张威

（大庆油田装备制造集团抽油机制造分公司，黑龙江 大庆 163000）

销孔间隙引发抽油机振动故障排除探讨

张威

（大庆油田装备制造集团抽油机制造分公司，黑龙江 大庆 163000）

抽油机在工作过程中，连杆需要长期承受周期性的交变载荷，曲柄、连杆、横梁的转动环节较多，因此横梁与连杆产生问题的几率比较大。往往因抽油机连杆销孔和横梁销孔的磨损导致连杆连接端松脱，进而引发抽油机振动、异响，抽油机振动会导致抽油机的减速箱、尾轴和中轴等部位损伤，缩短抽油机的使用寿命，严重影响着生产效率。分析寻找销孔间隙引发的抽油机振动故障发生的原因，并对其制定具有针对性的解决方案，是保证抽油机正常工作，保证抽油机安全生产的重要环节。

抽油机；连杆销孔；间隙

游梁式抽油机是我国油田生产中最常见的设备,因其结构简单、操作方便、制造容易、使用寿命长、适应不同工况而被广泛应用。抽油机连杆是游梁式抽油机采油作业时的主要受力部位，是抽油机安全生产的关键所在。

游梁平衡抽油机连杆上销孔或横梁销孔在长期工作中孔径会因磨损而扩大，逐渐变成椭圆状，此时轴孔配合间隙变大，导致连杆连接端松动、退扣脱出，抽油机整体产生振动和异响，如不及时处理则会进一步引发抽油机故障的发生。因此，改进连杆上接头与横梁的连接方式，减轻销孔磨损，成为了保证抽油机安全生产的重点所在。

1 销孔间隙引发故障的原因分析

1.1 连杆孔、横梁孔损坏现象

在抽油机的连杆与横梁连接主要有连杆销孔有锁紧装置、横梁的销孔无锁紧装置、横梁销孔有锁紧装置三种连接方式。第一种连接方式下连杆销孔损坏往往较小甚至没有磨损痕迹，第二种连接方式常见连杆孔磨损严重，横梁孔相较完好，第三种连接方式下连杆孔和横梁孔之间会出现不同程度的磨损，而连杆孔的损坏程度较重。这种情况下，在连杆孔或横梁孔上下方位磨损较左右方位来说更为严重，销孔因此变形呈竖立的椭圆状。

随着磨损的日益严重，销与孔之间的间隙也逐渐随之增大，在这种情况下，连杆会在往复力的作用下对横梁造成冲击，在整机运行中承载接触面不断转换，体现在抽油机上的现象就是机身振动和抽油机异响。

1.2 原因分析

（1）交变载荷导致连杆受力不均。

抽油机连杆在工作过程中受周期性交变载荷和配合公差的影响，经常造成连杆孔或横梁孔损坏,连杆上接头销孔与销间隙增大。抽油机工作时，在受抽油机结构不平衡的影响下，下冲程工作时连杆承受压力，而上冲程工作时连杆承受拉力。在交变载荷的影响下产生周期性交变应力，在上与下的运行过程中，销孔在轴线方向上受力不平衡，孔的边沿处比中间部分承受更大的力，久而久之，销孔因磨损而变形，最终损坏。

（2）销与销孔配合公差的选用导致配合间隙。

游梁式抽油机标准规定销的公差为H7，对于定销孔没有明确的规定，通常依据配合选择标准，选择公差为H8，这种配合属于过度配合，可能出现间隙和过盈配合。在装配施工时，为了操作方便通常使用配合间隙较大的极限尺寸，甚至超出最大间隙，这样在安装过程中甚至不需加力即可随意装取。在这种情况下，因间隙的原因，孔与轴在交变载荷作用下局部接触面的实际最大压力应力超过了许用压力，会出现塑形变形现象，增加了轴与孔之间的间隙。再由于剪刀差超差，两个连杆运动不协调形成附加力，进一步加剧了孔与轴配合间隙的改变，致使铰接副工作状况恶化。

2 解决销孔间隙故障的方案

2.1 通用方案

（1）在抽油机横梁的销孔增加锁紧螺栓结构和槽，将连杆采用孔开槽，采用夹紧式螺栓，当销安装完成之后，拧紧所有夹紧螺栓，使孔与销之间的间隙不复存在，形成无间隙配合的状态。这样的方式可以有效地解决孔与销之间间隙过大的问题，但是游梁必须有充分的空间，销座上方要求必须敞开。

