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【分类号】U264.5
摘要：抽油机是各个油田广泛使用的机械采油设备，它在生产运行中存在很多问题，其中一个问题是在正常生产过程中突然出现蜡卡或砂卡时，由于员工在巡回检查过程中没有及时发现，而抽油機还在运行，造成设备损坏。特别是现在广泛应用的双驴头抽油机损坏较严重部件是后驱动绳辫子，其中损坏最严重的应属于光杆和抽油机绳辫子。（光杆被驴头顶弯曲，绳辫子偏磨而断股，或者被拉断）。
自动停机装置属于控制装置，是由载荷方卡子、悬绳器和行程开关构成。载荷方卡子座于悬绳器上平面，行程开关装在悬绳器的侧壁且行程开关触点低于载荷方卡子下底通过导线与配电箱中间继电器相联接。在设备没有损坏的情况下实现自动停机。
关键词： 抽油机井蜡卡或砂卡，光杆与驴头运行不同步
引言
抽油机井发生蜡卡或砂卡后，如果没有早发现，可能会造成抽油机或井口设备的损坏，使油井免修期缩短。增加生产成本。
一、抽油机井出现蜡卡砂卡或其它卡滞的原因
（一）、抽油机井为什么会出现光杆与驴头运行不同步现象
1、原油中含有一定量的石蜡，当正常生产过程中原油从油层流向井底在由井底被举升到地面过程中压力在不断的下降，温度也在不断的下降，石蜡以晶体形式从原油中析出聚集长大形成蜡晶体沉积在油管和抽油杆柱表面使油管的管径缩小，抽油杆直径增加。抽油杆上、下行阻力增大。
2、油井出砂的原因有两点：（1）地质方面原因：储油岩石是由固体颗粒和胶结物组成的，岩石中胶结物含量越高，岩石有效结强度越大，油井就越不容易出砂。反之胶结物含量少时胶结强度低，油井就越容易出砂。（2）开采方面原因：固井质量差、完井方法不当，诱流和放喷方法不合理，会引起油层波动而出砂。在采油过程中，由于油井的工作制度不合理，造成采油压差过大，油流速度过高，会破坏岩石结构，使油井出砂。措施不当引起油层出砂，酸化时酸液的浓度过大溶解岩石颗粒间的大量钙质胶结物，使油层变得松散而出砂。这些砂会随油流进入泵筒使柱塞发生卡滞现象，严重时使泵柱塞卡死。
3、其它方面原因：如为了防止抽油杆和油管偏磨而在抽油杆产生偏磨的位置安装的扶正器磨损坏而造成抽油杆卡死。抽油泵的衬套松动后错位使抽油泵的柱塞卡死等原因。聚合物驱受效后，采出液中聚合物浓度增加也可以使光杆与驴头运行不同步。
（二）、蜡卡或砂卡后抽油机与井口设备都会受到不同程度的破坏
1、游梁式抽油机会出现光杆与驴头运动发生滞后现象，光杆被卡在光杆行程中下部时对抽油机和井口设备损坏最严重。抽油机发出周期性大的声响同时伴随着振动。绳辫子与驴头产生偏磨使绳辫子使用寿命缩短或被拉断，严重时光杆被驴头顶弯，井口采油树立管丝扣部位被拉弯或断裂，使井液喷出造成污染环境。
2、注聚合物井受效后油井采出液含聚合物的浓度逐渐增加，使采出液的粘度逐渐增大，光杆与驴头运动也会发生滞后现象，通常这种现象不会对抽油机和井口设备造成大的损坏。原因是光杆下行时负载方卡子和悬绳器分开的距离不大，所以光杆上行时负载方卡了和悬绳器之间产生冲积力不会很大。
3、双驴头游梁式抽油机除有上述现象发生外，最严重的后果是后驱动绳辫子被拉断造成抽油机翻机事故。因为光杆被卡后，抽油机在下行时驴头失去载荷，在惯性的作用下抽油机由下行运动变成上行运动后驴头突然加上载荷，后驱动绳辫子承受巨大冲积拉力，当后驱动绳辫子由于制造缺陷或在使用过程中产生磨损或腐蚀，或保养过程中存在问题时。就会被拉断。造成抽油机翻机事故。
（三）、员工如果在蜡卡或砂卡出现后发现抽油机已经停止运转可以采取洗井等措施解决
