抽油机故障诊断分析及措施

克拉玛依职业技术学院毕业论文系部：石油工程系专业：石油开采技术学生姓名：陈亚东学号：DO203123设计（论文）题目：抽油机故障诊断分析及措施起讫日期：2007年4月28日设计（论文）地点：重油开发公司指导教师：安东专业负责人：樊宏伟摘要：通过分析抽油机结构，找出可能发生故障的部位，一一分析了引起各种故障的主要原因，如加工误差的影响、结构设计不合理等，针对各种不同的故障原因，提出了相应的处理措施。关键词：抽油机故障分析处理目录摘要………………………1引言………………………………31抽油机的工作原理及特点……32抽油机的故障分类及处理方法……52.1抽油机整机振动的故障及处理……52.2曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理法……72.3连杆刮碰曲柄旋转平衡重块的故障及处理方法……82.4刹车不灵活或自动溜车的故障及处理方法……82.5尾轴承座螺栓松动的故障及处理方法……92.6游梁顺着驴头方向（前）位移的故障急处理方法……92.7平衡重块固定螺栓松动的故障及处理方法……102.8曲柄在输出轴上外移的故障及处理方法……112.9悬绳器绳辫拉断的故障及处理方法……112.10皮带松弛的故障及处理方法……122.11减速器大皮带轮松滚键的故障及处理方法……132.12减速器漏油的故障及处理方法……152.13减速器的齿轮损坏形式及原因分析……182.14减速器串轴的故障及处理方法……212.15电动机的故障及处理方法……24（一）、电动机常见启动、运行、机械故障及处理方法……24（二）、电动机绕组故障的故障及处理方法……272.16抽油机控制箱故障及处理……333结论…………334参考文献…………34引言随着抽油机使用周期的延长，抽油机故障率也在逐年增加，本文通过对游梁式抽油机的分析，找出了影响抽油机井故障原因；归纳了抽油机的各种故障形式，从电动机故障率高,传动带损坏，减速箱的各种故障,曲柄、连杆、曲柄销装置的损坏以及支架弯曲和底座损坏等方面分析故障原因并提出了解决措施；为概括全系统可能发生的各种故障，阐明了游梁式抽油机故障树的表现形式和具体内容。1、抽油机的工作原理及特点（一）抽油机工作原理：抽油机俗称“磕头机”，是将原油从井下举升到地面的主要采油设备之一，常用的有杆抽油设备有三部分组成：一是地面驱动设备即抽油机；二是井下的抽油泵，它悬挂在油井油管的下端；三是抽油杆，它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵。抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统（将转动变转为往复移动）带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移动，从而实现将原油从井下举升到地面的目的。图1抽油机结构图1—底座；2—支架；3—悬绳器；4—驴头；5—游梁；6—横梁轴承座；7—横梁；8—连杆；9—曲柄销装置；10—曲柄装置；11—减速器；12—刹车保险装置；13—刹车装置；14—电动机；15—配电箱。（二）抽油机特点：1、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方便；2、游梁选用箱式或工字钢结构，强度高、刚性好、承载能力大；3、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，加工精度高、承载能力强，使用寿命长；4、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一；5、刹车采用外抱式结构，配有保险装置，操作灵活、制动迅速、安全可靠；6、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一。2抽油机的故障类型及处理方法2.1抽油机整机振动的故障及处理方法一.抽油机整机振动的原因（1）地座的原因：主要有地基建筑不牢固、底座与基础接触不实有空隙、支架底板与底座接触不实。