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文档简介
1、 无伤害电机顶丝的研制与应用 徐皓玉摘要:抽油井生产过程中,需要经常进行更换皮带、电机、调冲次等,这都需要对电机皮带进行调整,使皮带达到“松紧合适、四点一线”的生产要求。电机顶丝是调整皮带“四点一线”的专用工具,目前存在着稳固性差,易打滑伤手,存在安全隐患,停井时间长。本文主要是研制一种无伤害的电机顶丝,在现场推广应用,取得了良好的应用效果。关键词:无伤害顶丝;打滑;安全隐患;消除在油田开发过程中,抽油机井采油是最主要的机械采油方式,目前孤东采油厂所开的2068口油井中,游梁式抽油机井有1952口,占到开井数的94.4%。在生产过程中,抽油井
2、需要经常进行更换皮带、调整油井参数、更换电机等操作,以上这些操作都要对电机进行调整,使皮带达到“松紧合适、四点一线”的生产要求。电机顶丝是目前用来顶推电机,使皮带达到“四点一线”的专用工具。1. 基本情况抽油井生产过程中,经常进行调冲次、更换皮带、更换电机等,需要对皮带进行调整,使其达到“松紧合适、四点一线”的要求。电机顶丝是调整皮带“四点一线”的专用工具,使用时稳固性差,易打滑伤手,存在安全隐患,操作速度慢,停井时间长。为了掌握调整皮带的具体情况,根据注采702站 2018年抽油机设备运转记录,随机选取了10口井更换情况进行了统计,如表2 所示:平均打滑次
3、数6.4次,调整时间15.6min,每年因调整皮带停井影响油井产量53.7t。2. 现状原因分析首先对现在用的电机顶丝进行详细了解,并对其存在的问题进行了剖析,主要原因如下:2.1 结构不合理顶丝结构设计不合理,底座倾角过大,在紧皮带的过程中,前端易上翘,顶丝后端“隐藏”在滑轨槽内,增加操作难度,操作速度慢,工作效率低。2.2 位置受限制普通顶丝的位置是一定的,而电机的位置是变化的,顶丝在安装时,需要靠滑轨下面的凹槽挡板提供一个受力点,以保证顶丝在紧皮带过程中不产生位移,这样就需要顶丝本休先越过凹槽,然后回拉,才能放到预定位置,再紧丝
4、杠顶到电机上。如此,顶丝前端到电机底座之间,必须要有一定的空间,就产生了“虚行程”,由于不同滑轨下面的凹槽挡板位置不同,就会出现顶丝前端丝杠伸出过长,一是增长了紧皮带的时间,二是容易出现丝杆的前部弯曲,导致顶丝损坏,无法使用。2.3 伤害电机底座普通顶丝在紧皮带时,是旋转丝杆使电机向后移动,这样丝杆是在“动”,而电机底座是“静”,丝杆与底座是相对运动的,容易损坏电机的底座,使电机底座形成凹洞,见图3。2.4 存在安全隐患一是当皮带较紧时,由于顶丝过长,顶丝会出现“跳跃现象”,加剧顶丝损坏,特别是前端加有垫铁时,垫铁容易飞出,操作安全性差;二是调整皮带用的撬杆前端是锥形的
5、,顶丝旋转部位的受力通孔较小,撬杆插入孔内较少,磨擦力较小,在紧皮带时,撬杆容易打滑,操作安全性差。3. 无伤害电机顶丝的研制与应用通过上述原因分析,可以得出,目前在用顶丝的结构不合理、工作原理不适用是造成问题存在的主要原因,因此,需研制一个种无伤害的新型电机顶丝,解决以上问题。3.1 解决方案及思路根据对以上4 个原因分析,分别提出了4 个解决方案:方案一:改变现用顶丝底座的倾角,减少操作难度;方案二:设计一个专用的调整用件,放在顶丝与电机中间,提高工作效率;方案三:改变目前顶丝的工作原理,对底座和丝杆部分进行全新设计;方案四:顶丝的通孔加大,
6、配合使用专用的紧固工具。3.2 无伤害电机顶丝结构及创新点研制的无伤害顶丝主要由底座、丝杆、固定卡牙、顶杆,调整螺母等部分组成。主要创新点有四个:一是改变了与滑轨的接触方式,受力点变为由卡牙或螺丝提供受力点,可以任意调整顶丝的位置,避免了丝杆伸出过长,保证丝杠无虚行程;二是改变了结构,丝杆后端与滑轨距离增大,杜绝出现“隐藏”在滑轨槽内的现象,方便了紧皮带;三是改变丝杆为无孔式设计,变为一个螺母,增大了接触面积,在紧皮带时避免了打滑现象,保证了操作的安全;四是顶丝的顶杆与电机底座不存在相对运动,旋转磨擦变为静接触,杜绝顶丝出现“跳跃现象”,避免底座与丝杆的损坏,操作更加安全快速。3.
7、3 现场应用3.3.1 现场实验该顶丝研制成功后,首先在hlkd5-1井试验,试验过程中,没有出现打滑等上述问题及隐患,主要解决目前在用顶丝存在的三个问题:(1) 防打滑:由于结构的改变,避免了打滑现象,保证了操作的安全。(2) 防变形:可随意调整顶丝位置,缩短了顶杆的伸出量,防止顶杆变形。(3) 防伤害:一是顶丝前端无需加垫铁,防止飞出伤害操作工人;二是杜绝因打滑造成伤手问题;三
8、是杜绝顶丝出现“跳跃现象”,防止对电机底座造成伤害。3.3.2 推广应用情况2019年,该顶丝在采油厂推广42套,平均每次减少停井时间10.2分钟。选取了在现场8 口井调整皮带时使用情况(表1):3.3.3 效益评价(1) 目前该顶丝应用42套,调整皮带210井次,平均每次减少停井时间10.2分钟,共减少产量损失7.6噸,经济效益为=7.4*2200=16720元。虽然目前经济效益较少,但该装置无需重复投入,若形成规模,长期经济效益可观。(2) 杜绝了普通顶丝的“打滑”、“跳跃”现象,保证了安全操作。(3) 应用该顶丝,避免普通顶丝因丝杆变形导致的损坏,及对电机底座的损坏,节约了成本投入。(4) 降低了工人劳动强度,提高了工作效率与油井生产时率。4. 结论及认识无伤害电机顶丝的研制与应用,消除了传统电机顶丝在使用过程中存在的安全隐患,确保了操作者的安全;消除了对电机底座的伤害,降低了成本投入;缩短了调整皮带的时
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