岗位员工在岗期间发现抽油机停止运转时，可以马上到达现场，确认是蜡卡或砂卡后可以立即通知小队领导协调洗井设备处理。减少员工更换设备的劳动强度。同时降低了生产成本。
二、游梁式抽油机运行特点
1、游梁式抽油机将电机的旋转运动变为直线往复运动效率较低，主要环节是皮带传动、减速箱和四连杆机构。
皮带传动的功率损失：一般以弯曲功率损失和弹性滑动损失为主。现在对皮带做了大量改进工作量（创造出窄V带、同步带等）使得传动效率平均提高到85%
2、减速箱传动效率一般比较高，一副轴承传动损失约为1%，一对齿轮传动损失约为2%，减速箱总传动损失约为9%～10%，传动效率约为90%左右。
3、游梁式抽油机的四连杆机构使得驴头运动规律为类似简谐运动，其最高速度和最低速度较匀速运动的速度高得多，所以在相同的时间内要达到最高速度，其加速度较匀速运动也大得多，造成惯性载荷大，使抽油机在驴头上下死点处承受载荷最大。
（一）游梁式抽油机电机的启动性能
1、游梁式抽油机的转动惯性较大，而且是带载荷启动，所以要求启动转矩大。但是，带动抽油机的变压器容量较小，抽油机启动电流较大，所以抽油机配电箱的保护元器件动作参数就要调整较大些。由于抽油机井平衡率不可能调整理想的平衡状态，启动抽油机时不致于使保护元器件动作使抽油机不能正常启动。
2、游梁式抽油机的一个重要特点是承受交变载荷，所以运行时每个冲程都要经受最大扭矩，所以电机必须具有足够的过载能力，而使保护元器件动作参数也要调整较大些。
3、当启动时由于堵转电流远远超过电机额定电流几倍，为了使保护元器件不动作参数也应调整较大些。
通过上述分析认为抽油机在正常生产情况都存在大马拉小车的现象。在发生蜡卡或砂卡时，是不可能依靠配电箱保护元器件动作而使抽油机停止转动。
（二）该装置的工作原理
1、原理就是在载荷方卡子与悬绳器之间安装一个行程开关。当抽油机下行时，由于蜡卡、砂卡等现象发生而出现光杆滞后现象使光杆载荷卡子与悬绳器分离，使行程开关动作由原来常闭触点变成断开状态。使抽油机配电箱的中间继电器断开，把正常运行的抽油机停下来，使岗位员工及时发现上报处理。
2、如果抽油机井在在上冲程时发生蜡卡或砂卡，即光杆向上运行。抽油机井负载增加使电机电流上升可以使保护元器件动作，使抽油机停止运转。运转的电机可以将抽油机皮带磨断后使抽油机停下来。不致于把别设备损坏。
（三）该装置的方案比较
本装置有两种方案一是，使用无线连接方式。即在行程开关动作后由无线装置发出信号同时在电机配电箱内有接收装置将信号转换为将中间继电器断开的工作电流。优点是没有导线连接。缺点是，维修成本高、抗干扰能力差。第二种方案是，使用导线直接把行程开关与中间继电器连接。避免上述的缺点，由于采用了24V低电压使其更安全。
抽油机如果采取碰泵操作或需要卸载测试示功图时，可以将该装置的转换开关关闭，使装置失去作用。保证操作正常进行。
三、结论
抽油机蜡卡或砂卡岗位员工一般采用测电流的方法检查，每天每口井都要测上下电流。而测示功图和动液面每口井一般情况是一个月测一次。只有岗位员工发现不正常的情况时，小队技术员才上井去落实。有一些井出现蜡卡或砂卡现象是很难被发现的。
我们厂所开采的油层是三低油层，即渗透率低，产量低，孔隙度低。油层物性差，油井存在间歇出油现象非常严重。而采用抽油机机型都是十型抽油机，拖动电机的电流都在50～65A以上，节能型电机电流也在11～15A之间。岗位员工用手持电流表是不容易发现电流变化的这也是我们厂卡泵井作业率高的一个主要原因。
采用该装置后，只要抽油杆与驴头运动不一致，就可以使抽油机停止，岗位员工就能很快的发现并上报处理。同时不存在抽油设备被损坏的现象发生。
参考文献
