论文部分内容阅读
[摘 要]近年来螺杆泵地面驱动装置在吉林油田广泛应用，由于长期使用也会出现周期性的损坏，通过对废旧螺杆泵驱动装置的反复实践，很快就掌握了维修螺杆泵驱动装置的技术，对螺杆泵地面驱动装置损坏原因进行分析，并总结螺杆泵驱动装置维修维护方法和几点认识，并在采油厂推广应用，取得了一定的经济效益。
[关键词]螺杆泵；驱动装置；机械密封；齿轮油；轴承
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0042-01前言
由于长期使用螺杆泵驱动装置也会出现周期性的损坏，给管理和生产带来诸多不便，螺杆泵驱动装置每年都发生的齿轮打齿、轴承损坏、机械密封损坏、封井器不严、防反转装置失灵、侧轴密封漏油等故障，每年超过一百多井次，有时厂家维修不及时、质量有时不过关，出现反复现象，维修成本高，因此为节约成本节能降耗，确保螺杆泵井运行时率，保证螺杆泵井运行时率，取得一定的经济效益，也总结出一些维修经验和方法。
一、螺杆泵地面驱动装置损坏原因分析
目前，现有地面驱动装置密封主要有；输入轴油封密封，输出轴油封密封油，光杆机械密封，有时油封磨损严重井液直接进入齿轮箱内，导致润滑油乳化失效；影响齿轮和轴承润滑，缩短螺杆泵驱动装置使用寿命，日常管理好坏也是主要因素。
1.分析螺杆泵驱动装置损坏有以下原因：
（1）由于齿轮油变质更换不及时引起齿轮打齿；（2）由于轴承磨损间隙过大造成齿轮损害；（3）由于负荷过大造成齿轮磨损；（4）由于箱体温度过高润滑油变质；（5）由于O型橡胶圈磨损、骨架油封失效；（6）由于井口不水平、震动过大；（7）由于齿轮油液位达不到高度引起齿轮打齿。（8）驱动装置里面太脏清洗不彻底。
2.机械密封损坏失效的原因分析：
（1）操作中因径向、憋压等异常现象，引起较大的光杆向力，使动、静环接触面分离；（2）安装时弹簧压缩量过大或过小，导致端面严重磨损、擦伤；（3）油井憋压运转中有颗粒狀物质进人密封端面；
二、螺杆泵驱动装置维修维护方法
根据采油队汇报螺杆泵井存在的问题，维修人员带上工用具和零部件材料上井核实，并分析故障原因，认真排查，制定维修方法，对于在现场可以维修的在现场维修，对于漏油严重的更换机械密封、骨架油封、O型密封圈、盘根等部件。对于响声比较大的分析是轴承间隙过大、齿轮磨损或打齿，鉴定需要大修的更换驱动装置总承，将损坏驱动装置拆回。现场检查，在维修过程中对设备进行全面检查，对运行声音、温度、机油液位、润滑油质量进行跟踪检查，有时发现缺油和齿轮油变质，进行及时更换。具体维修操作步骤为：
1.清洗
对拆开零部件要彻底清洗，检查磨损情况，根据磨损情况判断是否更换新部件。在清洗时发现箱体内有污垢、油泥、碎金属等赃物，厂家清洗不彻底，严重影响螺杆泵驱动装置使用运行。所以清洗时一定要认真。
图1 损坏的驱动装置 图2 清洗更换安装
2.更换
对损坏零部件进行同型号更换，对O型密封圈和骨架油封全部更换新的。操作时一定平稳，避免损伤零件，轴承和齿轮清洗干净。
3.研磨
因为用过机械密封出现磨损和划痕无法使用，同时也严重影响我们的油井正常生产。机械密封修复研磨非常重要，就是通过对失效端面的研磨，恢复其端面密封性能，安装后即可正常使用，这样我们不但节约成本，还可以及时恢复正常生产。
