抽油机减速器故障诊断与处理方法研究

发表时间:2020/6/10   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:户艳玲
[导读] 摘要:抽油机生产环境比较恶劣,并长期处于野外运转,使抽油机减速器在使用过程中非常容易出现各种类型的故障问题,为了保障抽油机减速器的使用安全,本次研究从两个角度出发,进行抽油机减速器故障诊断与处理方法研究,为油田企业及时查找抽油机减速器故障出现的原因并及时采取解决措施奠定基础。
        长春采油厂  吉林长春  130062
        摘要:抽油机生产环境比较恶劣,并长期处于野外运转,使抽油机减速器在使用过程中非常容易出现各种类型的故障问题,为了保障抽油机减速器的使用安全,本次研究从两个角度出发,进行抽油机减速器故障诊断与处理方法研究,为油田企业及时查找抽油机减速器故障出现的原因并及时采取解决措施奠定基础。研究表明:当减速器出现漏油问题时,工作人员可以从静密封失效和动密封失效两个角度查找问题出现的原因并及时采取解决措施;当减速器出现振动异常问题时,可以从本质型故障和输入型故障两个角度出发查找问题出现的原因并及时采取解决措施。
        关键词:抽油机;减速器故障;诊断;处理;研究
        引言
        抽油机井长期处于野外生产,会加速抽油机井的老化,抽油机井故障会越来越频繁,抽油机井不能正常生产甚至停产的现象时有发生,一方面影响了油井的生产时率,影响原油产量,另一方面故障严重时会出现安全隐患,为维修人员和生产人员安全造成威胁。
        1漏油故障诊断与处理方法
        1.1静密封失效
        对于抽油机减速器而言,所谓的静密封主要指的是箱体结构与箱盖结构的结合面、中间轴的两端面以及放油孔等。对于中间轴的两端面而言,随着减速器使用时间的增长,密封部件会出现严重的老化问题,此时就会引发减速器漏油,针对此种问题,仅需要对密封部件进行及时的更换即可。在箱体结构与箱盖结构的结合面位置,由于该位置处所受的力相对较为复杂,如果所受应力超过自身所能承受的载荷,就会出现结合面变形,同时,固定螺栓也会出现严重的松动,结合面会出现位移,由于该结合面属于普通的平面,所以并没有动密封功能,结合面的变形以及位移非常容易引发漏油问题。在出现静密封失效问题以后,工作人员可以通过对漏油点进行封堵的方式进行解决,在封堵的过程中,工作人员首先需要按照顺序将螺栓全部紧固,然后对漏油位置点进行清洁化处理,最后再使用静密封专门的封堵试剂对其进行封堵,在漏油点位置处形成可靠的密封胶圈,解决减速器的漏油问题。通过在油田现场进行实验后发现,通过该种措施解决减速器的漏油问题与传统的措施相比,每次施工可以节约费用1万元左右。
        1.2动密封失效
        动密封部分包括主动轴与从动轴的轴承透盖,密封方式主要分为接触式与非接触式两大类。如果减速器采取的动密封方式为接触式动密封,则密封失效的原因可以分为两种类型,分别是回油道堵塞和加油量相对较大,两种原因都会导致减速器单侧回流不及时问题出现,此时密封部件就会出现严重的磨损,长期磨损以后动密封就会出现老化失效进而引起漏油问题。一般情况下,如果可以保持回油道处于通畅的状态,且加油量处于合理的数值,则非接触的动密封可以长期使用。在另一方面,抽油机减速器中所添加的润滑油粘性相对较大,可以在-20~40℃的温度下和0.1~1.3m/s的转速下正常工作,在工作的过程中,润滑油的内外压差几乎为0,由此可见,润滑油对工作环境的要求相对较低。通过在现场进行应用试验后发现,如果减速器的配合间隙小于0.5mm,且在端盖位置处可以增设5~7个环槽,在环槽的底部增设尺寸合理的回油槽,回油槽保持外浅内深,则减速器的轴承室内泄漏的润滑油可以在节流作用下,内外压力达到平衡的状态,然后在重力的作用下,又可以回流到轴承室内,通过该种措施,并不会对输入轴和输出轴的强度产生严重的影响,也并没有改变减速器的结构,施工改造的成本相对较低。大型抽油机的动密封件老化失效后,最好办法是更换总成以维持生产,回场后对轴承端盖进行非接触直通型迷宫式技术改造。