韩修廷，有杆泵采油原理及应用.石油工业出版社，2007，3（1）
摘要：抽油机是各个油田广泛使用的机械采油设备，它在生产运行中存在很多问题，其中一个问题是在正常生产过程中突然出现蜡卡或砂卡时，由于员工在巡回检查过程中没有及时发现，而抽油機还在运行，造成设备损坏。特别是现在广泛应用的双驴头抽油机损坏较严重部件是后驱动绳辫子，其中损坏最严重的应属于光杆和抽油机绳辫子。（光杆被驴头顶弯曲，绳辫子偏磨而断股，或者被拉断）。
自动停机装置属于控制装置，是由载荷方卡子、悬绳器和行程开关构成。载荷方卡子座于悬绳器上平面，行程开关装在悬绳器的侧壁且行程开关触点低于载荷方卡子下底通过导线与配电箱中间继电器相联接。在设备没有损坏的情况下实现自动停机。
关键词： 抽油机井蜡卡或砂卡，光杆与驴头运行不同步
引言
抽油机井发生蜡卡或砂卡后，如果没有早发现，可能会造成抽油机或井口设备的损坏，使油井免修期缩短。增加生产成本。
一、抽油机井出现蜡卡砂卡或其它卡滞的原因
（一）、抽油机井为什么会出现光杆与驴头运行不同步现象
1、原油中含有一定量的石蜡，当正常生产过程中原油从油层流向井底在由井底被举升到地面过程中压力在不断的下降，温度也在不断的下降，石蜡以晶体形式从原油中析出聚集长大形成蜡晶体沉积在油管和抽油杆柱表面使油管的管径缩小，抽油杆直径增加。抽油杆上、下行阻力增大。
2、油井出砂的原因有两点：（1）地质方面原因：储油岩石是由固体颗粒和胶结物组成的，岩石中胶结物含量越高，岩石有效结强度越大，油井就越不容易出砂。反之胶结物含量少时胶结强度低，油井就越容易出砂。（2）开采方面原因：固井质量差、完井方法不当，诱流和放喷方法不合理，会引起油层波动而出砂。在采油过程中，由于油井的工作制度不合理，造成采油压差过大，油流速度过高，会破坏岩石结构，使油井出砂。措施不当引起油层出砂，酸化时酸液的浓度过大溶解岩石颗粒间的大量钙质胶结物，使油层变得松散而出砂。这些砂会随油流进入泵筒使柱塞发生卡滞现象，严重时使泵柱塞卡死。
3、其它方面原因：如为了防止抽油杆和油管偏磨而在抽油杆产生偏磨的位置安装的扶正器磨损坏而造成抽油杆卡死。抽油泵的衬套松动后错位使抽油泵的柱塞卡死等原因。聚合物驱受效后，采出液中聚合物浓度增加也可以使光杆与驴头运行不同步。
（二）、蜡卡或砂卡后抽油机与井口设备都会受到不同程度的破坏
1、游梁式抽油机会出现光杆与驴头运动发生滞后现象，光杆被卡在光杆行程中下部时对抽油机和井口设备损坏最严重。抽油机发出周期性大的声响同时伴随着振动。绳辫子与驴头产生偏磨使绳辫子使用寿命缩短或被拉断，严重时光杆被驴头顶弯，井口采油树立管丝扣部位被拉弯或断裂，使井液喷出造成污染环境。
2、注聚合物井受效后油井采出液含聚合物的浓度逐渐增加，使采出液的粘度逐渐增大，光杆与驴头运动也会发生滞后现象，通常这种现象不会对抽油机和井口设备造成大的损坏。原因是光杆下行时负载方卡子和悬绳器分开的距离不大，所以光杆上行时负载方卡了和悬绳器之间产生冲积力不会很大。
3、双驴头游梁式抽油机除有上述现象发生外，最严重的后果是后驱动绳辫子被拉断造成抽油机翻机事故。因为光杆被卡后，抽油机在下行时驴头失去载荷，在惯性的作用下抽油机由下行运动变成上行运动后驴头突然加上载荷，后驱动绳辫子承受巨大冲积拉力，当后驱动绳辫子由于制造缺陷或在使用过程中产生磨损或腐蚀，或保养过程中存在问题时。就会被拉断。造成抽油机翻机事故。
（三）、员工如果在蜡卡或砂卡出现后发现抽油机已经停止运转可以采取洗井等措施解决
岗位员工在岗期间发现抽油机停止运转时，可以马上到达现场，确认是蜡卡或砂卡后可以立即通知小队领导协调洗井设备处理。减少员工更换设备的劳动强度。同时降低了生产成本。
