蘇承軍 張志剛 王仕全 陳淑君 包銀祥

中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠，山東 東營(yíng) 257231

0 前言

連桿是游梁式抽油機(jī)的主要活動(dòng)部件之一，將曲柄動(dòng)能傳遞給抽油機(jī)橫船，使抽油機(jī)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)抽油泵生產(chǎn)。在更換曲柄銷或雙列軸承和調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)時(shí)抽油機(jī)連桿擺動(dòng)操作工序繁雜，導(dǎo)致停井時(shí)間長(zhǎng)，易發(fā)生出砂井和稠油井躺井及輸送管線堵塞等問(wèn)題，特別在冬季生產(chǎn)中，由于施工耗時(shí)長(zhǎng)，油井蠟卡甚至躺井現(xiàn)象的發(fā)生給油田生產(chǎn)造成較大影響。由于連桿擺動(dòng)困難，往往是捆綁繩索后用人力拉拽，勞動(dòng)強(qiáng)度大且不安全，見(jiàn)圖1；或采取車拖、倒鏈拉拽等辦法，同樣危險(xiǎn)且還受雨雪天氣、進(jìn)出井路、井場(chǎng)環(huán)境等諸多客觀因素的制約，影響油井采油效率。為縮減擺動(dòng)連桿操作時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度并消除安全隱患，有必要研制一種安全的新型連桿移位與復(fù)位裝置。

圖1 捆綁繩索拉拽連桿

1 連桿移位與復(fù)位裝置研制

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)抽油機(jī)連桿進(jìn)行移位是為了更換曲柄銷或雙列軸承和調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)等。根據(jù)螺旋副工作原理，研制出連桿移位復(fù)位裝置，裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。該裝置主要由連桿卡箍、小絲杠、螺母、大絲杠、底座和旋轉(zhuǎn)把柄組成，裝置裝配結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。大絲杠的外螺紋為粗牙右螺紋，內(nèi)螺紋為粗牙左螺紋；小絲杠為粗牙左螺紋，可以在大絲杠螺紋孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)抽油機(jī)橫船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該裝置底座［1］，底座上端水平焊接一個(gè)與大絲杠外螺紋相匹配并帶內(nèi)螺紋的內(nèi)絲杠。由大絲杠、小絲杠和螺母組成螺旋副。設(shè)計(jì)一套連桿卡具以卡緊連桿，小絲杠外端通過(guò)連接銷與連桿卡具連接以傳遞螺旋副產(chǎn)生的推拉作用力，該裝置通過(guò)絲杠的旋轉(zhuǎn)伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)連桿的移位與復(fù)位操作［2］。由于絲杠分別設(shè)計(jì)為正、反螺紋，當(dāng)要對(duì)連桿進(jìn)行移位或復(fù)位時(shí)，大小絲杠同步伸縮，移位復(fù)位的速度較快［3］。

圖2 裝置結(jié)構(gòu)

圖3 連桿移位與復(fù)位裝置裝配結(jié)構(gòu)

1.2 材質(zhì)選擇

該裝置中小絲杠直徑相對(duì)較小，而承受的推拉力較大，為避免小絲杠發(fā)生彎曲或斷裂，選擇45#優(yōu)質(zhì)中碳鋼為原料加工大小絲杠和螺母，并在調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行表面淬火，以提高絲杠螺紋硬度和其他綜合機(jī)械性能，底座采用 45# 鋼鍛制而成［4～5］。

1.3 工作原理

根據(jù)螺旋副原理，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞能量或力。使用該調(diào)節(jié)裝置時(shí)，先將連桿卡箍套在連桿上，再將移位復(fù)位裝置主體套在抽油機(jī)橫船的“工”字型槽中并移動(dòng)到合適位置；接著將小絲杠外端與連桿卡箍通過(guò)傳力銷連接起來(lái)，然后將底座通過(guò)螺栓與橫船固定，將連桿卡箍通過(guò)緊固螺栓與連桿鎖緊，裝置安裝完畢。當(dāng)拆卸完螺栓等附件后，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把柄時(shí)，大絲杠圍繞螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生向左端運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，小絲杠由于是左旋螺紋，它在大絲杠順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生向左端的旋出運(yùn)動(dòng)，即大小絲杠同時(shí)向左端做軸向位移，推動(dòng)連桿脫離曲柄銷并離開(kāi)抽油機(jī)橫船，實(shí)現(xiàn)連桿的移位功能；反之，當(dāng)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把柄時(shí)，大小絲杠同時(shí)回縮，帶動(dòng)連桿復(fù)位，實(shí)現(xiàn)該裝置的連桿復(fù)位功能。使用完畢后，將該裝置卸下妥善保管以便日后再用。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

該裝置研制成功后在多個(gè)不同型號(hào)的抽油機(jī)上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，見(jiàn)圖4。其調(diào)節(jié)擺動(dòng)連桿操作方便靈活，裝卸方便快捷，安全可靠。

圖4 連桿移位復(fù)位裝置應(yīng)用

3 結(jié)論

游梁式抽油機(jī)連桿移位與復(fù)位裝置是用來(lái)調(diào)節(jié)連桿與橫船相對(duì)位置關(guān)系，以便進(jìn)行其他作業(yè)的專用工具。其研制與使用不僅縮短了擺動(dòng)連桿的耗時(shí)，也降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除了安全隱患，創(chuàng)造性地解決了生產(chǎn)工作中的實(shí)際問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］周紅杰，吳生祥.游梁平衡式抽油機(jī)連桿與橫梁連接結(jié)構(gòu)的改進(jìn)［J］.石油機(jī)械，2010，38（6）：92-93.

［2］馬述儉，龔曉明，孫存文.游梁平衡抽油機(jī)橫梁連桿連接技術(shù)方案探討［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2008，37（3）：94-95.

［3］魏 峰，劉曉梅，蘆金亮，等.游梁式抽油機(jī)連桿調(diào)節(jié)器［P］.中國(guó)專利：CN 201020273003.X，2011-02-09.

［4］吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（第 2版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［5］機(jī)械工程師手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程師手冊(cè)（第3版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.