游梁式抽油机连杆异响原因分析

何健

（大庆油田装备制造集团采油装备制造分公司，黑龙江 大庆 163000）

在油井采油过程中，有超过90%的油井所应用的都是游梁式抽油机。在游梁抽油机中，主要包括电动机、减速器、电控箱、游梁等。抽油机中的重要动力来源为电动机，通过电动机带动减速器转动，有效实现变速，最后将动力传送到抽油泵中开展抽油工作，对井下储存油藏的开采工作进行优化。但是，由于抽油机长时间的户外作业，受到烈日、严寒和风沙等诸多环境因素的影响，抽油机连杆可能出现异响，在运行过程中出现故障。所以相关企业需要加强对游梁式抽油机连杆异响的重视，对于其中存在的问题进行分析，并提出有效解决策略。

1 游梁式抽油机工作原理

游梁式抽油机也可以称为游梁式曲柄平衡抽油机或者梁式抽油机，其中主要包括连杆、曲柄、驴头、减速箱、游梁、电机、辅助设备和配电箱等诸多内容。在实际运行过程中，通过曲柄杆机构和变速箱能够将电动机的转动转变为驴头的上下运动，驴头经过抽油杆和光杆能够带动抽油泵的柱塞开展上下活动，从而实现有效抽油。游梁式抽油机的特点包括以下几方面：（1）游梁式抽油机的整体结构较为合理，而且在运行过程中噪音较小，工作稳定，操作和维护都相对简单。（2）在对游梁式抽油机选择时，工字钢结构和箱式结构较为常见，这两种类型的抽油机刚性较高、强度较高，而且具有较强的承载能力。（3）其中减速器应用的是双圆弧齿形齿轮或者人性渐开线，加工精确度较高，承载能力极强，能够延长机械的使用寿命。（4）驴头在应用过程中主要采用侧转、上挂和上翻等形式。（5）刹车所应用的是外抱式结构，其中应用了保险装置，而且制动迅速、操作灵活，而且在应用过程中具有安全性和可靠性。（6）在对底座进行安装时主要采用的是压杠连接和地脚螺栓连接两种方法。

游梁式抽油机主要可以分为两组类型，分别为常规游梁式抽油机和异形游梁式抽油机。其中常规游梁式抽油机属于四连杆结构，整体结构与天平相似，两端分别为平衡配重载荷和抽油载荷。对于支架来说如果平衡载荷与抽油载荷所形成的扭矩变化基本相似，那么，在实际应用过程中只需要应用较小的动力就能够使抽油机维持稳定工作。异形游梁式抽油机中主要包括弯游梁抽油机和双驴头抽油机等。异形抽油机主要是以常规的抽油机为基础所制造的新型机械，在这一机械结构中，游梁后臂为变径圆弧状结构，横梁和游梁之间所应用的是柔性件连接结构，不仅具有常规游梁式抽油机耐用、简单和牢靠等特点，同时在性能方面还具有节能特点。但是，在实际应用过程中仍然存在诸多影响因素，会对游梁式抽油机的整体性能造成影响，抽油机异响统计见表1。

表1 常规游梁式抽油机

2 曲柄销异响原因和解决策略

2.1 原因分析

游梁式抽油机中最常见的异响就是曲柄销处异响，而且大多会发生在新安装的抽油机上。在工程中所应用的通常为双驴头抽油机和弯游梁抽油机。新投产的弯游梁抽油机中，经常出现曲柄销异响情况，大部分新投产的抽油机都是由第三方单位所生产和安装的，所以在安装过程中可能存在曲柄销螺母没有拧紧的情况，导致抽油机在实际应用和运行过程中出现异响。双驴头型抽油机产生异响通常都是在抽油机应用一段时间以后，发生异响的主要原因就是后驴头和双驴头型抽油机之间应用钢丝绳进行软连接，双驴头型抽油机在实际应用过程中，要比弯游梁抽油机的受力更加均匀，在方向转换环节中所受的冲击力相对较小。

