工具

利用維護(hù)車低平臺(tái)，以曲柄為基礎(chǔ)，以液壓為動(dòng)力，研制靜壓裝入、遙控撞擊沖出曲柄銷專用裝置，并加裝曲柄銷專用吊裝機(jī)，在拆裝過程中，代替人工搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)更換曲柄銷安全、可靠、降低勞動(dòng)強(qiáng)度等目的。

（6）毛辮子潤(rùn)滑

利用維護(hù)車高位平臺(tái)，使用毛辮子防腐潤(rùn)滑裝置快速、均勻保養(yǎng)毛辮子。毛辮子防腐潤(rùn)滑裝置由油泵、高壓管匯及控制、舉升桿、涂抹頭及夾緊釋放等部分組成。

（7）狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器

配置曲柄銷超聲波檢測(cè)儀，利用超聲衍射原理對(duì)曲柄銷工況進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估和診斷，可以在不打開蓋板的情況下準(zhǔn)確判定曲柄銷子技術(shù)狀況；配置測(cè)溫儀，采集溫差數(shù)據(jù)，掌握減速箱狀態(tài)；配置噪聲儀，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)抽油機(jī)各個(gè)部位產(chǎn)生的異常聲音進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 管理與推廣

抽油機(jī)多功能檢修車實(shí)施專業(yè)化管理，目前已制定相應(yīng)勞務(wù)定額，新型采油管理區(qū)購買車載工作平臺(tái)相關(guān)服務(wù)。在做好技術(shù)完善的基礎(chǔ)上，同時(shí)積極從標(biāo)準(zhǔn)制定等方面做好工作，確保設(shè)備安全操作，提高現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性。

一是依據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)容，編制人機(jī)結(jié)合的采油操作規(guī)程43項(xiàng)。

二是編制設(shè)備操作規(guī)程、維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程、巡回檢查規(guī)程以及應(yīng)急處置方案等。

三是對(duì)設(shè)備組成、型式、型號(hào)、基本參數(shù)、要求、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸及貯存等方面進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，形成技術(shù)規(guī)格書，指導(dǎo)設(shè)備采購。

4 取得效益

截至目前，油田范圍內(nèi)已經(jīng)推廣應(yīng)用車載多功能抽油機(jī)工作平臺(tái)20臺(tái)以上，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

（1）減少隱患風(fēng)險(xiǎn)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度

滿足抽油機(jī)登高維護(hù)保養(yǎng)工藝要求，避免部分操作中安全帶低掛高用現(xiàn)象，有效提高高空操作的安全性，消除施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，降低施工勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）提升現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)械化水平，緩解采油用工緊張現(xiàn)狀

應(yīng)用車載多功能抽油機(jī)工作平臺(tái)將高空操作人數(shù)由原來的4～5人/站，擴(kuò)展到所有員工，大幅提高新型管理區(qū)人員利用率，提高工作效率。

（3）減少耗時(shí)，提高工作效率

抽油機(jī)軸承維護(hù)保養(yǎng)耗時(shí)，由原來的2人60min降低到1人15min左右。更換毛辮子耗時(shí)，由原來的100min降低到30min左右。調(diào)整曲柄平衡耗時(shí)，由原來的60min降低到20min左右。

5 結(jié)語

目前，抽油機(jī)多功能檢修車在油田范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，得到廣大干部職工認(rèn)可。該機(jī)械化裝置實(shí)用性強(qiáng)，高低位平臺(tái)降低抽油機(jī)維護(hù)保養(yǎng)過程中登高安全風(fēng)險(xiǎn)，車載專用工具大幅降低操作勞動(dòng)強(qiáng)度，一次停機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的同時(shí)亦可開展設(shè)備體檢。同時(shí)解放人力，創(chuàng)造價(jià)值，將高空操作人員人數(shù)擴(kuò)展到所有員工，提高人員利用率，是一次對(duì)采油現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)械化、自動(dòng)化的探索。