我们通过研磨工具铸铁研磨平台，研磨乎板平板为方形，材料采用铸铁，精度等级应不低于—“级。偏差在±8um以内，平板一般三块一组，使用中必须定期检查确保精度。研磨工件时要均匀使用研磨乎板表面，修复对应三块平板互相对研校准，只有经常保持乎板的精度，才能获得较好的研磨质量。对旧的机械密封端面进行研磨，手工研磨平面时，研磨剂涂在研磨平板上，手持工件作直线往复运动“8”字形运动；研磨一定时间后，将工件调转90°～180°，以防工件倾斜；旧的机械密封拆下来，首先检查有无裂痕，如果有裂痕要报废，检查密封环表面的沟痕在0.3-0.5㎜时，要经过磨床和车床的修复到一定精度（Ra1.6um以上）方可进行研磨。
4.调整
对大修螺杆泵驱动装置进行轴承配合间隙、密封、松紧度、齿轮啮合情况进行调整，达到设备在最佳状态下运行。安装机械密封部位的光杆径向跳动公差应≤0.04mm，光杆的纵向窜动量≤0.1mm。机械密封在安装时，必须将总轴、密封腔体、密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位。 现场安装时要有水平尺测量驱动装置水平，超过范围要及时调整。
5.机械密封安装
安装机械密封装置时，要清洗擦干净每一零件，特别是机械密封接触面，先擦净再涂抹一层润滑机油，安装完后要把整个密封腔内充满钙基润滑油脂。所以在油井上憋压时一定要控制在2.5Mpa以内，（因井下诊断或处理事故油管需憋高压时，要拧紧光杆密封卡紧装置），否则会造成或影响机械密封使用寿命，严重时会损坏机械密封，造成不要的损失。冬季一定在室内把密封圈和骨架油封安装好，在现场冬季无法安装。
6.试运转
维修完后挂上标签备用。对于现场无法维修的拆回大修，拆回维修间将驱动装置解体修复，对修复螺杆泵驱动装置后进行试运转，检查声音、运行电流是否正常。主要是磨齿轮表面光洁度齿轮啮合情况。新螺杆泵驱动装置和修复的正常运转一个月后，应停机放掉箱体内的齿轮油，并清洗箱体，加入新的齿轮油（齿轮油参考牌号为GL5-W30），之后每半年更换一次。
三、经济效益
螺杆泵驱动装置需要更换零部件要保证质量；保证有充分的冷却润滑；保证安装精度；保证使用寿命。更换新驱动装置需要3.9万元；大修一次需要1.5万元；更换机械密封一套需要1840.0元。小修：但是维修机械密封一套只需要150元左右。大修：大修更换轴承2只，更换其他部件需要300-7000元左右。
截止到目前螺杆泵维修累计结余成本360多万元。螺杆泵驱动装置出现故障时运行电流较高，及时维修可以节约电能，每次维修后运行电流下降1.5安培左右，提前4小时维修，全年节电1248度电。
四、操作安全注意事项
螺杆泵井现场检查时应按以下措施控制，保证设备安全、节能运行。维修操作注意安全，需要换机械密封或其他驱动装置零部件，用专用扳手配合长度相当的加力杆拧紧光杆封井器，（卡紧前应采取释放光杆反转的措施），保证光杆绝对不下落。减轻光杆反转扭矩的方法：一是向套管灌满液体；二是停机后关闭生产阀门，三是释放反转时要缓慢控制速度，操作人员要侧身，释放反转时皮带轮一侧禁止站人，并保持安全距离，四是启停机时皮带轮对面一侧禁止有车辆和人员，五是卡泵井禁止维护操作。六是方卡子上方光杆长度禁止超过300㎜。
五、结论与认识
我们在维修技术、设备管理、维修质量及工用具上有所创新，解决因驱动装置故障停机影响原油产量，我们不仅节约成本还提高螺杆泵运行时率，还结余了大量成本，另外螺杆泵维修班定期对螺杆泵井运行状况、温度、电流、及齿轮油的质量进行跟踪检查，做到以管代修；提高螺杆泵的管理水平，该经验在采油厂已经推广应用，并且在积累了一些有益的经验愿与各油田各单位共享。
参考文献
[1] 徐建宁，螺杆泵采输技术[M] 北京 石油工业出版社，2006.
