提升游梁式抽油機(jī)制作質(zhì)量的措施分析

焦曉倩

[摘 要]抽油機(jī)是石油開采過程中重要設(shè)備，主要由驢頭、游梁、支架、底座、橫梁、連桿等組成， 多為金屬結(jié)構(gòu)件，在制作過程中井場會(huì)出現(xiàn)尺寸超差等問題。本文主要是從驢頭、游梁、支架、底座四個(gè)方面，探討制作過程中存在的問題，并制定合理的措施來提升制作質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]抽油機(jī) 驢頭 焊接

中圖分類號：X535 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）19-0118-01

抽油機(jī)是石油工業(yè)采油生產(chǎn)的主要裝備，其中游梁式抽油機(jī)應(yīng)用最為廣泛。游梁式抽油機(jī)的主要部件，如驢頭、游梁、支架、底座、橫梁、連桿等，多為金屬結(jié)構(gòu)件。在大型抽油機(jī)生產(chǎn)過程中，由于其尺寸龐大，受加工手段制約，加之受焊接變形的影響，其尺寸超差是常見的重要質(zhì)量影響因素，如不高度重視，會(huì)引起批量質(zhì)量事故，同時(shí)也關(guān)系到整機(jī)組裝和試車，也會(huì)導(dǎo)致一些安全事故，給企業(yè)造成重大損失。提升游梁式抽油機(jī)制作質(zhì)量就要通過生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，掌握抽油機(jī)大型金屬構(gòu)件制造過程中容易出現(xiàn)的主要問題，并制定合理的應(yīng)對措施來提升質(zhì)量。

1、驢頭

抽油機(jī)的驢頭是由鋼板和角鋼焊接而成的關(guān)鍵部件，它有一個(gè)較大的弧面，兩根鋼絲繩掛在驢頭弧面上部的懸繩架體上，弧面往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩拉動(dòng)抽油泵光桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行抽油作業(yè)。驢頭的作用是保證抽油時(shí)，光桿始終對準(zhǔn)井口中心位置。為此，制作驢頭時(shí)，是以游梁支點(diǎn)軸承為圓心，以軸承圓心到驢頭弧面上任意點(diǎn)為半徑畫圓弧，該半徑應(yīng)是一個(gè)設(shè)計(jì)定值，它的大小與抽油機(jī)的沖程長短有關(guān)。這樣，固定的圓心，一定的半徑，鋼絲繩始終是弧面的切線，所以驢頭頭部弧面中心點(diǎn)的投影始終與井眼重合、驢頭與游梁的一端連接，游梁的往復(fù)擺動(dòng)帶動(dòng)驢頭工作。

驢頭是比較大型的金屬構(gòu)件.如常規(guī)十二型抽油機(jī)，其主要質(zhì)量問題表現(xiàn)為側(cè)面翹曲，工作時(shí)側(cè)板與鋼絲繩摩擦，造成安全事故。另一個(gè)問題表現(xiàn)為抽油桿不能始終對準(zhǔn)井口中心，驢頭工作時(shí)“勾頭”和“揚(yáng)頭”，“打點(diǎn)”超差較大，工作時(shí)鋼絲繩前后擺動(dòng)，整機(jī)安裝難以對準(zhǔn)井口。前一質(zhì)量問題的主要原因是：驢頭側(cè)板間的筋板、面板等下料尺寸不準(zhǔn)、工件焊接變形，以及連接板與驢頭側(cè)板組對不垂直所引起的。這就要求筋板等下料寬度尺寸精確，如果剪板下料正負(fù)誤差較大.可對其寬度尺寸進(jìn)行刨銑加工，保證兩側(cè)板平面平行。再者，制定合理的焊接工藝，如有變形，要進(jìn)行矯正和采用強(qiáng)制變形的手段。如一塊面板只有12mm厚、30mm寬，長度卻超過5000mm，如果單個(gè)面板滾圓弧時(shí)，因自重容易引起扭曲，應(yīng)多塊拼連進(jìn)行滾制。后者應(yīng)注意連接板與弧面板的位置關(guān)系，否則驢頭連接板與游梁連接板連接后，弧面半徑相對發(fā)生變化。這就要求對組對工裝和定位裝置進(jìn)行校驗(yàn)，為產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的保證。產(chǎn)品采用AIP標(biāo)準(zhǔn)，驢頭懸點(diǎn)投影在φ22mm范圍內(nèi)。

