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摘 要 通过结合曙采油二区的生产条件，对游梁式抽油机减速箱各种故障进行归类研究，分析其成因，并提出本区的应对方案，以及以后在游粱式抽油机以后的使用中需注意和改进的地方。
关键词 游梁式抽油机；减速箱；稀油；负荷；润滑
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-110-02
曙采油二区位于曙光油田东南部，油藏埋藏深度1250 m-3900 m，油藏地面原油粘度88.61（50℃）mpa.s，原油凝固点为15.8℃，比重为906.8 Kg/m3，含蜡量为10.7%，沥青+胶质含量为28.4%，生产原油为稀油。曙采油二区油层由于其井深，供液好，原油粘度低，含砂量低等特点，抽油机普遍处在高冲次，大负荷的运转状态，抽油机只要投入运行，便经常是每天24小时不停的运转，并且一部分处在超期服役阶段，因此减速箱故障率比较高，对生产造成比较大的影响，在设备维修成本中所占比例也比较大。为提高生产时率，减少成本支出，对减速箱故障的研究分析便显尤为重要。
1 减速箱漏油
曙采油二区每年减速箱各种部位漏油的抽油机在30口以上，虽然减速箱漏油对比其他故障，当时的危害性较小，但是漏油会导致多种严重后果，也是各种严重故障的诱因之一。1）漏油导致齿轮润滑不足影响齿轮使用寿命。2）漏油导致无法防腐油漆，影响美观。3）浪费齿轮油，为了不会因润滑不好对齿轮导致损坏，漏油一定要及时补充，而造成润滑油量的加大。4）污染环境、并增加清理油污人力物力，造成浪费。
1.1 减速箱漏油部位
减速箱漏油部位一般有：1）减速箱上下结合部漏油。2）减速箱上观油孔漏油。3）减速箱下放油孔漏油。4）减速箱箱体开裂漏油。5）主动轴和被动轴（又称输入轴和输出轴）油封损坏漏油。
1.2 减速箱漏油原因及应对
减速箱上下结合部漏油的原因主要是结合面的问题造成，一是结合面有瑕疵，导致密封不好；二是组装是结合面处铁屑或其他杂质清除不干净导致。这需要减速箱在组装时要严把质量，曙采油二区的减速箱上下结合部漏油，漏油量较少，并且比较容易控制。一般外部用密封胶封住，补刷一下防水漆便能起到防漏油效果。如果漏油严重，那就需要在减速箱上下结合面上涂一层密封胶，当然工程量就变大很多，无专门抽油机修理人员的作业区实施就比较困难。
减速箱上观油孔漏油和减速箱下放油孔漏油，一般是丝扣密封不好，如丝扣无特殊变形只需用生胶带缠绕简单处理便能解决。如丝扣变形便要考虑用铸铁焊对其焊死，这样也能起到防盗的作用。有时上观油孔的油窗也会漏油，只需更换一下便能解决。
减速箱箱体开裂主要原因就是抽油机倒装时操作不当造成，由于箱体为铸造件，且开口处应力变化较大，一般的在本体用焊的方式堵漏不可能起到作用。
主动轴和被动轴油封损坏漏油是减速箱漏油最常见也是最难控制的一种漏油方式，曙采油二区81%的抽油机出现过这种漏油，其是主动轴密封圈处漏油最为严重，其次是一部分用内胀式刹车的抽油机，主动轴装刹车轮一侧漏油也很普遍。造成漏油的原因就是密封圈和油封的损坏造成。真正能解决的办法就是把减速箱卸下送到修理厂拆卸修理，这样修理人力物力时间浪费严重，尤其在降本增效的前提下，也不可能采取这种过犹不及的方式。因此我们针对漏油的严重程度采取不同的针对措施，漏油轻微采取棉毡塞堵替换油封技术，对一些漏油能起到立竿见影的作用，同时在箱外侧轴包扎毛毡，能在很长时间内起到效果。如果漏油较重，可以用橡胶圈替代原密封，如操作得当可以用很长一段时间，另外还采用过导油盒技术，就是在轴根部加装一个铝制圆盘扁型盒，盒底部倒出一根导油铜管，在减速箱轴下部钻孔将导油铜管穿近减速箱内，就是把轴漏油接在导油盒内，靠导油盒底部铜管把漏出的油再送回减速箱。这种解决方式效果明显，但缺点同样明显，就是曙采油二区地处北方，春秋风大，冬季严寒，密封不好会导致进灰尘影响润滑油质量导致齿轮加速损坏。而冬天又会因凝固而造成回油不畅。所以现在基本不采取。另外在抽油机减速箱制造时，要求输入轴轴承处回油孔和输出轴的回油孔要适当加大，避免回油孔的堵塞，防漏油效果会更明显。
