張威

（大慶油田裝備制造集團抽油機制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

銷孔間隙引發(fā)抽油機振動故障排除探討

張威

（大慶油田裝備制造集團抽油機制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

抽油機在工作過程中，連桿需要長期承受周期性的交變載荷，曲柄、連桿、橫梁的轉動環(huán)節(jié)較多，因此橫梁與連桿產生問題的幾率比較大。往往因抽油機連桿銷孔和橫梁銷孔的磨損導致連桿連接端松脫，進而引發(fā)抽油機振動、異響，抽油機振動會導致抽油機的減速箱、尾軸和中軸等部位損傷，縮短抽油機的使用壽命，嚴重影響著生產效率。分析尋找銷孔間隙引發(fā)的抽油機振動故障發(fā)生的原因，并對其制定具有針對性的解決方案，是保證抽油機正常工作，保證抽油機安全生產的重要環(huán)節(jié)。

抽油機；連桿銷孔；間隙

游梁式抽油機是我國油田生產中最常見的設備,因其結構簡單、操作方便、制造容易、使用壽命長、適應不同工況而被廣泛應用。抽油機連桿是游梁式抽油機采油作業(yè)時的主要受力部位，是抽油機安全生產的關鍵所在。

游梁平衡抽油機連桿上銷孔或橫梁銷孔在長期工作中孔徑會因磨損而擴大，逐漸變成橢圓狀，此時軸孔配合間隙變大，導致連桿連接端松動、退扣脫出，抽油機整體產生振動和異響，如不及時處理則會進一步引發(fā)抽油機故障的發(fā)生。因此，改進連桿上接頭與橫梁的連接方式，減輕銷孔磨損，成為了保證抽油機安全生產的重點所在。

1 銷孔間隙引發(fā)故障的原因分析

1.1 連桿孔、橫梁孔損壞現(xiàn)象

在抽油機的連桿與橫梁連接主要有連桿銷孔有鎖緊裝置、橫梁的銷孔無鎖緊裝置、橫梁銷孔有鎖緊裝置三種連接方式。第一種連接方式下連桿銷孔損壞往往較小甚至沒有磨損痕跡，第二種連接方式常見連桿孔磨損嚴重，橫梁孔相較完好，第三種連接方式下連桿孔和橫梁孔之間會出現(xiàn)不同程度的磨損，而連桿孔的損壞程度較重。這種情況下，在連桿孔或橫梁孔上下方位磨損較左右方位來說更為嚴重，銷孔因此變形呈豎立的橢圓狀。

隨著磨損的日益嚴重，銷與孔之間的間隙也逐漸隨之增大，在這種情況下，連桿會在往復力的作用下對橫梁造成沖擊，在整機運行中承載接觸面不斷轉換，體現(xiàn)在抽油機上的現(xiàn)象就是機身振動和抽油機異響。

1.2 原因分析

（1）交變載荷導致連桿受力不均。

抽油機連桿在工作過程中受周期性交變載荷和配合公差的影響，經常造成連桿孔或橫梁孔損壞,連桿上接頭銷孔與銷間隙增大。抽油機工作時，在受抽油機結構不平衡的影響下，下沖程工作時連桿承受壓力，而上沖程工作時連桿承受拉力。在交變載荷的影響下產生周期性交變應力，在上與下的運行過程中，銷孔在軸線方向上受力不平衡，孔的邊沿處比中間部分承受更大的力，久而久之，銷孔因磨損而變形，最終損壞。

（2）銷與銷孔配合公差的選用導致配合間隙。

游梁式抽油機標準規(guī)定銷的公差為H7，對于定銷孔沒有明確的規(guī)定，通常依據配合選擇標準，選擇公差為H8，這種配合屬于過度配合，可能出現(xiàn)間隙和過盈配合。在裝配施工時，為了操作方便通常使用配合間隙較大的極限尺寸，甚至超出最大間隙，這樣在安裝過程中甚至不需加力即可隨意裝取。在這種情況下，因間隙的原因，孔與軸在交變載荷作用下局部接觸面的實際最大壓力應力超過了許用壓力，會出現(xiàn)塑形變形現(xiàn)象，增加了軸與孔之間的間隙。再由于剪刀差超差，兩個連桿運動不協(xié)調形成附加力，進一步加劇了孔與軸配合間隙的改變，致使鉸接副工作狀況惡化。

