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金屬管轉子流量計減速箱故障分析與對策研究

發布日期:2019-11-14  來源:  作者:  瀏覽次數:
【導讀】:摘 要:減速箱為抽油機采油設備的關鍵部件,出現故障將會增加生產成本。分析金屬管轉子流量計減速箱故障原因,提出有效處理措施,在實際應用中取得了良好效果。......
 
    摘 要:減速箱為抽油機采油設備的關鍵部件,出現故障將會增加生產成本。分析金屬管轉子流量計減速箱故障原因,提出有效處理措施,在實際應用中取得了良好效果。
 
    引言
    金屬管轉子流量計經過一百多年的發展和應用,因其機體結構簡單,后期維護保養便捷,在油田內得到了大范圍的推廣和應用,尤其是一些處于開采中后期的老油田,發揮作用更為顯著。金屬管轉子流量計在油田所有人工舉升設備中的占比較大,很多油田已達到了 50%左右。抽油機經過長時間的運行,老化問題較為突出,特別是減速箱部件的故障率較高。因此,需要深入分析減速箱故障成因,提出有效的解決措施。
 
    1 金屬管轉子流量計減速箱故障分析
    1.1 減速箱潤滑油滲漏
    抽油機減速箱油液滲漏問題比較常見,大多可以從軸頭的密封部位見到滲出的油液,特別是主動軸的密封圈,出現的滲漏現象非常為嚴重。采用內脹式剎車的抽油機減速箱,主動軸剎車輪側的滲漏現象更為明顯。同時,還存在著減速箱箱體接合面部位的油液滲漏、箱體上側視孔蓋部位油液滲漏、箱體底部放油孔位置漏油[1]。引起減速箱漏油的主要原因有結合面加工制造存在問題,密封性能達不到要求,或結合面雜質沒有處理干凈,組裝質量沒有進行有效的控制。
 
    1.2 減速箱齒輪損壞
    減速箱齒輪部件的損壞故障主要有異常磨損、斷齒、剝落以及齒輪面的點蝕等。故障大多是由于減速箱齒輪加工制造原因引起的,由于負載情況引起的斷齒現象比較少見,除非因油井底部情況復雜,底部產生故障而引起減速箱過載,從而出現斷齒現象。比如,出現砂卡、拉油桿受力過大斷桿、鋼絲強繩斷裂等。但是,如果內部齒輪根部存在加工制造問題,不需要太大的負載就會出現斷齒。引起減速箱齒輪異常磨損的原因,除了油液加入量不符合要求和加入半流體潤滑油之外,還與減速箱的加工制造質量有直接關系。齒輪表面出現剝落及點蝕,主要是因為產生機械疲勞引發的。和磨損不同原因有著很大的差別,不是以金屬顆粒的方式被磨損,會以塊狀的方式產生剝落,齒輪面部出現凹坑,會對齒輪形狀造成很大的影響,齒輪長期存在于周期性負荷條件下,而且該種負載還呈現出正反向變化,齒輪之間會形成接觸疲勞。
 
    1.3 減速箱串軸
    當前,金屬管轉子流量計減速箱內部采用人字齒輪進行動力的傳送,輸出軸端依賴軸承裝置完成輸出軸的位置確定,而輸入端軸、中間軸都使用沒有軸向限制的軸承,通過人字齒輪從動力輸出端完成軸向位置的確定[2]。因此,減速箱內部很空易出現串軸問題。引起串軸的主要原因有:齒輪斷裂、過盈量較少、齒輪在加工制造過程中出現偏斜、從動輪存在螺旋角誤差、齒輪厚度偏差過大、齒輪接觸面磨損、齒輪背部形成較大的變形等。
 
    1.4 減速箱軸承損壞
    由于減速箱輸出部位承受較大的負載,很容易出現軸承損壞問題。主要原因是承受很大的徑向外力,如果軸承間隙沒有進行科學合理的調整,也會形成很大的摩擦阻力。在實際應用過程中,軸承部位的潤滑油質量達不到設計要求的問題較為突出,是導致軸承損壞的主因。 
 