[2] 刘合，螺杆泵采油技术问答[M] 北京 石油工业出版社，2002.
[3] 郑学成，地面驱动螺杆泵用电动机功率选择方法初探[J].石油机械， 2003.
[关键词]螺杆泵；驱动装置；机械密封；齿轮油；轴承
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0042-01前言
由于长期使用螺杆泵驱动装置也会出现周期性的损坏，给管理和生产带来诸多不便，螺杆泵驱动装置每年都发生的齿轮打齿、轴承损坏、机械密封损坏、封井器不严、防反转装置失灵、侧轴密封漏油等故障，每年超过一百多井次，有时厂家维修不及时、质量有时不过关，出现反复现象，维修成本高，因此为节约成本节能降耗，确保螺杆泵井运行时率，保证螺杆泵井运行时率，取得一定的经济效益，也总结出一些维修经验和方法。
一、螺杆泵地面驱动装置损坏原因分析
目前，现有地面驱动装置密封主要有；输入轴油封密封，输出轴油封密封油，光杆机械密封，有时油封磨损严重井液直接进入齿轮箱内，导致润滑油乳化失效；影响齿轮和轴承润滑，缩短螺杆泵驱动装置使用寿命，日常管理好坏也是主要因素。
1.分析螺杆泵驱动装置损坏有以下原因：
（1）由于齿轮油变质更换不及时引起齿轮打齿；（2）由于轴承磨损间隙过大造成齿轮损害；（3）由于负荷过大造成齿轮磨损；（4）由于箱体温度过高润滑油变质；（5）由于O型橡胶圈磨损、骨架油封失效；（6）由于井口不水平、震动过大；（7）由于齿轮油液位达不到高度引起齿轮打齿。（8）驱动装置里面太脏清洗不彻底。
2.机械密封损坏失效的原因分析：
（1）操作中因径向、憋压等异常现象，引起较大的光杆向力，使动、静环接触面分离；（2）安装时弹簧压缩量过大或过小，导致端面严重磨损、擦伤；（3）油井憋压运转中有颗粒狀物质进人密封端面；
二、螺杆泵驱动装置维修维护方法
根据采油队汇报螺杆泵井存在的问题，维修人员带上工用具和零部件材料上井核实，并分析故障原因，认真排查，制定维修方法，对于在现场可以维修的在现场维修，对于漏油严重的更换机械密封、骨架油封、O型密封圈、盘根等部件。对于响声比较大的分析是轴承间隙过大、齿轮磨损或打齿，鉴定需要大修的更换驱动装置总承，将损坏驱动装置拆回。现场检查，在维修过程中对设备进行全面检查，对运行声音、温度、机油液位、润滑油质量进行跟踪检查，有时发现缺油和齿轮油变质，进行及时更换。具体维修操作步骤为：
1.清洗
对拆开零部件要彻底清洗，检查磨损情况，根据磨损情况判断是否更换新部件。在清洗时发现箱体内有污垢、油泥、碎金属等赃物，厂家清洗不彻底，严重影响螺杆泵驱动装置使用运行。所以清洗时一定要认真。
图1 损坏的驱动装置 图2 清洗更换安装
2.更换
对损坏零部件进行同型号更换，对O型密封圈和骨架油封全部更换新的。操作时一定平稳，避免损伤零件，轴承和齿轮清洗干净。
3.研磨
因为用过机械密封出现磨损和划痕无法使用，同时也严重影响我们的油井正常生产。机械密封修复研磨非常重要，就是通过对失效端面的研磨，恢复其端面密封性能，安装后即可正常使用，这样我们不但节约成本，还可以及时恢复正常生产。
我们通过研磨工具铸铁研磨平台，研磨乎板平板为方形，材料采用铸铁，精度等级应不低于—“级。偏差在±8um以内，平板一般三块一组，使用中必须定期检查确保精度。研磨工件时要均匀使用研磨乎板表面，修复对应三块平板互相对研校准，只有经常保持乎板的精度，才能获得较好的研磨质量。对旧的机械密封端面进行研磨，手工研磨平面时，研磨剂涂在研磨平板上，手持工件作直线往复运动“8”字形运动；研磨一定时间后，将工件调转90°～180°，以防工件倾斜；旧的机械密封拆下来，首先检查有无裂痕，如果有裂痕要报废，检查密封环表面的沟痕在0.3-0.5㎜时，要经过磨床和车床的修复到一定精度（Ra1.6um以上）方可进行研磨。