2、游梁

游梁用支架軸承安裝在支架上，前端與驢頭相連，后端通過尾軸承與橫梁相連。抽油機(jī)工作時(shí)，游梁繞支架軸承作搖擺運(yùn)動(dòng)傳遞動(dòng)力，同時(shí)承受懸點(diǎn)載荷，連桿拉力和支架通過支架軸承對游梁的反作用力等載荷。因此，要求游梁必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。重型游梁多采用鋼板焊成的截面為“n”字形或箱型游梁，這種游梁強(qiáng)度和剛度較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接工作量大。對于常規(guī)游梁，該結(jié)構(gòu)件的下料、組對、焊接都應(yīng)嚴(yán)格要求，所用δ12、δ25板材過長易彎，δ25板較厚，如不平整，要進(jìn)行火焰校平，也可進(jìn)行碼放堆壓時(shí)效處理、組對應(yīng)進(jìn)行劃線和強(qiáng)制變形，組焊時(shí)應(yīng)采用對稱分段焊接工藝，減少焊后變形。游梁連接板、中座板、尾座板之間的位置關(guān)系要精確。

3、支架

支架用支架軸承和游梁相連，當(dāng)抽油機(jī)工作時(shí)，支架承受懸點(diǎn)載荷和連桿拉力，是重要的受力部件，要有足夠的強(qiáng)度和剛度，抽油機(jī)支架用型鋼焊接而成。游梁式抽油機(jī)支架外形尺寸較大，工裝的剛度較難保證，加之焊接變形，容易引起一些質(zhì)量問題，支架常見的質(zhì)量問題是：支架重心偏移，支架頂板平面和底腳板平面不平行，左右側(cè)傾或前后傾斜。其左右側(cè)傾同樣引起游梁、驢頭側(cè)傾，造成鋼絲繩磨驢頭側(cè)板；支架頂板前后傾斜，引起重心前后偏移，也同樣影響整機(jī)與井口的相對位置。由于工件尺寸和斜度較大，上下面平行只有靠工裝保證。在下料時(shí)要放樣準(zhǔn)確，組對時(shí)對工裝進(jìn)行驗(yàn)證，前后腿要按設(shè)計(jì)角度組對，不可用氣割過量修割，造成腿短，焊后因受拉應(yīng)力作用，收縮變形造成四塊底腳板不在同一平面內(nèi)。支架工裝的設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理.施工方便，控制變形有效。最好先用單片組對工裝，保證單片的幾何尺寸，減少整體組對時(shí)的誤差和工作量。焊后支架擺放應(yīng)讓底腳板和頂板不與地面接觸，以免受力變形造成組裝困難.整機(jī)重心偏移，受力失穩(wěn)。

4、底座

底座是由撬裝結(jié)構(gòu)的座體和筒體組焊而成。座體是用工字鋼、槽鋼和角鋼焊成，筒體用鋼板焊成。減速器、支架用螺栓直接緊固在底座上，它是一個(gè)基礎(chǔ)部件，固定在地基上。底座制成過程中，要保證與支架和減速器的底面接觸的平面度為1.2-1.5mm。游梁式抽油機(jī)底座要求的兩個(gè)平面不可能焊后加工（銑、刨），只有先加工后焊接。這就要求制作過程中對焊接的應(yīng)力變形采取措施，加以精確保證座體組對時(shí)，由于所用工字鋼等型材也存在扭曲誤差，所以必須保證其上面平面度滿足要求，橫撐榫頭下料準(zhǔn)確，這樣支架安放才能平穩(wěn)。筒體由于尺寸較大，也要對其頂板進(jìn)行加工后焊接，因焊縫不對稱和加強(qiáng)筋板較多，這就要用工裝強(qiáng)制變形。另外筒體的側(cè)板為梯形，在剪板下料時(shí)，其對角線不易控制，還要考慮板厚給傾斜向高度帶來的誤差，保證整體高度，否則容易出現(xiàn)頂板變形，與減速器底面接觸不完整，在地腳螺栓的作用下，造成減速器箱體出現(xiàn)裂紋、漏油、報(bào)廢。

以上零部件加工過程中存在的問題及解決方案是在生產(chǎn)實(shí)際中總結(jié)而成，有一定的局限性，因不同企業(yè)的生產(chǎn)能力、加工手段不同，質(zhì)量控制的難易程度、側(cè)重點(diǎn)隨之不同、加之生產(chǎn)工人的技術(shù)水平、熟練程度不同，應(yīng)結(jié)合實(shí)際對產(chǎn)品質(zhì)量加以控制，確保產(chǎn)品性能可靠、質(zhì)量穩(wěn)定，能滿足生產(chǎn)需要，安全平穩(wěn)運(yùn)行，為石油工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供有力保障。

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