    2 減速箱故障處理措施
    2.1 減速箱油液滲漏處理措施
    減速箱密封壓蓋部位應設計為易拆結構,密封圈可以為開口的結構方式。動力輸入側軸承回油孔隙應進行適當加大。對于減速箱蓋板密封能力不足,呼吸閥加工存在問題,灰塵容易進入箱體內部的問題,必須加大對抽油機設備的管理力度。對于減速箱的潤滑性能達不到要求,同時由于減速箱蓋板加工材料不足,沒有嚴格執行設計規范的要求,通氣孔道安裝質量得不到保證,可以完成進料后進行更換。可以在減速箱底座部位箱體結合面加工形成環形的潤滑油槽,保證多條回油孔道和油槽的有效連通。減速箱再工作狀態下,如果有油液滲漏到箱體接合面,就會流入環形油槽,再通過回油孔進入潤滑油箱,避免油液從箱體接合面滲到殼體外部。
 
    如果減速箱潤滑油液位超高,油液飛濺現象會提高滲漏的可能性,油液溫度也會升高,黏度降低,潤滑性能就會受到很大影響,較大的漏失量,軸承以及齒輪的潤滑得不到保證,影響減速箱的使用壽命[3]。因此,必須要保證潤滑油加注量位于合理高度。減速箱外露軸頭多采用密封圈形式密封,是一種接觸密封的辦法。長時期的應用過程中,密封圈元件會形成較大的磨損,接觸面之間產生較大間隙,軸頭密封部位就會出現漏油現象。減速箱上下結合的中間縫隙位置,較長時間的運行情況下,密封圈會出現老化現象,也會形成一定程度的油液滲漏。對于采用動密封方式的軸頭裝置,應采取定時更換密封圈的辦法,避免出現滲漏問題。更換軸頭位置的密封圈時,嚴禁把抽油機曲柄等部件拆除后再進行更換,必須把密封膠圈剪斷,之后進行初步軸頭安裝操作,再有效粘接,非常后進行安裝工作。所采用的粘接劑,密封圈生產商一般不會單獨銷售,在對減速箱滲漏問題進行處理時,可以與廠商進行溝通和協商,從而更好地處理滲漏問題。對輸出側軸端回油孔進行擴充處理,也可以避免輸出軸側的油液滲漏問題。
 
    2.2 減速箱齒輪損壞處理措施
    造成齒輪損壞的原因較多,金屬管轉子流量計運行時,可能會出現不平衡情況,采用調整平衡的方式可以有效避免箱體內齒輪出現損壞現象。一般來說,如果金屬管轉子流量計沖次比較少,減速箱內部
齒輪產生損壞的可能性就越小。對于處于異常狀態運行的抽油機,可以采取調整運行參數的辦法來對減速箱進行保護[4]。抽油機處于野外工作環境下,天氣會對抽油機性能產生較大的影響,減速箱蓋板下側回裝墊子,會起到更好的密封效果,可避免雨水、灰塵和其他雜質進入箱體內部。利用磁性物體可以對金屬雜質進行有效處理,如果有用半流體機油,運行過程中磨掉的金屬顆粒會進入機
油,加重齒輪部件的磨損。可以在減速箱中多安裝磁性物體,吸附處理油液中的金屬,防止機油中存在過多的金屬物質[5]。 
 
    3 結束語
    綜上所述,金屬管轉子流量計減速箱故障多見于油液滲漏、內部齒輪損壞、輸出端軸承損壞等。引發故障的原因有加工制造的原因,也有設備維護管理方面的原因。制定科學合理的維護保養計劃,定期更換減速箱潤滑油,對抽油機的平衡進行檢測并調整,可以更好地起到保護減速箱的作用。加強對抽油機設備的維保可以降低生產成本,因此必須要做好日常管理工作。減速箱潤滑是抽油機設備管理的內容,采取合理的潤滑方案,可以提升減速箱使用年限,防止出現運行事故。

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