2.2 解决策略

弯游梁抽油机如果处于新安装状态，那么，在应用前需要对机械进行详细检查，了解曲柄销螺母是否拧紧，如果存在没有拧紧的情况，需要对螺母进行拆卸，然后用力砸紧曲柄销，通常情况下，螺母需要旋进270°左右，然后安装螺母，对电动机进行启动，能够对弯游梁抽油机曲柄销当中存在的异响进行有效解决。如果经过处理以后弯游梁抽油机曲柄销仍然存在异响，那么可能是由于曲柄销存在滚键的情况，或者曲柄销内部的轴套出现损坏，在这样的情况下，就需要对曲柄销进行更换，才能够有效解决异响问题。

3 横梁销轴和尾轴异响原因和解决策略

3.1 原因分析

横梁销轴产生异响的主要原因为抽油机不平衡或者润滑油不足，在方向转换过程中，连杆小头所承受的力突然增大，从而产生异响，异响通常多发于驴头位置，也通常发生在下冲程与上冲程之间过渡的位置。如果游梁式抽油机尾轴出现异响，通常会伴随横梁销轴异响共同出现，造成这一情况的原因主要有两种，第一种情况是，抽油机在运行过程中出现严重不平衡的情况，第二种情况是尾轴座螺栓未拧紧，从而在抽油机转换方向时发生响声。如果游梁式抽油机在运行过程中出现异响的情况，必须及时解决，避免对油田的开采和生产造成不良影响。

3.2 解决策略

在对游梁式抽油烟机进行检查过程中，需要加强对所有连接部位的检查，检测螺栓是否拧紧，如果存在没有拧紧的情况，应该用扳手进行及时解决。还需要针对游梁式抽油机中需要润滑的位置，加入适量的润滑油，然后开启抽油机，如果异响消失则表明，没有其他的原因导致尾轴异响和横梁消轴异响。如果抽油机开启以后仍然存在异响，那么可能是由于抽油机在应用过程中存在不平衡的情况所导致的，此时可以应用电流法，对抽油机的平衡情况进行检测，然后根据检测结果对抽油机的平衡进行适当增减和调整，通过这些方法可以对游梁式抽油机中，尾轴异响问题和横梁销轴异响问题进行有效解决。

4 减速器异响原因和解决策略

4.1 原因分析

（1）齿轮打齿。在抽油机实际运行过程中，三大轴的齿轮部分是减速器中最重要的部位，能够有效起到减速作用。齿轮在实际运行和转动过程中，应用齿间啮合作用能够使抽油机实现连续运动。在齿轮相互作用和接触过程中，无法避免地发生接触和摩擦。游梁式抽油机在现场施工过程中，可能存在齿轮表面磨损、齿轮断齿、齿轮接触疲劳等情况，所以，齿轮打齿可能会导致抽油机在运转过程中发生异响。

（2）减速器串轴。在减速器运行过程中，大部分的传动件都需要依赖轴类零件进行运动，而且在运动过程中，需要通过轴承进行载荷。游梁式抽油机，在实际运行过程中受力相对较大，可能会导致轴体与固有的位置发生偏离，从而产生串轴的情况。当前所应用的抽油机，大部分的齿轮设计都是以多路分配载荷为主，人字齿结构是齿形形状中的主要结构。这种结构设计的输出轴需要通过轴承对中心线方向进行明确定位，在输出轴上，沿中心线不会对轴承的使用情况产生限制。所以，减速器串轴可能导致抽油机运行过程中出现异响。

（3）轴承损坏。在减速器中对轴承进行合理的应用，能够对机械旋转装置进行承载，能够有效降低运动过程中，通过接触所产生的摩擦作用。输出轴通过长期运行，受力状况发生变化，在交替过程中会增加轴承的损坏程度。通过肉眼就能够发现轴承存在不同程度的损坏。所以减速器轴承损坏可能会导致抽油机出现异响。

