塔架外轉(zhuǎn)子電機(jī)型抽油機(jī)常見故障原因分析

廖啟新，陳賓雁，方前程，劉曉林，廖大林

（1.解放軍理工大學(xué)，南京210000；2.中原油田分公司，河南 濮陽457001；3.濮陽市信宇石油機(jī)械化工有限公司，河南 濮陽457001） ①

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，石油裝備的技術(shù)創(chuàng)新也是日新月異，尤其是占石油裝備采購成本40%的抽油機(jī)。近10a來，全國許多科研院所、高校以及企業(yè)投入大量人力、物力、財(cái)力研發(fā)出數(shù)十款新型抽油機(jī)，其中一種塔架外轉(zhuǎn)子電機(jī)型抽油機(jī)［1］以高性價(jià)比備受業(yè)界關(guān)注。該產(chǎn)品系機(jī)電一體化、智能化無游梁式抽油機(jī)，自2007年規(guī)模推廣以來，以其節(jié)能、減排、高效等顯著性能受到油田用戶的青睞。為了配合該產(chǎn)品的大力推廣，幫助廣大油田用戶盡快熟悉掌握塔架外轉(zhuǎn)子電機(jī)型抽油機(jī)的維護(hù)管理要領(lǐng)，更好地使用、管理該款新型抽油機(jī)，本文將推廣以來出現(xiàn)的常見故障進(jìn)行了剖析，從中分析出故障的成因，以供廣大用戶設(shè)備管理人員參考。

1 電機(jī)故障

1.1 征狀

抽油機(jī)在運(yùn)行過程中突然停機(jī)，停機(jī)前有電機(jī)發(fā)熱、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、噪音異常、機(jī)體振動(dòng)加劇等征狀。

1.2 原因

1） 設(shè)計(jì)不當(dāng) ①電機(jī)功率裕度小，一旦采油廠加大工作制度（例如增加沖程、沖次），容易形成小馬拉大車現(xiàn)象；②電機(jī)設(shè)計(jì)有缺陷（例如電機(jī)不密封，氣隙過小，軸承選擇不當(dāng)）。

2） 電機(jī)制造質(zhì)量差 外轉(zhuǎn)子稀土永磁同步電機(jī)制造廠家雖為國內(nèi)電機(jī)制造知名廠家，但是對應(yīng)用在油田抽油機(jī)上還是首次，因此在制造方面存在不少瑕疵。例如，1臺電機(jī)剛裝上抽油機(jī)就開不起來，檢查后發(fā)現(xiàn)是電機(jī)內(nèi)部導(dǎo)線短路。

3） 電機(jī)溫控開關(guān)未連接或者未起作用。

4） 控制柜超載功能未起作用。

5） 自然災(zāi)害，如雷擊。

6） 電機(jī)制造不密封，電機(jī)進(jìn)水。

7） 超載荷運(yùn)行 ①采油廠加大工作制度，例如加大抽油泵泵徑，加深泵掛深度，加大沖程、沖次；②井下工作狀況惡化，例如砂卡、蠟卡等原因卡泵；③剎車間隙太??；④動(dòng)滑輪與支架干涉發(fā)生偏磨；⑤光桿密封器對光桿密封過緊；⑥不平衡嚴(yán)重，一邊載荷過重，形成鋼絲繩與動(dòng)滑輪打滑；⑦扶正器與軌道間隙過?。虎噍S承損壞。

8） 安裝調(diào)試不當(dāng) ①編碼器該裝未裝；②溫控開關(guān)該裝未裝；③超載保護(hù)未起作用；④動(dòng)滑輪安裝偏移，與支架發(fā)生干涉，增加額外載荷；⑤配重與懸點(diǎn)載荷嚴(yán)重不平衡；⑥避雷針未安裝；⑦地線未可靠連接。

9） 維護(hù)不當(dāng) ①電機(jī)和動(dòng)滑輪軸承長期未加油，造成軸承缺油咬死；②剎車間隙調(diào)整過小；③配重不平衡未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，或未及時(shí)調(diào)整。

