抽油机减速箱堵漏技术发展现状及改进措施研究

发表时间:2020/8/7   来源:《科学与技术》2020年8期   作者:丁熠 韩晓波 李静
[导读] 抽油机是石油开采应用最广泛的抽油装置,减速箱是抽油机的重要设备,
        摘要:抽油机是石油开采应用最广泛的抽油装置,减速箱是抽油机的重要设备,由于设备长时间野外运转的环境下,减速箱机油长期使用得不到及时更换脏或含杂质较多,堵塞合箱口回油孔道,回油不畅,使减速箱轴承干磨损坏。同时,减速箱长时间运转油封老化、磨损严重,甚至失效,致使减速箱输入轴、中间轴、输出轴及上下端盖结合面处漏油。减速箱漏油易造成润滑油的浪费、污染周围环境,甚至严重因齿轮损坏而造成机器报废。减速箱送修费用高、周期长。本文针对这一实际难题,采取油封换取技术、胶封技术、注胶和疏通等技术相结合,综合治理减速箱渗漏,延长了减速箱的使用寿命。
        关键词:减速箱;漏油;堵漏技术;应用效果
        1 减速箱漏油情况现场调查及原因分析
        1.1现状调查
        目前油田抽油机主要采用 JLH、ZLH 等系列减速箱,减速箱齿轮润滑方式为油浴润滑,轴承靠飞溅润滑。减速箱承受载荷大,长期在野外露天运转,由于现场的各种原因影响,会造成部分运转部位漏油,不仅影响减速箱正常工作,也增加了生产成本和维护工作量。
        (1)减速箱使用和维护状态减速箱运转过程中,每一对运转齿轮相啮合发出热量,使减速箱内温度升高,油箱内压力增加;同时减速箱受交变载荷影响导致减速箱输入、输出轴磨损较大。减速箱润滑油便从密封不严处渗透出来。多数减速箱自运行以来,一直没有更换润滑油,造成油料乳化变质严重;重使用,轻保养,未按要求及时添加或更换润滑油;呼吸器堵塞,减速箱内部压力升高造成漏油;润滑油加注量过多,润滑油飞溅严重造成漏油以及油封失效或唇口磨损严重。
        (2)漏油部位:笔者对所在管理区 82 台存在漏油的减速箱进行统计分析,其中输入轴(包括刹车毂和大皮带轮处)漏油 52 处,输出轴漏油 62 处,箱体接合面漏油 3 处,其他部位漏油 2 处。
        1.2原因分析及危害
        1.2.1原因分析
        根据以上数据进行原因分析:
        (1)减速箱油道堵塞。机油有杂质或齿轮磨损的铁屑进入油中,润滑油变粘,润滑效果变差,导致油道堵塞。
        (2)减速箱机油过多,过少。机油加注时,没有按照标准施工。油加多易造成机箱温度升高;加少机油,中间轴齿轮未浸机油中,机油无飞溅,其它齿轮无法润滑。
        (3)减速箱输入、中间、输出油封老化严重。润滑油性能变差,在轴承附近杂质堆积,回油不畅,使油从轴与衬套之间的间隙流出。
        (4)减速箱中缝接合面漏油。长时间野外运转的环境下,温度差异过大,结合面胶和密封圈老化严重,密封效果变差而漏油。
        (5)放油孔、观察孔漏油。上紧螺栓时,没有检查螺纹或密封垫子是否完好或为了机油防盗用电焊加固螺栓时使密封垫受到高温损坏。
        (6)抽油机平衡效果差。
        (7)其它渗漏为减速箱本体制造缺陷造成。
        1.2.2减速箱漏油危害
        (1)造成润滑机油的浪费。
        (2)污染机体及周围环境。
        (3)漏油严重者,会因缺油而加速齿轮的磨损造成齿轮损坏,严重的造成机械事故。
        2 减速箱漏油治理主要做法
        2.1减速箱漏油的改进措施
        (1)减速箱机油按规定的使用周期定期进行清洗更换。
        (2)严格观察减速箱油面位置,防止机油过多,温度过高造成油封渗漏。过少造成设备磨损严重。
        (3)在减速箱制造维修时在合箱面处涂抹密封胶;对于减速箱上下连接面中缝处渗漏,解决的办法是拆开固定螺栓,用吊车吊开减速箱上盖后,把密封面清洗干净,均匀涂抹密封胶后加上石棉垫子,用螺栓紧固。
        (4)减速箱上观油孔漏油和减速箱下放油孔漏油,一般是丝扣密封不好,如丝扣无特殊变形只需用生胶带缠绕简单处理便能解决。如丝扣变形方便要考虑用铸铁焊对其焊死,这样也能起到防盗的作用。有时上观油孔的油窗也会漏油,只需更换一下便能解决。


        (5)调整抽油机平衡使设备在最佳状态下运行:抽油机不平衡时,首先用水平仪调整抽油机底座水平度。通常当底座水平调好后,抽油机的运动平衡率自然好转,当平衡率仍然失衡,可通过调整抽油机的平衡率,或检查地基础是否牢固,这种情况应由基建部门进行场地整改。