（2）负载与对中的原因：驴头对中误差大、悬点负荷过重超载、平衡率不够、井下抽油泵刮卡现象或出砂严重、减速器齿轮打齿。二.检查方法（1）首先要检查的是基墩与底板接触是否牢固。如果不牢固，当抽油机上行时基墩跟着抽油机的上行而上升，下行时又回到原位，此种故障多发生在墩式基础的第一、第二基墩上。下雨时发现比较明显的稀泥从基础与大地的缝隙中被挤出来，此种故障是底板的预埋件与基墩的焊接开焊造成整机振动过大。（2）检查基墩和底座的连接部分，斜铁是否有松动，紧固螺钉是否松动。（3）检查支架的3条支腿底座与抽油机的底座连接部分，两条前支腿部分水平是否达到要求，是否有缝隙。后支腿是否有缝隙、接触不牢固。抽油机运转时，梯子是否晃动严重。（4）驴头对中差得较大、严重超出规定范围。检查时可卸掉负荷，用垂线法测量驴头打点（详见抽油机安装质量检查）。（5）驴头悬点负荷严重超载。通过测示功图可以得到本机的悬点负荷是否严重超载。此类情况发生在井下更换打泵，加深泵挂，或是抽汲参数不合理——冲程大、冲速快，造成了悬点负荷和惯性负荷的增加而使整机严重超载，应及时处理，不然可能造成严重后果——拉断悬绳器、游梁、横梁等事故发生。（6）平衡率不够，可通过用钳形电流表检测平衡率。听电动机声音也能发现平衡率差得太多，电动机上下冲程速度不一致，发生不均匀的噪声。（7）井下碰泵、刮卡现象也可造成整机的振动。每上下一次都有一次卸载、增载，抽油机摇摆、晃动，产生很大的冲击振动，还可造成其它部件损伤。（8）减速器齿轮打齿或左右旋齿松动。减速器噪声很大、机身振动很大，检查减速器，打开减速器检查孔，检查齿轮是否有打齿现象，要逐一检查每个齿、左右旋齿、中间轴、人字齿和输出轴齿。三.处理故障的方法（1）如基墩与底板预埋件开焊，可挖出基墩至底板预埋件重新焊接。（2）基墩与底座的连接部位不牢时，可重新加满斜铁，重新找水平后，紧固各螺栓-并备齐止退螺帽。将斜铁块点焊成一体，以免斜铁脱落。（3）支架与底座有缝隙时，可用金属垫片找平，重新紧固。（4）驴头不对中时，应及时调整对中。（5）严重超载时，应及时调小冲程、冲速，或换小泵径，或更换大一点的机型。（6）平衡率不够时，应及时调整平衡，平衡率应达到85%以上。（7）碰泵、刮卡现象时，应调整防冲距。如发现刮卡现象时，应将抽油杆调整一个位置，直至不刮卡为止。（8）如减速器齿轮打齿应立即更换。左右旋齿松动应及时更换，不然回造成更大的损坏。2.2曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理方法一.故障现象检查抽油机时，能听到周期性的轧轧声。严重时，地面上有闪亮的铁屑，发生掉油梁的事故，也就是翻机事故。二.故障原因（1）曲柄销上的止退螺帽松动或开口销未插，使冕型螺母退扣。（2）销轴与销套的结合面积不够，或上曲柄销时锥套内有脏物。（3）销轴与销套加工质量不合格。（4）曲柄销套的圆锥已被磨损。三.处理方法重新安装曲柄销，将旧销打出冲程孔，检查锥套是否磨损。检查曲柄销轴与锥套的配合情况。在锥套里抹上黄油，将曲柄销轴插入锥套内压紧，再拉出来销轴上有多少面积粘由黄油。即可看到销与锥套的结合面积有多少，加工合格的销套（结合面积应能达到65%以上）。如果结合面积很小，可视为加工不合格应更换。重新上曲柄销市，应按操作规程和技术要求装配（可参照更换曲柄销的操作）。2.3连杆刮碰曲柄旋转平衡重块的故障及处理方法一.故障现象有规律的声响。当抽油机运转到某一位置时发生声响，连杆和重块发生摩擦的部位有明显的痕迹。二.故障原因（1）游梁安装不正，中心线与底座中心线不重合。（2）平衡重块铸造不符和标准，凸出部分过高。三.处理方法（1）调整游梁位置，使其与曲柄完全一致。游梁的中心线应与底座中心线重合在一条线上，可用中央轴承座的前后4条顶丝调节。（2）削去平衡重块上突出过高的部分，可采用手提砂轮机磨掉多余部分。2.4刹车不灵活或自动溜车的故障及处理方法一.故障现象（1）刹车时不能停在预定的位置，拉刹车时感觉很轻。（2）松刹车时刹车把推不动。二.故障原因（1）刹车行程未调整好——行程过大，拉到底时刹车片才起作用。（2）刹车片严重磨损。（3）刹车片被润滑油染（脏）污，不能起到制动作用。