        2振动异常故障与处理方法
        2.1振动异常故障
        2.1.1抽油机减速箱齿轮损坏问题
        减速箱齿轮出现断齿、齿轮非正常磨损、齿面点蚀以及齿面剥落等损坏是原油现场最常见的故障问题,这些故障产生的原因有的和材料质量有关系、有的是使用手段以及原油的质量等。
        2.1.2减速箱出现串轴
        现场抽油机减速箱多采用分流式人字齿轮进行传动的,减速箱出现串轴的问题均是由输入轴串动引发的。造成输入轴串动的原因大体上由以下几种情况造成的:输入轴发生轴向串动的原因是在于动齿轮相对于中间轴产生了轴向传动,根本在于动齿轮与中间轴配合的过盈量不够;输出轴上从动齿轮和中间轴加工制造的时候规格偏斜;在中间轴和输出轴上从动齿轮螺旋角出现误差造成串轴的发生。
        2.2处理方法
        一般情况下,齿轮面的磨损是一个长期的过程。在前期阶段,通过减速器的噪音很难对串轴问题进行判断,因此,工作人员可以使用刹车毂作为参照,然后对刹车轮凸缘与参照物的距离进行观察,如果两者之间的距离存在变大或者变小的现象,说明输入轴已经出现了串轴问题,串轴问题主要可以通过早发现、早干预的方式进行解决。对于轴承损坏而言,其主要是由于轴承负载较大所引起,在判断轴承是否损坏的过程中,工作人员主要可以通过噪音和观测轴承跳动的方式进行判断,也可以通过使用测温仪器了解轴承的工作温度变化,进而判断是否出现了轴承损坏问题,如果出现了轴承损坏问题,则需要及时对轴承进行更换。
        2.3输入型故障
        如果减速器出现了振动异常问题,同时,减速器并没有出现损伤,则可以判断减速器出现了输入型的故障,输入型故障主要可以分为两种类型,分别是联结定位失效故障和井筒异常故障。在对输入型故障进行排查的过程中,首先需要对抽油机进行整体检查,检查各部件的连接位置是否出现了螺栓松动,如果出现了螺栓松动,则可以判断减速器出现了联结定位失效问题,此时抽油机可能会出现严重的抖动,进而会产生较大的冲击负荷,使得齿轮产生严重的噪音,将联结进行恢复后,则抽油机的振动问题和噪音都会消除。众所周知,井筒内的结构组合相对较为复杂,井筒内的杆柱主要可以通过软连接的方式与抽油机相互连接,当井筒内出现故障问题以后,故障可以通过传动链将生产状态变化传递到减速器中,一般情况下,由于油井的深度较深,井下的噪音无法获取。但是减速器由于存在齿轮间隙,所以井筒内产生的变化引发减速器噪音,通过判断减速器的噪音状况,就可以判断是否出现了井筒故障问题。工作人员可以通过肉眼观察减速器的光杆是否出现了卸载现象,如果光杆出现了严重的卸载现象,则说明井筒出现了故障问题,工作人员需要及时采取措施解决井筒内的故障。
        3生产动态异常情况处理
        当生产出现异常时,根据相关的动、静态参数的变化就可以判断机组的工作情况。例如当抽油机井电流下降时,就很可能出现欠载停泵,这时就要立即检查油水井地面流程是否存在堵塞憋压的问题。若监测到动液面较低、套压较高,就要立刻缩小油嘴,放大定压放气阀降低套压。如果是流体粘度较大的抽油机井,要认真对待环空补液与反冲洗两项工作,避免原油遇水后粘度增大而使得抽油机井过载强行停泵。
        结束语
        由于抽油机长期处于野外生产,可能出现故障的种类很多,要根据泵排量低或不出液、机电运行电力偏高、运行电流不平衡,以及机电不能启动运转、过载停机、减速箱漏油等故障剖析抽油机井常见故障发生的原因,进一步提出了相应的改进措施,以期在实际生产中可以提供理论借鉴与指导。
        参考文献:
        [1]郑德贵,李保全.抽油机减速器常见故障浅析[J].机械研究与应用,2011,24(2):102-103.
        [2]李强.抽油机减速箱漏油故障原因分析和治理措施[J].中国化工贸易,2013,5(z1):226-227.
        [3]赵晓荣.抽油机减速器轴密封装置的改进[J].机械工程师,2013(7):230-231.
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