C Y J Q 1 4-5-7 3 H YⅡ型抽油機(jī)的安全分析與計(jì)算

崔朋偉

（中石化西北油田分公司，新疆烏魯木齊 830011）

C Y J Q 1 4-5-7 3 H YⅡ型抽油機(jī)的安全分析與計(jì)算

崔朋偉

（中石化西北油田分公司，新疆烏魯木齊 830011）

塔河油田為提高井控能力，陸續(xù)將250型常規(guī)井口（25MPa）更換為350型高壓井口（35MPa），采油樹(shù)高度增加，以加高基礎(chǔ)的方式解決防撞距的問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，需對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行安全分析與計(jì)算，以確定基礎(chǔ)的高度。

抽油機(jī)；基礎(chǔ)加高；安全分析與計(jì)算

CYJQ14-5-73HYⅡ型調(diào)徑變矩抽油機(jī)是塔河油田的主力機(jī)型，廣泛用于油田的稀油、稠油開(kāi)采。從2012年開(kāi)始，為適應(yīng)注采工藝要求，提高設(shè)備的安全性，對(duì)于在用的以及后續(xù)投產(chǎn)的14型抽油機(jī)，陸續(xù)將250型常規(guī)井口（25MPa）更換為350型高壓井口（35MPa），更換后采油樹(shù)高度增加，而抽油機(jī)懸繩長(zhǎng)度能夠縮短的量較小，為解決防撞距的問(wèn)題，采取了加高抽油機(jī)基礎(chǔ)的方式。我們對(duì)此進(jìn)行了校核計(jì)算，以確定抽油機(jī)基礎(chǔ)的高度。

1 安全分析和計(jì)算

1.1 風(fēng)險(xiǎn)因素

考慮到塔河區(qū)域內(nèi)影響抽油機(jī)的主要安全因素是風(fēng)力，因此本文只對(duì)風(fēng)力的影響進(jìn)行分析。

1.2 等效風(fēng)壓的分析和計(jì)算

等效風(fēng)壓WZ的計(jì)算公式：

式中：βZ—風(fēng)振系數(shù)，查《高層建筑抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算》，取βZ=1.27；

μZ—風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

μS—風(fēng)壓體型系數(shù)，見(jiàn)表1；

塔河油田采油區(qū)塊的地貌為房屋比較稀疏的戈壁，屬于B類(lèi)；

塔河油田每個(gè)井場(chǎng)只安裝1臺(tái)抽油機(jī)，CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機(jī)側(cè)面迎風(fēng)面寬度B為9.2m，風(fēng)向與抽油機(jī)側(cè)面夾角θ取80°，查表1中取μS=1.0。

表1 風(fēng)壓體型系數(shù)表

風(fēng)速隨離地面的高度增加而增大，塔河油田抽油機(jī)基本安裝在地面上，不需要增加風(fēng)壓高度變化修正系數(shù)，B類(lèi)地貌風(fēng)壓高度變化系數(shù)μZ按下式計(jì)算：

式中：Z—抽油機(jī)迎風(fēng)面最大高度，Z取10m；

λ—風(fēng)壓高度變化修正系數(shù)，根據(jù)新疆地區(qū)塔河油田情況，λ取1.0；

等效風(fēng)壓WZ：

1.3 CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機(jī)側(cè)面受風(fēng)傾翻力矩的分析計(jì)算

CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機(jī)屬調(diào)徑變矩系列抽油機(jī)，結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，抽油機(jī)側(cè)面受風(fēng)壓WZ產(chǎn)生風(fēng)載荷F風(fēng)，F(xiàn)風(fēng)使抽油機(jī)產(chǎn)生以底座最外端O點(diǎn)為鉸支點(diǎn)的傾翻力矩M側(cè)翻，同時(shí)抽油機(jī)的自重也產(chǎn)生了以O(shè)點(diǎn)為鉸支點(diǎn)的抗翻力矩M抗。

風(fēng)載荷Fi使抽油機(jī)產(chǎn)生的傾翻力矩Mi按下式計(jì)算i：

式中：Si—抽油機(jī)機(jī)組各配件的有效迎風(fēng)面積（m2）；

Li—機(jī)組各配件的有效力臂（m）；

圖1 CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機(jī)各配件和傾翻力矩圖

1.4 CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機(jī)抗傾翻力矩計(jì)算

抽油機(jī)抗傾翻力矩：M抗=μL（G+W） （4）

其中：G—抽油機(jī)最大自重（含基礎(chǔ)），G=680 kN；

W—額定懸點(diǎn)載荷，W=140 kN；

L—抽油機(jī)重心力臂，L=1.2m；

μ—抽油機(jī)自重修正系數(shù)；抽油機(jī)生產(chǎn)懸點(diǎn)載荷一般不到額定值，游梁配重塊無(wú)需加滿(mǎn)，并綜合考慮制造偏差和安裝水平等因素，取μ=0.65。

抽油機(jī)抗傾翻力矩M抗：

空載荷狀態(tài)：M抗1=μLG=0.65×1.2×680=530kN·m

帶載荷狀態(tài)：M抗2=μL（G+W）=0.65×1.2×（680+140）=639.6kN·m

1.5 側(cè)面受風(fēng)抗傾翻安全系數(shù)n的計(jì)算

2 應(yīng)用結(jié)果

自2008—2012年開(kāi)始已在新疆塔河油田各區(qū)塊安裝使用14型游梁式抽油機(jī)共150臺(tái)，經(jīng)過(guò)四年使用，沒(méi)有發(fā)生大風(fēng)造成抽油機(jī)基礎(chǔ)松動(dòng)或傾翻的事故。

3 結(jié)論

抽油機(jī)在野外使用且考慮新疆地區(qū)風(fēng)力情況，在設(shè)計(jì)和安裝使用時(shí)要充分考慮風(fēng)力所造成的影響。CYJQ14-5-73HYⅡ型抽油機(jī)通過(guò)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)使用得出以下幾方面結(jié)論和認(rèn)識(shí)：1）從分析計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，抽油機(jī)基礎(chǔ)高度增加到1.2m，具有抗100a一遇大風(fēng)（11級(jí)）的能力，既滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求，又能符合風(fēng)力影響的需要。

2）建議油田在井場(chǎng)安裝抽油機(jī)時(shí)，考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向，順風(fēng)安裝，降低風(fēng)載荷對(duì)機(jī)組本身的影響。

3）嚴(yán)格控制抽油機(jī)基礎(chǔ)水平度及平整度，防止抽油機(jī)安裝后長(zhǎng)期處于傾斜狀態(tài)。

[1] 高長(zhǎng)樂(lè)，董宏宇.調(diào)徑變矩節(jié)能抽油機(jī)平衡方案研究[J].石油機(jī)械，2002，（11）：40-42.

S a f e t y A n a l y s i s a n d C a l c u l a t i o n o f C Y J Q 1 4-5-7 3 H Y Ⅱ P u mp i n g U n i t

Cui Peng-wei

In order to improve the well control capacity，the Tahe oil fi eld is replaced by the type 250 conventional wellhead（25MPa）into the 350 high pressure wellhead（35MPa），the height of the tree is increased，and the anti-collision distance is solved by adding the foundation method.To achieve safe production，the need for safety analysis and calculation of the pumping unit to determine the basis of the height.

pumping unit；foundation heightening；safety analysis and calculation

TE933.1

B

1003-6490（2017）08-0045-02