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游梁式抽油机刹车保险装置研制与运用

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摘要:在抽油机上安装平衡块时抽油机刹车装置未完善,减速器刹车仅用两个螺丝保证曲柄水平;在平衡块安装和调平过程中的锤击、敲打会导致螺丝松动、刹车失灵,曲柄装置突然转动而发生安全事故。因此,研制一种游梁式抽油机刹车保险装置,在安全上双重保护,增大抽油机安装的安全冗余,通过验证使用达到了100%的安全。

键词:游梁式抽油机;刹车保险装置;研制;应用

游梁式抽油机为油田最常用的采油设备,油田生产每年都会安装大批的游梁式抽油机;但是在安装游梁式抽油机的平衡块时,经常会出现安全事故。经调查发现,在安装完减速箱和在曲柄装置上安装平衡块的期间,抽油机刹车装置未安装完善。减速器主动轴端的刹车仅仅只用抽油机厂家提供的螺丝卡住来保证“曲柄处于水平位置”[1];然而,在平衡块的安装和调平过程中需两名安装工在曲柄上进行锤击、敲打等,这些振动极有可能导致螺丝松动,使刹车失灵,曲柄装置突然转动而发生安全事故。为保证吊装平衡块的“施工质量”[2]和“安全”[3],参考“抽油机刹车装置故障分析及解决方案”[4]及“游梁式抽油机刹车锁止装置”[5],研制了游梁式抽油机刹车保险装置。在曲柄处于水平位置、厂家提供螺丝卡住刹车的同时,使用游梁式抽油机刹车保险装置保证刹车爪头直接与刹车轮锁死,安全上双重保护,达到100%的安全。

1原技术状况

对游梁式抽油机安装情况进行调查发现,在曲柄装置上安装平衡块,首先需保证“曲柄处于水平位置”。原施工方法是用抽油机厂家提供的两个螺丝卡住刹车。此施工作业方法存在以下问题:1)存在较大安全隐患。因为在曲柄上的锤击、敲打等振动会导致刹车紧固螺丝松动,使刹车失灵,曲柄装置突然转动而发生安全事故。2)降低安装质量和施工效率。易出现施工的地方,安装工会显得畏手畏脚,锤击的力度跟不上,降低安装质量和施工效率。3)施工将造成机械台班浪费。有安装工提出安装平衡块时增加1台履带吊稳住曲柄的施工措施,加大机械投入,在保证安全的同时造成机械浪费。4)一出事故必是人员伤亡,使生产单位造成重大的经济损失。为保证游梁式抽油机施工安全,特研制游梁式抽油机刹车保险装置。

2抽油机刹车保险装置

2.1设计

此装置由以下三部分组成:◇下部为托体部分,主要用钢筋或钢板制作;◇中间起支撑作用,为上下部分连接,用钢板或螺栓本身;◇上部为1套螺栓螺母,通过紧固螺栓使爪头将刹车轮锁死。制作游梁式抽油机刹车保险装置要求“整体设计小巧、多样化,制作方便,便于携带,操作简单”[6]。2.2工作原理在曲柄处于水平位置时,在螺丝卡住刹车的同时,用游梁式抽油机刹车保险装置保证刹车爪头直接与刹车轮锁死,安全上双重保护,增大抽油机安装的安全冗余。

2.3使用方法

1)减速箱在地上未吊装前就应安装好,只需要把保险装置卡在减速器的主动轴端的刹车上,拧紧螺丝,在螺丝挤压卡住刹车的同时,用游梁式抽油机刹车保险装置保证刹车爪头直接与刹车轮锁死。

2)安装游梁式抽油机刹车保险装置时,拧紧螺栓,使刹车爪头锁死在刹车卡槽内,然后吊装减速箱,此时曲柄为水平位置。履带吊吊装平衡块,两名安装工安装上侧平衡块进行安装调平。完成后在履带吊配合下,拧松螺栓,拆掉游梁式抽油机刹车保险装置,解除刹车,然后使曲柄旋转180°,让安装完成的平衡块转到曲柄下侧。曲柄水平后同理再次安装游梁式抽油机刹车保险装置,安装调平平衡块,施工完成后拆除。

3安全验证

以10型抽油机为例,做一个简单“力学分析验算”[7]。由厂家提供的曲柄、平衡块数据见表1。由表1可知:平衡块加曲柄的重力是78.72kN,其重心到减速器轴承的距离为0.94m;刹车轮半径0.25m,刹车销之间距离0.01m;减速器(图3)齿轮半径0.5m;爪头角度约15°,爪头侧面角度约5°(图4)。齿轮摩擦为有益值,方便计算忽略不计。

4现场应用及效益

1)游梁式抽油机刹车保险装置,在“北III-2联合站扩建及系统工程”、“北III-1联合站扩建及系统工程”、“北III-7三元转油放水站集油系统工程”等5项工程中的104台游梁式抽油机中得到成功应用,取得了良好的效果(表2)。

2)在104台游梁式抽油机中使用刹车保险装置后,若按每台抽油机节约履带吊0.5个台班,安装效率提高20%计算,则共计节约费用(人工费2686.5元,机械费65000元,材料费忽略不计)为67686.5元。

3)应用了游梁式抽油机刹车保险装置后,未出现一起事故,安全效益相当可观。

5结论

游梁式抽油机刹车保险装置具有整体设计小巧、多样化,制作方便,便于携带,操作简单,使用周转次数多、安全等优点,完全满足游梁式抽油机平衡块“施工质量验收要求”,也得到项目部及安装班组的一致认可,现已作为抽油机必备工具之一。在安全管理越来越重视的大环境下,游梁式抽油机刹车保险装置将具有很好的推广应用价值。

参考文献:

[1]中国石油大港油田油气开发事业部.抽油机安装工程施工及验收规范:SY/T0408—2000[S].北京:石油工业出版社,2000:1-21.

[2]石油工程建设专业标准化委员会.石油天然气建设工程施工质量验收规范设备安装工程:SY4201.1—2007[S].北京:石油工业出版社,2007:1-18.

[3]中国住房和城乡建设部标准定额研究所.建筑施工起重吊装工程安全技术规范:JGJ276—2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012:1-40.

[4]李伟,李绍奇,董宏宇.抽油机刹车装置故障分析及解决方案[J].石油矿场机械,2009,38(3):88-91.

[5]郭占林,吴春燕,何晓琴,等.游梁式抽油机刹车锁止装置的研制与应用[J].中国石油和化工标准与质量,2013(1):95-96.

[6]罗红专.机械设计基础[M].2版.北京:机械工业出版社,2016:85-105.

[7]康锋.考虑摩擦的游梁式抽油机动力学分析[D].西安:西安理工大学,2008.

作者:任虎林 单位:大庆油田工程建设有限公司

游梁式抽油机刹车保险装置研制与运用责任编辑:张雨    阅读:人次
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