        2.2堵漏方法
        根据现场抽油机减速箱机型不同和油封不同及漏油情况,采用自制玻璃胶密封圈堵漏法和石棉绳堵漏法。
        (1)玻璃胶密封法是采用酸性硅酮玻璃胶自制成三角式密封圈,用来密封抽油机减速箱输出轴与衬套之间的间隙。用气压和钢丝通回油孔道,采用自制的三角式玻璃密封胶将间隙封堵方法,实现输出轴密封。采用玻璃胶密封圈特点是密封圈耐腐蚀、不易膨胀特点。
        (2)石棉绳堵漏法是利用缠绕法将石棉绳(替代白毛毡)缠绕在输出轴上,并上紧轴承密封盖板。原装厂家轴承密封采用白毛毡,由减速箱使用时间长,密封圈老化或磨损,造成机箱轴承处出现漏油。治理时,清理减速箱回油孔道后,用石棉绳涂抹黄油并拧成股,缠绕在轴上,并用密封盖板压实紧固,达到密封不漏油。
        (3)TW 输入、输出轴密封技术。减速箱漏油主要在输入轴油封、输出轴油封和排油孔丝堵等部位,西安拓维节能环保技术有限公司,研制出分体迷宫式密封装置能够有效解决减速箱输入、输出轴漏油问题。该装置有两部分组成,第一部分是轴套,轴套采用铸钢制造,表面镀铬以提高硬度、光洁度和耐磨性。第二部分由分体式外壳和硬质自润滑高分子耐磨材料组成密封体,该装置是旋转密封,安装于减速箱输入,输出轴两端,在弹性力及辅助密封的作用下保持内外径紧密结合,防止润滑油泄漏。
        (4)流变润滑稠化剂(JW-2C)技术。20 世纪 40 年代,受到人类自身血液中血小板作用的启发,即血液在血管中流动时,由于流速快,血小板不起凝固作用,而当人体出现小伤口毛细血管破裂血液流出时,血小板开始起作用,血液逐渐凝固并最终堵住毛细血管的裂口。专家们找到了一种和血小板作用类似的添加剂加入到基础油中,成为今天的抗渗漏剂,用于解决各种交变载荷下减速箱或变速箱的慢性渗漏问题。
        2.3减速箱漏油治理方案的现场实施
        为了方便进行减速箱漏油治理方案的实施,管理区成立了减速箱漏油治理小组。小组在2019年12月-2020年5月份,对管理区内的30口抽油机减速箱进行了堵漏治理,目前均未出现再次漏油现象。
        经济效益测算:
        (1)润滑油费用。通过现场对30台抽 油机减速箱调研,发现有30台减速箱输入 轴和输出轴漏油,由于漏油,每台减速箱每 月平均需额外添加2公升润滑油,每公升润 滑油13.63元。则一年可节约润滑油费用:∑年=30×2×12×13.63=9813元;
        (2)减速箱维修费用。可有效减少减速 箱的更换费用。每台减速箱大修需 12000 元,维修后更换,需吊车、卡车配合,吊车费 用为1200元,卡车费用为800元。则每台减速箱可节约维修费用:∑=12000+1200+800=14000元;
        (3)原油产量。延长油井生产时率,更换 减速箱最少需停井4小时,按日产1.2T油计算,可增加0.2T原油产量。
        3 结论及下步建议
        减速箱作为抽油机设备的主要运转部件,在抽油机设备长期运转过程中,由于减速箱承载着较大的交变载荷作用、润滑油 变质、减速箱润滑油渗漏等因素影响,造成减速箱故障较多,同时减速箱设备修理难度大、维修费用高,因此减速箱的维护保养是采油工作的一项重点工作。
        通过实施设备清洗更换机油、涂抹密封胶、调整抽油机平衡率、玻璃胶密封圈堵漏法和石棉绳堵漏等方法,能有效减少减速箱故障率的发生,抽油机减速箱堵漏效益明显。在今后的设备管理中,一方面可以和厂家结合,针对容易出现的问题,提出建议,对设计或材料上的缺陷进行改进,另一方面通过材料供应一些诸如密封胶、密封圈和油毛毡等易损件,在减速箱漏点发生初期进行治理,将隐患消灭在萌芽状态,达到延长减速箱寿命的目的。
        参考文献
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        [2]杨海涛.新型节能抽油机的设计[J].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社.1999.
        [3]李学军.减速箱漏油的防治[J].金属制品,2000年10月:第26卷.
        [4]万仁普.采油工程手册[M].北京:石油工业出版社,2004.
        [5]李文华.采油工程[J].北京:石油工业出版社,2004.
作者简介:丁熠,男,2010年2月参加工作,目前从事油气田开发工作。
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