2 减速箱轴和齿轮损坏
轴损坏主要为轴断裂；齿轮损坏分为齿断裂和齿磨损。轴断裂和齿断裂的原因主要是轴和齿轮加工中存在的先天因素。原因有强度不足、热处理不当、齿轮配合不当导致抽油机有冲击现象，和选料中存在先天缺陷，导致材质不均。而后天因素主要是抽油机的负荷过大，另外齿断裂常见于渐开线齿轮，这是因为工作载荷较大的情况下，如采用渐开线圆柱齿轮传动，其径向力便会大幅增加，如果不能采用硬齿面，很容易造成齿断裂，而采用硬齿面，加工难度加大，而且成本高、噪音大，减速箱使用寿命低。因此载荷较大的井，应选用双圆弧人字齿轮减速箱的抽油机，因为双圆弧人字齿轮有很大的相对曲率半径，其弯曲强度和接触强度较渐开线齿轮提高40%-60%。采用双圆弧形齿，齿轮磨擦较小、效率高。
齿磨损的原因是润滑不良和齿轮精度差。润滑不良除了由于润滑油缺失导致外还有可能是选择润滑油不当造成。目前，国产中载荷、重载荷工业齿轮油都加有抗磨添加剂的情况下，也不必过多地强调高粘度。润滑油的粘度，对机械设备的运转，关系极大。一般说，粘度有些变化，或稍为大一些或小一些，影响不大。但如不恰当选用粘度过大或过小的润滑油，就会引起不正常的磨损，粘度过高，甚至发生卡轴、断裂等设备事故。作业区所在自然环境冬夏温度变化大因此以前选用润滑油的倾点时过多的考虑了冬季因素，但是由于高速运转，工作环境温度即便在冬季也不是很低，因此倾点不应该死板按照比最低温度低5 ℃，可以适当提高一些。还有减速器采用润滑油如黏度过高，磨损掉的齿轮金属微粒混在润滑油中，更加剧齿轮的磨损。因此在箱体的底部设计增加几个磁点，利用磁性作用吸附润滑液中的金属微粒，可减少润滑液的金属微粒含量。 3 输入轴窜轴
造成窜轴主要有两个方面的原因，一是由于断齿过多，造成输入轴失去轴向约束而发生窜轴；另一方面是中间轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致。在实际传动中，往往由于从动齿轮与中间轴之间的过盈量不足，从动齿轮相被中间轴施加一个轴向力，而这个轴向力最后传输到输入轴，从而使输入轴发生被动轴向窜动。除此以外齿轮加工偏斜；两半从动齿轮实际的螺旋角误差、齿厚误差；齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背发生变形等也会导致减速器串轴。但是相对前面的原因，程度偏小。预防窜轴，应该在制造时，通过对同一级人字齿轮副的两侧齿侧间隙差、同一轴左右两侧齿轮硬度差的控制及左右旋齿轮的轴孔配合优化选择等措施解决窜轴隐患。窜轴后期会导致减速箱抱死，无法运转。
4 轴承磨损
轴承磨损主要表现为损坏（轴承无法正常运转.出现断裂、剥落）和失效（轴承虽然还能继续运转.但已经失去了应有的作用），轴承磨损的主要原因有轴承选择不当，质量不过关；工作条件不好，润滑不理想；窜轴导致轴承承受轴向冲击力。另外，现在看大负荷长期运转，尤其是不平衡状态下，对轴承的损害也很严重。负荷并不是不超过最大额定值就行，因为抽油机使用时负荷太大，尤其是达到或接近抽油机额定最大载荷时，载荷为交变应力，减速箱轴承的内外圈滚道和滚动体也部在接触交变应力的条件下工作.经过一定应力循环次数后，轴承零件表面出现金属疲劳现缘而使轴承失效，初期表现为点蚀，后期便出现剥落。
对抽油机的使用单位来说，由于受条件制约，保护轴承能做工作仅限做好润滑和控制好平衡率。轴承损坏一旦出现，只能及时修理，没有冒险延长使用寿命的必要。
抽油机负荷和冲次与故障出现的关系
通过对抽油机在一段时间内，不同负荷和冲次次条件下，故障发生的次数的数据收集，得出图1和图2。
虽然数据收集有局限性，难免有误差，但是能够明显看出，大负荷，高冲次出现故障的可能性大大增加，而曙采油二区的平均冲次在6.5次，平均负荷率更达到了0.72以上，因此导致曙采油二区这几年减速箱出现故障的频率偏高。这几年也尝试非抽油机生产方式，如螺杆泵，电泵，往复式电动潜油泵，取得了不错的效果.
参考文献
[1]罗英俊，万仁溥，等.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，2005.