（2）工业改进。首先对连杆销两端进行加工，分别车出螺纹，改连杆销，在连杆销的两端车出螺纹，将螺母拧紧在安装好的联销杆上，横梁侧板受外力作用产生变形，这样能够有效的减小连杆端面与横梁的侧板间隙，借助于两个端面产生的摩擦力消除连杆和梁的相对运动，从而避免了销轴与销孔的冲击。但是这种方式破坏了抽油机原本结构，在后期的使用和维护工作中存在诸多不便。

（3）在游梁和连杆之间打入楔铁，以消除横梁和连杆的相对运动，或在横梁连杆安装好后彻底将连杆与横梁焊死，将连杆与横梁固定为一体，使得连杆与横梁不再发生相对运动。这样的方式和改连杆销一样，会破坏抽油机原本结构，增加后期维修工作的阻碍。

2.2 改进方案

（1）对于连杆孔和横梁孔之间没有安装锁紧装置的抽油机，我们可以采取改进连杆孔的方法，加工新的销轴并加锥套，将锥套、连杆以及曲柄销轴承盒进行装配后锁紧，从而将横梁销孔与销轴配合间隙消除。

（2）对于安装有锁紧装置的横梁，而连杆没有安装锁紧装置的抽油机，通过对连杆孔、锥套、新销轴进行加工，压紧锥套，消除连杆孔与销轴间配合间隙。锁紧横梁孔，进一步消除锥套、销轴、横梁销孔间的配合间隙。

（3）对于横梁上没有安装锁紧装置，而连杆上安装锁紧装置的抽油机，通常采用加工横梁孔、锥套、新销轴的方式，压紧锥套，有效的消除销轴与横梁孔之间的间隙，锁紧连杆孔，使锥套、销轴及销孔间间隙消除。

3 应用效果

经过设计改进，在紧固螺栓的过程中，就会产生一个轴向预紧力，销轴的锥面承受着锥套带来的压力，同时，在与连杆孔的接触面上也会产生一定压力，在进一步压力作用下，会产生面应力，若压力和预紧力处于相对平衡状态，那么将处于无无相对滑动状态下。通过新工业加工修复过的连杆销孔，加工销轴并附加锥套，改变原设计间隙配合方式，有效地减轻了连杆所受交变载荷的影响进而消除了对销与孔造成的磨损，使得抽油机因销与孔间隙过大而导致的振动故障得到解决，大大地延长了抽油机的使用寿命。

4 结语

抽油机是连续运转的采油机械设备，日常对抽油机的维护、检查、保养不及时，对抽油机故障判断不准确等，都会导致抽油机的小问题发展成大故障，造成抽油机停机、翻机的恶性事故。针对销孔间隙引发的抽油机振动故障，通过附加锥套紧固和对销进行加工的工艺技术相结合的方式来消除销孔间隙，进而避免抽油机异常振动造成损机事故，相对通用方案来说仅仅是改造了原上连杆销孔，结构更为简单。在改装、安装方面来说也更为快捷，一定程度上降低了生产成本。解决销孔磨损问题的同时又避免了破坏抽油机原始结构，对后期的使用和维修也不会构成任何影响，有效地延长了抽油机的使用寿命。

[1]张志静. 极端状况下游梁式抽油机的劣化分析与研究[D].新疆大学，2015.

[2]史涛,梁爱国,王涛,李甫,段丽,申杰斌. 抽油机销孔间隙引起振动原因及对策探析[J]. 钻采工艺，2015,(4).

[3]蔡绪勇. 游梁式抽油机常见故障分析及处理方法[J]. 中国石油和化工标准与质量，2016,(17).

[4]何畏，王向涛，孙宇，王钰文.抽油机连杆的力学分析及结构改进[J]. 天然气与石油，2013(3).

[5]马述俭，龚晓明，孙存文.游梁平衡抽油机横梁连杆连接技术方案探讨[J]. 石油矿场机械，2008(3) .

[6]徐静，刘明尧，许兴华，蒲红军. 抽油机曲柄销防松结构的设计[J].石油机械，2005(5) .

TE933.1

A

1671-0711（2017）03（上）-0046-02