螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置存在問(wèn)題及改進(jìn)措施

林新立 高好勇

（1.勝利油田魯明濟(jì)北公司,山東 東營(yíng)257000；2.勝利油田魯明公司物資裝備部，山東 東營(yíng)257000）

1 魯明濟(jì)北公司抽油螺桿泵使用現(xiàn)狀

螺桿泵采油技術(shù)因其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、地面占用空間小、噪聲低、日常管理簡(jiǎn)單并且高效、節(jié)能而廣為使用。濟(jì)北公司目前的曲9管三塊針對(duì)稠油、高含砂、含氣的原油特性及對(duì)低產(chǎn)油井的開(kāi)采需要，逐漸在39口油井上推廣使用。但是，由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工況載荷等方面存在問(wèn)題，出現(xiàn)機(jī)油變質(zhì)周期短，運(yùn)行溫度高，振動(dòng)大，故障率高，維修頻次多，影響開(kāi)井時(shí)率和維修費(fèi)用高現(xiàn)象。2015年以來(lái)，外協(xié)維修17臺(tái)次，維修費(fèi)用13萬(wàn)元。該公司39臺(tái)螺桿泵原值在304萬(wàn)元，如果以目前狀況進(jìn)行維修、更換，將耗資近300多萬(wàn)元。

在濟(jì)北公司的使用、保養(yǎng)和維修中，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)以下幾類(lèi)問(wèn)題：第一，輸入軸油封漏油；第二，輸入軸推力軸承易損壞；第三，驅(qū)動(dòng)頭齒輪箱內(nèi)上下軸承易損壞；第四，驅(qū)動(dòng)頭內(nèi)機(jī)油易變質(zhì)，含塵埃、砂粒、金屬磨粒、油泥等。

2 存在問(wèn)題及原因分析

2.1 輸入軸油封漏油

由于該螺桿泵的動(dòng)力輸入是依靠外部電機(jī)通過(guò)皮帶實(shí)現(xiàn)的，油井負(fù)荷變化過(guò)大等因素導(dǎo)致皮帶輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)徑向震動(dòng)，使該驅(qū)動(dòng)裝置油封在使用一段時(shí)間后出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。

原因：負(fù)荷變化大，運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。輸入軸軸承定位不合理，導(dǎo)致軸承間隙變化大，出現(xiàn)油封漏油現(xiàn)象。

解決方法：應(yīng)根據(jù)產(chǎn)液量情況調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置功率大小，進(jìn)行合理配置，減小負(fù)荷變化導(dǎo)致的運(yùn)行不平穩(wěn)，延長(zhǎng)油封的使用壽命。

2.2 輸入軸推力軸承潤(rùn)滑不好導(dǎo)致軸間隙過(guò)大，軸承損壞

輸入軸推力軸承損壞情況

輸入軸錐型齒輪潤(rùn)滑情況

新推力軸承

輸入軸錐型齒輪

原因分析：該推力軸承為2個(gè)相對(duì)使用軸承，間距較小，軸向力偏置較大導(dǎo)致軸承受力不均勻且潤(rùn)滑空間小。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑空間受限，軸承滾珠磨損不一致導(dǎo)致間隙越來(lái)越大，最后甚至出現(xiàn)軸承塌架損壞，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)頭大修，影響正常生產(chǎn)。

解決辦法：通過(guò)和廠(chǎng)家結(jié)合，改良軸承間距，使其得到更好的潤(rùn)滑，減小軸向力偏置。

2.3 驅(qū)動(dòng)頭齒輪箱內(nèi)上下軸承損壞

錐齒輪軸承架損壞情況

錐齒輪軸承架損壞情況

下部錐齒輪軸承損壞

錐齒輪外圈磨蝕情況

新驅(qū)動(dòng)頭上端軸承只涂抹黃油

上部軸承缺少潤(rùn)滑損壞

原因分析：減速箱采用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，承載能力要求較高，下部軸承受井下載荷較大，磨損較快，金屬磨粒生成較多，致使軸承磨損較快。再加上上部軸承出廠(chǎng)時(shí)只是簡(jiǎn)單地使用黃油潤(rùn)滑，無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)油潤(rùn)滑，運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間軸承發(fā)熱，黃油融化后下落至減速箱內(nèi)。不但造成上部軸承干磨，極易造成軸承塌架，而且使得潤(rùn)滑油粘度增高，潤(rùn)滑不良導(dǎo)致下承載軸承也受到一定程度的影響。