[2]王昌青，等.抽油机减速箱轴承的使用及寿命分析[J].内江科技，2006.
关键词 游梁式抽油机；减速箱；稀油；负荷；润滑
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-110-02
曙采油二区位于曙光油田东南部，油藏埋藏深度1250 m-3900 m，油藏地面原油粘度88.61（50℃）mpa.s，原油凝固点为15.8℃，比重为906.8 Kg/m3，含蜡量为10.7%，沥青+胶质含量为28.4%，生产原油为稀油。曙采油二区油层由于其井深，供液好，原油粘度低，含砂量低等特点，抽油机普遍处在高冲次，大负荷的运转状态，抽油机只要投入运行，便经常是每天24小时不停的运转，并且一部分处在超期服役阶段，因此减速箱故障率比较高，对生产造成比较大的影响，在设备维修成本中所占比例也比较大。为提高生产时率，减少成本支出，对减速箱故障的研究分析便显尤为重要。
1 减速箱漏油
曙采油二区每年减速箱各种部位漏油的抽油机在30口以上，虽然减速箱漏油对比其他故障，当时的危害性较小，但是漏油会导致多种严重后果，也是各种严重故障的诱因之一。1）漏油导致齿轮润滑不足影响齿轮使用寿命。2）漏油导致无法防腐油漆，影响美观。3）浪费齿轮油，为了不会因润滑不好对齿轮导致损坏，漏油一定要及时补充，而造成润滑油量的加大。4）污染环境、并增加清理油污人力物力，造成浪费。
1.1 减速箱漏油部位
减速箱漏油部位一般有：1）减速箱上下结合部漏油。2）减速箱上观油孔漏油。3）减速箱下放油孔漏油。4）减速箱箱体开裂漏油。5）主动轴和被动轴（又称输入轴和输出轴）油封损坏漏油。
1.2 减速箱漏油原因及应对
减速箱上下结合部漏油的原因主要是结合面的问题造成，一是结合面有瑕疵，导致密封不好；二是组装是结合面处铁屑或其他杂质清除不干净导致。这需要减速箱在组装时要严把质量，曙采油二区的减速箱上下结合部漏油，漏油量较少，并且比较容易控制。一般外部用密封胶封住，补刷一下防水漆便能起到防漏油效果。如果漏油严重，那就需要在减速箱上下结合面上涂一层密封胶，当然工程量就变大很多，无专门抽油机修理人员的作业区实施就比较困难。
减速箱上观油孔漏油和减速箱下放油孔漏油，一般是丝扣密封不好，如丝扣无特殊变形只需用生胶带缠绕简单处理便能解决。如丝扣变形便要考虑用铸铁焊对其焊死，这样也能起到防盗的作用。有时上观油孔的油窗也会漏油，只需更换一下便能解决。
减速箱箱体开裂主要原因就是抽油机倒装时操作不当造成，由于箱体为铸造件，且开口处应力变化较大，一般的在本体用焊的方式堵漏不可能起到作用。
主动轴和被动轴油封损坏漏油是减速箱漏油最常见也是最难控制的一种漏油方式，曙采油二区81%的抽油机出现过这种漏油，其是主动轴密封圈处漏油最为严重，其次是一部分用内胀式刹车的抽油机，主动轴装刹车轮一侧漏油也很普遍。造成漏油的原因就是密封圈和油封的损坏造成。真正能解决的办法就是把减速箱卸下送到修理厂拆卸修理，这样修理人力物力时间浪费严重，尤其在降本增效的前提下，也不可能采取这种过犹不及的方式。因此我们针对漏油的严重程度采取不同的针对措施，漏油轻微采取棉毡塞堵替换油封技术，对一些漏油能起到立竿见影的作用，同时在箱外侧轴包扎毛毡，能在很长时间内起到效果。如果漏油较重，可以用橡胶圈替代原密封，如操作得当可以用很长一段时间，另外还采用过导油盒技术，就是在轴根部加装一个铝制圆盘扁型盒，盒底部倒出一根导油铜管，在减速箱轴下部钻孔将导油铜管穿近减速箱内，就是把轴漏油接在导油盒内，靠导油盒底部铜管把漏出的油再送回减速箱。这种解决方式效果明显，但缺点同样明显，就是曙采油二区地处北方，春秋风大，冬季严寒，密封不好会导致进灰尘影响润滑油质量导致齿轮加速损坏。而冬天又会因凝固而造成回油不畅。所以现在基本不采取。另外在抽油机减速箱制造时，要求输入轴轴承处回油孔和输出轴的回油孔要适当加大，避免回油孔的堵塞，防漏油效果会更明显。
2 减速箱轴和齿轮损坏