（4）刹车中间座润滑不好或大小摇臂有一个卡死，拉到位置后刹车仍不起作用。三.处理方法（1）调整刹车行程在1/3-1/2之间，并调整刹车凸轮位置，保证刹车时刹车蹄能同时张开。（2）更换严重磨损的刹车片，取下旧刹车片重新铆上新刹车片。（3）清理刹车毂里的油迹，保障刹车鼓与蹄片之间无脏物、油污。如果是刹车毂一侧的油封漏油，应该换油封。（4）把刹车中间座拆开，因里面是铜套需要润滑，拆开后清理油道加注黄油即可。两个摇臂要调整好位置，不得有刮卡现象。2.5尾轴承座螺栓松动的故障及处理方法一.故障现象尾轴承固定螺栓剪断、螺栓弯曲，尾部有异常声响；轴承座发生位移。二.故障原因（1）游梁上焊接的止板与横梁尾轴承座之间有空隙存在。尾轴承座后部有一螺栓穿过止板拉紧尾轴承座，这条螺栓未上紧，紧固尾轴承座的4条螺栓松动，或无止退螺帽。（2）上紧固螺栓时，未紧贴在支座表面上，中间有脏物。三.处理方法（1）止板有空隙时，可加其他金属板宾焊接在止板上，然后上紧螺栓。（2）重新更换固定螺栓并加止退螺帽，打好安全线加密检查。2.6游梁顺着驴头方向（前）位移的故障及处理方法一.故障现象原位对正井口，发现光杆被驴头顶着上升，并伴有声响，振动增加。二.故障原因（1）中央轴承座固定螺栓松，前部的两条顶丝未未顶紧中央轴承座。中央轴承座固定螺栓松动，使游梁位移。（2）游梁固定中央轴承座的“U”型卡子松了，使游梁向驴头方向位移了。三.处理方法卸掉驴头负荷使抽油机停在近下死点，使游梁回到原位上，检查“U”型卡子是否有磨损，如无磨损上紧“U”型卡子螺丝；如中央轴承座松，可用顶丝将中央轴承座顶回原位，扭紧固定螺栓即可。2.7平衡重块固定螺栓松动的故障及处理方法一.故障现象检查时，发现有规律的声响，上、下冲程各有一次。严重时，平衡重块掉到地上，拉掉曲柄的牙，使曲柄报废。下雨后，能够看到螺栓部位有水锈的痕迹。二.故障原因紧固螺栓松动，曲柄平面与平衡重块之间有油污或脏物。三.处理方法将曲柄停在水平位置，检查紧固螺栓及锁紧牙块螺栓，回复到原位置，上紧紧固螺栓，具体要求按操作规程安装调整。2.8曲柄在输出轴上外移的故障及处理方法一.故障现象曲柄在输出轴上向外移，从后面看抽油机连杆不是垂直而是下部向外，严重时掉曲柄造成翻机事故。二.故障原因曲柄键不合格，输出轴键槽与曲柄键槽有问题。三.处理方法更换键或加工异形键。2.9悬绳器绳辫拉断的故障及处理方法一.故障现象绳辫粗细不均匀，腐蚀严重，锈很多，拉断砸在井口密封圈盒上。二.故障原因（1）绳辫钢绳中的麻芯断，造成钢绳间的互相摩擦，钢绳受到的损伤很大，最后拉断。（2）绳辫钢绳受到外力损伤，同部位断丝超过3根而检查时没有及时更换，最后拉断钢绳。（3）钢丝绳头与灌注的绳帽强度不够，使绳帽与钢绳脱落。三.处理方法更换悬绳器。截取合适长度的钢绳1根，装上悬绳器的上、下压板。如果是绳帽灌注，灌绳锥套的总长度不得超过100㎜。灌铅时应在绳头上打入三角铁纤2~3根起涨开作用。铅里应加入少量锌以增加强度，避免拉脱。如果是用绳卡子卡时，下方预留绳头不得超过20㎜，以免运转到下死点时刺伤采油工。2.10皮带松弛的故障及处理方法一.故障现象（1）单根皮带有松有紧。（2）联组皮带有跳的现象、波浪状起伏现象。（3）打滑并伴有异常声响。（4）起火而烧皮带。（5）掉在地上。二.故障原因（1）使用的皮带长度不一致。（2）电动机滑轨的固定螺栓松弛。（3）电动机固定螺栓松弛。（4）皮带拉长。三.处理方法（1）选择合适的、长度一致的皮带。如果是新皮带就长短不一，可将长的用在一组，短的用在一组。（2）紧固松弛的螺丝，并顶紧对角的顶丝螺丝。（3）调整皮带的拉紧度，因皮带用一段时间后肯定会拉长，因此应相应的调整，以保持皮带的拉紧度，以单根皮带翻转180°松手即能回复到原样为合适，联组带手掌下压一指松开即复位为合适。2.11减速器大皮带轮松滚键的故障及处理方法一.故障现象在运转时大皮带轮晃动，有异常声响。二.故障原因（1）大皮带轮端头的固定螺栓松，使皮带轮外移。（2）大皮带轮键不合适。（3）输出轴键槽不合适。三.处理方法更换大皮带轮键，检查输入轴键槽是否有损坏，如有损坏应更换输入轴。如果键槽是好的，即可根据键槽重新加工键。紧固大皮带轮的端头螺丝，锁紧止退锁片。抽油机故障