（4）抽油机严重不平衡。抽油机在运行过程中如果存在不平衡的情况，可能会导致抽油机产生异响，这种情况通常发生在抽油机转换方向时，能够听到抽油机出现“咯噔”响声。抽井刚开始操作时，可能会出现减速机异响的情况，在工作一段时间以后异响会消失，这一情况出现最主要的原因是井下负荷较大，抽油机刚进入时，可能导致抽油机出现不平衡的情况。抽油机对井下的液体进行持续抽取，可能会出现井下供液不足的情况，降低井下荷载，使抽油机逐渐恢复平衡状态，从而使减速器异响问题得到解决。

4.2 解决策略

针对齿轮打齿、轴承破损和串轴等情况进行分析和检查，需要打开减速器进行检测和确认，根据结果进行有针对性的维修工作，对于间抽井需要合理调整抽启停机时间，如果磨损情况不严重可以定期加注机械油，在实际加注过程中，要使油面在中间齿以上10cm 左右，同时，回油槽要维持畅通的状态。如果存在磨损较为严重的情况，需要及时进行更换齿轮。如果窜轴量过大，则表明齿轮磨损，两齿轮之间如果存在间隙过大的情况，就需要对减速箱进行更换，避免造成较严重的影响，确保抽油机能够维持平衡稳定状态，也避免造成较大的损失。

5 游梁中尾座异响的原因和解决策略

5.1 原因分析

游梁中座可能出现中央轴承损坏的情况。可能由于缺油或者润滑不足的情况，从而造成轴承损坏，游梁倾斜，如果对这些问题没有及时发现，通过长期运行，可能会造成更加严重的损坏和损失，还可能会导致游梁变形。而且如果中央轴承座的前后位置存在顶丝未顶紧的情况，那么，抽油机在实际运行过程中可能会导致游梁发生偏移，从而出现异响，如果对这一问题不及时进行处理，还有可能会发生中座固定螺栓断裂的情况，出现翻机的情况。如果游梁安装位置不准确，也可能产生异响。例如，对抽油机工作参数进行调整过程中存在操作不当的情况，可能会导致四连杆机构和游梁之间出现形变。

5.2 解决策略

如果发现轴承中存在异响，可以先将润滑剂加入其中，然后开启抽油机。此时，如果异响仍未消失，可以进行进一步的检查。对中座部位的螺栓和顶丝进行检测，如果发现松动的情况，应该及时进行紧固，避免出现翻机的情况。如果在检测过程中发现轴承损坏，应该及时更换，提高机械设备的运行效率，提高整体经济效益。

6 抽油机横梁和连杆整体更换步骤

做好前期拆卸准备工作，安装相应规定和流程进行停机处理，并将其停放到相应位置，切断电源，拉紧手刹，挂好减速器制动板。用方卡子对盘根盒进行卡死，然后送来刹车，最后将驴头负荷卸下。通过应用游梁支撑装置能够对支撑长度进行调整，有效承载游梁以上部分。应用吊车对横梁总成进行固定，拆卸游梁和尾轴承之间的了解螺栓，对连杆和横梁进行拆卸，为后续的更换工作提供便利。然后，做好横梁和连杆之间连杆销轴的更换工作，对连接螺栓进行紧固，连接杆轴向运动正常无阻。在对连杆销进行安装时，各个连接孔必须要对正。对横梁和连接杆的总成进行调试，提高安全性和可靠性。对之前安装的光杆卡子进行拆卸掉前需要对游梁支撑进行调整。刹车松开以后要及时安装锁块装置，对抽油机进行启动，检查是否存在松动和异响的情况，如果运行30 分钟以后仍然维持正常，交接手续办理以后可以撤离井场。

7 结语

总体而言，石油是我国一项重要资源，在对石油进行开采过程中，相关技术人员应该对巡井时间进行合理安排，也需要做好抽油机的检测工作。对于抽油机中存在的各种异响应该及时发现并解决，需要加强日常的养护，尤其是润滑工作。除此之外，还需要对螺栓进行定期紧固，尽可能地减少异响的出现。