2 解決銷孔間隙故障的方案

2.1 通用方案

（1）在抽油機橫梁的銷孔增加鎖緊螺栓結構和槽，將連桿采用孔開槽，采用夾緊式螺栓，當銷安裝完成之后，擰緊所有夾緊螺栓，使孔與銷之間的間隙不復存在，形成無間隙配合的狀態(tài)。這樣的方式可以有效地解決孔與銷之間間隙過大的問題，但是游梁必須有充分的空間，銷座上方要求必須敞開。

（2）工業(yè)改進。首先對連桿銷兩端進行加工，分別車出螺紋，改連桿銷，在連桿銷的兩端車出螺紋，將螺母擰緊在安裝好的聯(lián)銷桿上，橫梁側板受外力作用產生變形，這樣能夠有效的減小連桿端面與橫梁的側板間隙，借助于兩個端面產生的摩擦力消除連桿和梁的相對運動，從而避免了銷軸與銷孔的沖擊。但是這種方式破壞了抽油機原本結構，在后期的使用和維護工作中存在諸多不便。

（3）在游梁和連桿之間打入楔鐵，以消除橫梁和連桿的相對運動，或在橫梁連桿安裝好后徹底將連桿與橫梁焊死，將連桿與橫梁固定為一體，使得連桿與橫梁不再發(fā)生相對運動。這樣的方式和改連桿銷一樣，會破壞抽油機原本結構，增加后期維修工作的阻礙。

2.2 改進方案

（1）對于連桿孔和橫梁孔之間沒有安裝鎖緊裝置的抽油機，我們可以采取改進連桿孔的方法，加工新的銷軸并加錐套，將錐套、連桿以及曲柄銷軸承盒進行裝配后鎖緊，從而將橫梁銷孔與銷軸配合間隙消除。

（2）對于安裝有鎖緊裝置的橫梁，而連桿沒有安裝鎖緊裝置的抽油機，通過對連桿孔、錐套、新銷軸進行加工，壓緊錐套，消除連桿孔與銷軸間配合間隙。鎖緊橫梁孔，進一步消除錐套、銷軸、橫梁銷孔間的配合間隙。

（3）對于橫梁上沒有安裝鎖緊裝置，而連桿上安裝鎖緊裝置的抽油機，通常采用加工橫梁孔、錐套、新銷軸的方式，壓緊錐套，有效的消除銷軸與橫梁孔之間的間隙，鎖緊連桿孔，使錐套、銷軸及銷孔間間隙消除。

3 應用效果

經過設計改進，在緊固螺栓的過程中，就會產生一個軸向預緊力，銷軸的錐面承受著錐套帶來的壓力，同時，在與連桿孔的接觸面上也會產生一定壓力，在進一步壓力作用下，會產生面應力，若壓力和預緊力處于相對平衡狀態(tài)，那么將處于無無相對滑動狀態(tài)下。通過新工業(yè)加工修復過的連桿銷孔，加工銷軸并附加錐套，改變原設計間隙配合方式，有效地減輕了連桿所受交變載荷的影響進而消除了對銷與孔造成的磨損，使得抽油機因銷與孔間隙過大而導致的振動故障得到解決，大大地延長了抽油機的使用壽命。

4 結語

抽油機是連續(xù)運轉的采油機械設備，日常對抽油機的維護、檢查、保養(yǎng)不及時，對抽油機故障判斷不準確等，都會導致抽油機的小問題發(fā)展成大故障，造成抽油機停機、翻機的惡性事故。針對銷孔間隙引發(fā)的抽油機振動故障，通過附加錐套緊固和對銷進行加工的工藝技術相結合的方式來消除銷孔間隙，進而避免抽油機異常振動造成損機事故，相對通用方案來說僅僅是改造了原上連桿銷孔，結構更為簡單。在改裝、安裝方面來說也更為快捷，一定程度上降低了生產成本。解決銷孔磨損問題的同時又避免了破壞抽油機原始結構，對后期的使用和維修也不會構成任何影響，有效地延長了抽油機的使用壽命。

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