2.4 驅(qū)動(dòng)頭內(nèi)機(jī)油易變質(zhì)，含塵埃、砂粒、金屬磨粒、油泥等。

驅(qū)動(dòng)頭潤(rùn)滑油變質(zhì)情況

錐齒輪軸承損壞

驅(qū)動(dòng)頭傘齒輪軸承座磨蝕

驅(qū)動(dòng)頭上端蓋油封

原因分析：由于螺桿泵使用條件惡劣，暴露在野外，再加上驅(qū)動(dòng)頭密封不好，非常容易進(jìn)入大量灰塵、砂粒等雜物，使?jié)櫥褪艿揭欢ǔ潭鹊奈廴荆瑢?dǎo)致潤(rùn)滑油的性能被破壞。減速箱內(nèi)溫度變化較大，周?chē)睗窨諝膺M(jìn)入后易出現(xiàn)水凝成滴現(xiàn)象，導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化變質(zhì)，腐蝕機(jī)件，使軸承磨損加劇，金屬磨粒增加，縮短軸承使用壽命。

新驅(qū)動(dòng)頭上端軸承只涂抹黃油

上端軸承黃油失效后得不到潤(rùn)滑

3 改進(jìn)措施

3.1 在光桿卡子處加裝擋雨盤(pán)和防水堰

從根本上解決雨水、灰塵的進(jìn)入，確保該驅(qū)動(dòng)頭潤(rùn)滑油的高質(zhì)量、高效率使用。在日常維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中，做好驅(qū)動(dòng)頭的內(nèi)部清洗工作，及時(shí)更換潤(rùn)滑油，定時(shí)洗井降低負(fù)荷，從而延長(zhǎng)各部軸承的使用壽命，提高其經(jīng)濟(jì)效益。如下圖所示。

零配件價(jià)格

驅(qū)動(dòng)頭軸承損壞需要維修時(shí)要聯(lián)系廠(chǎng)家，現(xiàn)場(chǎng)處理幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)，更換時(shí)停井時(shí)間長(zhǎng)，油井時(shí)率受影響，且維護(hù)費(fèi)用高。從上表可看出維修一臺(tái)平均需材料費(fèi)用4 403元，廠(chǎng)家維修一臺(tái)大概費(fèi)用在8 000元左右。我公司39臺(tái)，如果維修一遍大概需要32萬(wàn)元左右。而加裝多級(jí)給油裝置或直流電子泵及擋水盤(pán)、防水堰只需要1 960元，單臺(tái)可節(jié)約6 000元左右，總共可節(jié)約78 000元左右，同時(shí)提高油井時(shí)率，經(jīng)濟(jì)效益還是相當(dāng)可觀(guān)的。

3.2 加裝供油裝置

3.2.1 加裝離心式甩油盤(pán)

圖片如下。通過(guò)及時(shí)檢查更換潤(rùn)滑油和合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在減速箱中加裝獨(dú)特的多級(jí)給油裝置結(jié)構(gòu),使?jié)櫥徒?jīng)過(guò)分級(jí)甩油片將潤(rùn)滑油逐步甩至上部軸承，確保該軸承得到充分潤(rùn)滑，從而解決減速器輸出軸上部軸承的潤(rùn)滑問(wèn)題，延長(zhǎng)兩處軸承的使用壽命。

3.2.2 加裝時(shí)間繼電器控制的直流泵

供油泵圖片如下：

加裝直流泵供油裝置后的驅(qū)動(dòng)頭

外接時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)定時(shí)供油潤(rùn)滑

通過(guò)在驅(qū)動(dòng)頭減速箱體放油絲堵處加裝直流泵供油裝置，由時(shí)間繼電器控制，定時(shí)將驅(qū)動(dòng)頭內(nèi)的機(jī)油通過(guò)連接管循環(huán)至上部軸承（由加油口處流下），對(duì)上部軸承供機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑。使該軸承得到充分潤(rùn)滑，從而延長(zhǎng)上部軸承的使用壽命，減少對(duì)潤(rùn)滑油及下部軸承的影響，減少該驅(qū)動(dòng)裝置的維修，保證油井的正常生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

上文分析了螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障的原因及相應(yīng)的解決措施，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)加裝防塵、防水堰和供油裝置，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了良好的效果。改善了驅(qū)動(dòng)頭的防水、防塵環(huán)境，使機(jī)油不易發(fā)生乳化、變質(zhì)現(xiàn)象，保證了潤(rùn)滑油性能，確保軸承得到良好的潤(rùn)滑，從而解決了驅(qū)動(dòng)頭目前生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。延長(zhǎng)了公司螺桿泵整體使用壽命，減少了設(shè)備的維護(hù)時(shí)間及一線(xiàn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大減少了維修費(fèi)用，提高了油井時(shí)率，使油井在更合理的工況下運(yùn)行，保證油井安全生產(chǎn)。

使用單位應(yīng)對(duì)一保、二保做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，提高目前設(shè)備維護(hù)管理及潤(rùn)滑油管理水平，做好日常機(jī)油更換、維護(hù)工作。從人員管理著手引導(dǎo)至設(shè)備管理，落實(shí)交接班制度，重視現(xiàn)場(chǎng)保養(yǎng)細(xì)節(jié)，素質(zhì)提升及現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)方面做好培訓(xùn)工作，齊抓共管，提高設(shè)備管理水平。

［1］孫志柱.螺桿泵在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用[J］.中國(guó)科技博覽，2013（27）：27-31.