轴损坏主要为轴断裂；齿轮损坏分为齿断裂和齿磨损。轴断裂和齿断裂的原因主要是轴和齿轮加工中存在的先天因素。原因有强度不足、热处理不当、齿轮配合不当导致抽油机有冲击现象，和选料中存在先天缺陷，导致材质不均。而后天因素主要是抽油机的负荷过大，另外齿断裂常见于渐开线齿轮，这是因为工作载荷较大的情况下，如采用渐开线圆柱齿轮传动，其径向力便会大幅增加，如果不能采用硬齿面，很容易造成齿断裂，而采用硬齿面，加工难度加大，而且成本高、噪音大，减速箱使用寿命低。因此载荷较大的井，应选用双圆弧人字齿轮减速箱的抽油机，因为双圆弧人字齿轮有很大的相对曲率半径，其弯曲强度和接触强度较渐开线齿轮提高40%-60%。采用双圆弧形齿，齿轮磨擦较小、效率高。
齿磨损的原因是润滑不良和齿轮精度差。润滑不良除了由于润滑油缺失导致外还有可能是选择润滑油不当造成。目前，国产中载荷、重载荷工业齿轮油都加有抗磨添加剂的情况下，也不必过多地强调高粘度。润滑油的粘度，对机械设备的运转，关系极大。一般说，粘度有些变化，或稍为大一些或小一些，影响不大。但如不恰当选用粘度过大或过小的润滑油，就会引起不正常的磨损，粘度过高，甚至发生卡轴、断裂等设备事故。作业区所在自然环境冬夏温度变化大因此以前选用润滑油的倾点时过多的考虑了冬季因素，但是由于高速运转，工作环境温度即便在冬季也不是很低，因此倾点不应该死板按照比最低温度低5 ℃，可以适当提高一些。还有减速器采用润滑油如黏度过高，磨损掉的齿轮金属微粒混在润滑油中，更加剧齿轮的磨损。因此在箱体的底部设计增加几个磁点，利用磁性作用吸附润滑液中的金属微粒，可减少润滑液的金属微粒含量。 3 输入轴窜轴
造成窜轴主要有两个方面的原因，一是由于断齿过多，造成输入轴失去轴向约束而发生窜轴；另一方面是中间轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致。在实际传动中，往往由于从动齿轮与中间轴之间的过盈量不足，从动齿轮相被中间轴施加一个轴向力，而这个轴向力最后传输到输入轴，从而使输入轴发生被动轴向窜动。除此以外齿轮加工偏斜；两半从动齿轮实际的螺旋角误差、齿厚误差；齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背发生变形等也会导致减速器串轴。但是相对前面的原因，程度偏小。预防窜轴，应该在制造时，通过对同一级人字齿轮副的两侧齿侧间隙差、同一轴左右两侧齿轮硬度差的控制及左右旋齿轮的轴孔配合优化选择等措施解决窜轴隐患。窜轴后期会导致减速箱抱死，无法运转。
4 轴承磨损
轴承磨损主要表现为损坏（轴承无法正常运转.出现断裂、剥落）和失效（轴承虽然还能继续运转.但已经失去了应有的作用），轴承磨损的主要原因有轴承选择不当，质量不过关；工作条件不好，润滑不理想；窜轴导致轴承承受轴向冲击力。另外，现在看大负荷长期运转，尤其是不平衡状态下，对轴承的损害也很严重。负荷并不是不超过最大额定值就行，因为抽油机使用时负荷太大，尤其是达到或接近抽油机额定最大载荷时，载荷为交变应力，减速箱轴承的内外圈滚道和滚动体也部在接触交变应力的条件下工作.经过一定应力循环次数后，轴承零件表面出现金属疲劳现缘而使轴承失效，初期表现为点蚀，后期便出现剥落。
对抽油机的使用单位来说，由于受条件制约，保护轴承能做工作仅限做好润滑和控制好平衡率。轴承损坏一旦出现，只能及时修理，没有冒险延长使用寿命的必要。
抽油机负荷和冲次与故障出现的关系
通过对抽油机在一段时间内，不同负荷和冲次次条件下，故障发生的次数的数据收集，得出图1和图2。
虽然数据收集有局限性，难免有误差，但是能够明显看出，大负荷，高冲次出现故障的可能性大大增加，而曙采油二区的平均冲次在6.5次，平均负荷率更达到了0.72以上，因此导致曙采油二区这几年减速箱出现故障的频率偏高。这几年也尝试非抽油机生产方式，如螺杆泵，电泵，往复式电动潜油泵，取得了不错的效果.
参考文献
[1]罗英俊，万仁溥，等.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，2005.
[2]王昌青，等.抽油机减速箱轴承的使用及寿命分析[J].内江科技，2006.