10） 采購假冒偽劣標(biāo)準(zhǔn)件，如假冒軸承。

2 控制系統(tǒng)故障

2.1 征狀

1） 抽油機(jī)運(yùn)行過程突然停機(jī)。

2） 重新啟動(dòng)無效果。

3） 新機(jī)安裝時(shí)抽油機(jī)無法啟動(dòng)。

2.2 原因

1） 電扇損壞，排氣不暢，使控制柜內(nèi)溫度過高，造成導(dǎo)線塑料管融化，絕緣失效。

2） 線頭接觸不良。

3） 控制柜進(jìn)入雨水。

4） 電機(jī)載荷過重。

5） 雷擊。

6） 接地不良。

7） 變頻器本身制造質(zhì)量差。

8） 配重與懸點(diǎn)載荷長期嚴(yán)重不平衡，每個(gè)沖程均有超額定電流沖擊。

9） 誤操作。

10） 查找故障時(shí)亂拆亂卸。

11） 變頻器芯片升級與PLC不相匹配。

3 動(dòng)滑輪軸承損壞

3.1 征狀

1） 動(dòng)滑輪兩側(cè)軸承壓蓋松動(dòng)。

2） 外表溫度升高。

3） 運(yùn)行中動(dòng)滑輪扭動(dòng)。

4） 有異響。

5） 動(dòng)滑輪與支架偏磨。

3.2 原因

1） 軸承規(guī)格選型小。

2） 軸承質(zhì)量差，采購不合格的軸承。

3） 安裝動(dòng)滑輪軸承隔圈未放置或隔圈加工錯(cuò)誤，或動(dòng)滑輪軸在鉆孔后未清理碎屑。

4） 未及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)。

5） 安裝時(shí)軸承受損傷。

6） 軸承與尼龍輪內(nèi)孔配合不當(dāng)，要么過大要么過小。

7） 動(dòng)滑輪與支架發(fā)生干涉、摩擦。

4 鋼絲繩損壞［2］

4.1 征狀

鋼絲繩出現(xiàn)早期磨損及斷絲、斷股。

4.2 原因

1） 設(shè)計(jì)不當(dāng)，鋼絲繩直徑與曳引輪或動(dòng)滑輪直徑之比小于40。

2） 制造缺陷，某一批鋼絲繩制造質(zhì)量差，例如鋼絲熱處理不當(dāng)，鋼材材質(zhì)不佳。

3） 安裝調(diào)試不當(dāng)，8根鋼絲繩互相之間嚴(yán)重不平衡，有的緊，有的松，受力不均。

4） 安裝鋼絲繩時(shí)打結(jié)扭轉(zhuǎn)，受過硬傷。

5） 未及時(shí)保養(yǎng)，長期缺油、銹蝕、干燥、臟污。

6） 繩槽尺寸過小或過大。

7） 選型不當(dāng)。

8） 鋼絲繩質(zhì)量差。

5 結(jié)語

塔架外轉(zhuǎn)子電機(jī)型抽油機(jī)是將動(dòng)力機(jī)械、傳動(dòng)機(jī)械、工作機(jī)械三合一的智能控制抽油機(jī)，由于外轉(zhuǎn)子稀土永磁同步電機(jī)、變頻控制系統(tǒng)首次應(yīng)用于油田抽油機(jī)，無論是設(shè)計(jì)方面還是加工制造、安裝調(diào)試及使用環(huán)境都是史無前例的。因此，可能存在一些不足，以及管理陌生、經(jīng)驗(yàn)不足的問題。只有通過不斷實(shí)踐、不斷摸索、強(qiáng)化培訓(xùn)、強(qiáng)化管理，才能迅速提高設(shè)備的管理水平，發(fā)揮設(shè)備應(yīng)有的優(yōu)良功能。

［1］ 廖大林，楊進(jìn)京，白億平，等 .W型曳引抽油機(jī)技術(shù)研究及現(xiàn)場應(yīng)用［J］.石油礦場機(jī)械，2010，39（7）：73-77.

［2］ 劉長松.W型曳引抽油機(jī)鋼絲繩的選用與維護(hù)［J］.石油礦場機(jī)械，2010，39（6）：63-66.