徐皓玉

摘要：抽油井生产过程中，需要经常进行更换皮带、电机、调冲次等，这都需要对电机皮带进行调整，使皮带达到“松紧合适、四点一线”的生产要求。电机顶丝是调整皮带“四点一线”的专用工具，目前存在着稳固性差，易打滑伤手，存在安全隐患，停井时间长。本文主要是研制一种无伤害的电机顶丝，在现场推广应用，取得了良好的应用效果。

关键词：无伤害顶丝;打滑;安全隐患;消除

在油田开发过程中，抽油机井采油是最主要的机械采油方式，目前孤东采油厂所开的2068口油井中，游梁式抽油机井有1952口，占到开井数的94.4%。在生产过程中，抽油井需要经常进行更换皮带、调整油井参数、更换电机等操作，以上这些操作都要对电机进行调整，使皮带达到“松紧合适、四点一线”的生产要求。电机顶丝是目前用来顶推电机，使皮带达到“四点一线”的专用工具。

1.    基本情况

抽油井生产过程中，经常进行调冲次、更换皮带、更换电机等，需要对皮带进行调整，使其达到“松紧合适、四点一线”的要求。电机顶丝是调整皮带“四点一线”的专用工具，使用时稳固性差，易打滑伤手，存在安全隐患，操作速度慢，停井时间长。

为了掌握调整皮带的具体情况，根据注采702站 2018年《抽油机设备运转记录》，随机选取了10口井更换情况进行了统计，如表2 所示：平均打滑次数6.4次，调整时间15.6min，每年因调整皮带停井影响油井产量53.7t。

2.    现状原因分析

首先对现在用的电机顶丝进行详细了解，并对其存在的问题进行了剖析，主要原因如下：

2.1  结构不合理

顶丝结构设计不合理，底座倾角过大，在紧皮带的过程中，前端易上翘，顶丝后端“隐藏”在滑轨槽内，增加操作难度，操作速度慢，工作效率低。

2.2  位置受限制

普通顶丝的位置是一定的，而电机的位置是变化的，顶丝在安装时，需要靠滑轨下面的凹槽挡板提供一个受力点，以保证顶丝在紧皮带过程中不产生位移，这样就需要顶丝本休先越过凹槽，然后回拉，才能放到预定位置，再紧丝杠顶到电机上。如此，顶丝前端到电机底座之间，必须要有一定的空间，就产生了“虚行程”，由于不同滑轨下面的凹槽挡板位置不同，就会出现顶丝前端丝杠伸出过长，一是增长了紧皮带的时间，二是容易出现丝杆的前部弯曲，导致顶丝损坏，无法使用。

2.3  伤害电机底座

普通顶丝在紧皮带时，是旋转丝杆使电机向后移动，这样丝杆是在“动”，而电机底座是“静”，丝杆与底座是相对运动的，容易损坏电机的底座，使电机底座形成凹洞，见图3。

2.4  存在安全隐患

一是当皮带较紧时，由于顶丝过长，顶丝会出现“跳跃现象”，加剧顶丝损坏，特别是前端加有垫铁时，垫铁容易飞出，操作安全性差;二是调整皮带用的撬杆前端是锥形的，顶丝旋转部位的受力通孔较小，撬杆插入孔内较少，磨擦力较小，在紧皮带时，撬杆容易打滑，操作安全性差。

3.    无伤害电机顶丝的研制与应用

通过上述原因分析，可以得出，目前在用顶丝的结构不合理、工作原理不适用是造成问题存在的主要原因，因此，需研制一个种无伤害的新型电机顶丝，解决以上问题。

3.1  解决方案及思路

根据对以上4 个原因分析，分别提出了4 个解决方案：方案一：改变现用顶丝底座的倾角，减少操作难度;方案二：设计一个专用的调整用件，放在顶丝与电机中间，提高工作效率;方案三：改变目前顶丝的工作原理，对底座和丝杆部分进行全新设计;方案四：顶丝的通孔加大，配合使用专用的紧固工具。

3.2  无伤害电机顶丝结构及创新点

研制的无伤害顶丝主要由底座、丝杆、固定卡牙、顶杆，调整螺母等部分组成。主要创新点有四个：一是改变了与滑轨的接触方式，受力点变为由卡牙或螺丝提供受力点，可以任意调整顶丝的位置，避免了丝杆伸出过长，保证丝杠无虚行程;二是改变了结构，丝杆后端与滑轨距离增大，杜绝出现“隐藏”在滑轨槽内的现象，方便了紧皮带;三是改变丝杆为无孔式设计，变为一个螺母，增大了接触面积，在紧皮带时避免了打滑现象，保证了操作的安全;四是顶丝的顶杆与电机底座不存在相对运动，旋转磨擦变为静接触，杜绝顶丝出现“跳跃现象”，避免底座与丝杆的损坏，操作更加安全快速。

3.3  现场应用

3.3.1      现场实验

该顶丝研制成功后，首先在HLKD5-1井试验，试验过程中，没有出现打滑等上述问题及隐患，主要解决目前在用顶丝存在的三个问题：

（1）     防打滑：由于结构的改变，避免了打滑现象，保证了操作的安全。

（2）     防变形：可随意调整顶丝位置，缩短了顶杆的伸出量，防止顶杆变形。

（3）     防伤害：一是顶丝前端无需加垫铁，防止飞出伤害操作工人;二是杜绝因打滑造成伤手问题;三是杜绝顶丝出现“跳跃现象”，防止对电机底座造成伤害。

3.3.2      推广应用情况

2019年，该顶丝在采油厂推广42套，平均每次减少停井时间10.2分钟。选取了在现场8 口井调整皮带时使用情况（表1）：

3.3.3      效益评价

（1）     目前该顶丝应用42套，调整皮带210井次，平均每次减少停井时间10.2分钟，共减少产量损失7.6噸，经济效益为=7.4*2200=16720元。虽然目前经济效益较少，但该装置无需重复投入，若形成规模，长期经济效益可观。

（2）     杜绝了普通顶丝的“打滑”、“跳跃”现象，保证了安全操作。

（3）     应用该顶丝，避免普通顶丝因丝杆变形导致的损坏，及对电机底座的损坏，节约了成本投入。

（4）     降低了工人劳动强度，提高了工作效率与油井生产时率。

4.    结论及认识

无伤害电机顶丝的研制与应用，消除了传统电机顶丝在使用过程中存在的安全隐患，确保了操作者的安全;消除了对电机底座的伤害，降低了成本投入;缩短了调整皮带的时间，降低了工人劳动强度，提高了工作效率与油井生产时率，适用所有电动机调整皮带时使用，具有良好的使用前景。

参考文献：

[1]   唐磊.采油基本技能操作读本.北京：石油工业出版社，2006.

[2]邹艳霞.采油工艺技术.北京：石油工业出版社，2006.