4.调整
对大修螺杆泵驱动装置进行轴承配合间隙、密封、松紧度、齿轮啮合情况进行调整，达到设备在最佳状态下运行。安装机械密封部位的光杆径向跳动公差应≤0.04mm，光杆的纵向窜动量≤0.1mm。机械密封在安装时，必须将总轴、密封腔体、密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位。 现场安装时要有水平尺测量驱动装置水平，超过范围要及时调整。
5.机械密封安装
安装机械密封装置时，要清洗擦干净每一零件，特别是机械密封接触面，先擦净再涂抹一层润滑机油，安装完后要把整个密封腔内充满钙基润滑油脂。所以在油井上憋压时一定要控制在2.5Mpa以内，（因井下诊断或处理事故油管需憋高压时，要拧紧光杆密封卡紧装置），否则会造成或影响机械密封使用寿命，严重时会损坏机械密封，造成不要的损失。冬季一定在室内把密封圈和骨架油封安装好，在现场冬季无法安装。
6.试运转
维修完后挂上标签备用。对于现场无法维修的拆回大修，拆回维修间将驱动装置解体修复，对修复螺杆泵驱动装置后进行试运转，检查声音、运行电流是否正常。主要是磨齿轮表面光洁度齿轮啮合情况。新螺杆泵驱动装置和修复的正常运转一个月后，应停机放掉箱体内的齿轮油，并清洗箱体，加入新的齿轮油（齿轮油参考牌号为GL5-W30），之后每半年更换一次。
三、经济效益
螺杆泵驱动装置需要更换零部件要保证质量；保证有充分的冷却润滑；保证安装精度；保证使用寿命。更换新驱动装置需要3.9万元；大修一次需要1.5万元；更换机械密封一套需要1840.0元。小修：但是维修机械密封一套只需要150元左右。大修：大修更换轴承2只，更换其他部件需要300-7000元左右。
截止到目前螺杆泵维修累计结余成本360多万元。螺杆泵驱动装置出现故障时运行电流较高，及时维修可以节约电能，每次维修后运行电流下降1.5安培左右，提前4小时维修，全年节电1248度电。
四、操作安全注意事项
螺杆泵井现场检查时应按以下措施控制，保证设备安全、节能运行。维修操作注意安全，需要换机械密封或其他驱动装置零部件，用专用扳手配合长度相当的加力杆拧紧光杆封井器，（卡紧前应采取释放光杆反转的措施），保证光杆绝对不下落。减轻光杆反转扭矩的方法：一是向套管灌满液体；二是停机后关闭生产阀门，三是释放反转时要缓慢控制速度，操作人员要侧身，释放反转时皮带轮一侧禁止站人，并保持安全距离，四是启停机时皮带轮对面一侧禁止有车辆和人员，五是卡泵井禁止维护操作。六是方卡子上方光杆长度禁止超过300㎜。
五、结论与认识
我们在维修技术、设备管理、维修质量及工用具上有所创新，解决因驱动装置故障停机影响原油产量，我们不仅节约成本还提高螺杆泵运行时率，还结余了大量成本，另外螺杆泵维修班定期对螺杆泵井运行状况、温度、电流、及齿轮油的质量进行跟踪检查，做到以管代修；提高螺杆泵的管理水平，该经验在采油厂已经推广应用，并且在积累了一些有益的经验愿与各油田各单位共享。
参考文献
[1] 徐建宁，螺杆泵采输技术[M] 北京 石油工业出版社，2006.
[2] 刘合，螺杆泵采油技术问答[M] 北京 石油工业出版社，2002.
[3] 郑学成，地面驱动螺杆泵用电动机功率选择方法初探[J].石油机械， 2003.