二、游梁式抽油机运行特点
1、游梁式抽油机将电机的旋转运动变为直线往复运动效率较低，主要环节是皮带传动、减速箱和四连杆机构。
皮带传动的功率损失：一般以弯曲功率损失和弹性滑动损失为主。现在对皮带做了大量改进工作量（创造出窄V带、同步带等）使得传动效率平均提高到85%
2、减速箱传动效率一般比较高，一副轴承传动损失约为1%，一对齿轮传动损失约为2%，减速箱总传动损失约为9%～10%，传动效率约为90%左右。
3、游梁式抽油机的四连杆机构使得驴头运动规律为类似简谐运动，其最高速度和最低速度较匀速运动的速度高得多，所以在相同的时间内要达到最高速度，其加速度较匀速运动也大得多，造成惯性载荷大，使抽油机在驴头上下死点处承受载荷最大。
（一）游梁式抽油机电机的启动性能
1、游梁式抽油机的转动惯性较大，而且是带载荷启动，所以要求启动转矩大。但是，带动抽油机的变压器容量较小，抽油机启动电流较大，所以抽油机配电箱的保护元器件动作参数就要调整较大些。由于抽油机井平衡率不可能调整理想的平衡状态，启动抽油机时不致于使保护元器件动作使抽油机不能正常启动。
2、游梁式抽油机的一个重要特点是承受交变载荷，所以运行时每个冲程都要经受最大扭矩，所以电机必须具有足够的过载能力，而使保护元器件动作参数也要调整较大些。
3、当启动时由于堵转电流远远超过电机额定电流几倍，为了使保护元器件不动作参数也应调整较大些。
通过上述分析认为抽油机在正常生产情况都存在大马拉小车的现象。在发生蜡卡或砂卡时，是不可能依靠配电箱保护元器件动作而使抽油机停止转动。
（二）该装置的工作原理
1、原理就是在载荷方卡子与悬绳器之间安装一个行程开关。当抽油机下行时，由于蜡卡、砂卡等现象发生而出现光杆滞后现象使光杆载荷卡子与悬绳器分离，使行程开关动作由原来常闭触点变成断开状态。使抽油机配电箱的中间继电器断开，把正常运行的抽油机停下来，使岗位员工及时发现上报处理。
2、如果抽油机井在在上冲程时发生蜡卡或砂卡，即光杆向上运行。抽油机井负载增加使电机电流上升可以使保护元器件动作，使抽油机停止运转。运转的电机可以将抽油机皮带磨断后使抽油机停下来。不致于把别设备损坏。
（三）该装置的方案比较
本装置有两种方案一是，使用无线连接方式。即在行程开关动作后由无线装置发出信号同时在电机配电箱内有接收装置将信号转换为将中间继电器断开的工作电流。优点是没有导线连接。缺点是，维修成本高、抗干扰能力差。第二种方案是，使用导线直接把行程开关与中间继电器连接。避免上述的缺点，由于采用了24V低电压使其更安全。
抽油机如果采取碰泵操作或需要卸载测试示功图时，可以将该装置的转换开关关闭，使装置失去作用。保证操作正常进行。
三、结论
抽油机蜡卡或砂卡岗位员工一般采用测电流的方法检查，每天每口井都要测上下电流。而测示功图和动液面每口井一般情况是一个月测一次。只有岗位员工发现不正常的情况时，小队技术员才上井去落实。有一些井出现蜡卡或砂卡现象是很难被发现的。
我们厂所开采的油层是三低油层，即渗透率低，产量低，孔隙度低。油层物性差，油井存在间歇出油现象非常严重。而采用抽油机机型都是十型抽油机，拖动电机的电流都在50～65A以上，节能型电机电流也在11～15A之间。岗位员工用手持电流表是不容易发现电流变化的这也是我们厂卡泵井作业率高的一个主要原因。
采用该装置后，只要抽油杆与驴头运动不一致，就可以使抽油机停止，岗位员工就能很快的发现并上报处理。同时不存在抽油设备被损坏的现象发生。
参考文献
韩修廷，有杆泵采油原理及应用.石油工业出版社，2007，3（1）