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[摘 要]抽油机是石油开采过程中重要设备，主要由驴头、游梁、支架、底座、横梁、连杆等组成， 多为金属结构件，在制作过程中井场会出现尺寸超差等问题。本文主要是从驴头、游梁、支架、底座四个方面，探讨制作过程中存在的问题，并制定合理的措施来提升制作质量。
[关键词]抽油机 驴头 焊接
中图分类号：X535 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0118-01
抽油机是石油工业采油生产的主要装备，其中游梁式抽油机应用最为广泛。游梁式抽油机的主要部件，如驴头、游梁、支架、底座、横梁、连杆等，多为金属结构件。在大型抽油机生产过程中，由于其尺寸庞大，受加工手段制约，加之受焊接变形的影响，其尺寸超差是常见的重要质量影响因素，如不高度重视，会引起批量质量事故，同时也关系到整机组装和试车，也会导致一些安全事故，给企业造成重大损失。提升游梁式抽油机制作质量就要通过生产经验积累，掌握抽油机大型金属构件制造过程中容易出现的主要问题，并制定合理的应对措施来提升质量。
1、驴头
抽油机的驴头是由钢板和角钢焊接而成的关键部件，它有一个较大的弧面，两根钢丝绳挂在驴头弧面上部的悬绳架体上，弧面往复上下运动时，钢丝绳拉动抽油泵光杆上下往复运动，进行抽油作业。驴头的作用是保证抽油时，光杆始终对准井口中心位置。为此，制作驴头时，是以游梁支点轴承为圆心，以轴承圆心到驴头弧面上任意点为半径画圆弧，该半径应是一个设计定值，它的大小与抽油机的冲程长短有关。这样，固定的圆心，一定的半径，钢丝绳始终是弧面的切线，所以驴头头部弧面中心点的投影始终与井眼重合、驴头与游梁的一端连接，游梁的往复摆动带动驴头工作。
驴头是比较大型的金属构件.如常规十二型抽油机，其主要质量问题表现为侧面翘曲，工作时侧板与钢丝绳摩擦，造成安全事故。另一个问题表现为抽油杆不能始终对准井口中心，驴头工作时“勾头”和“扬头”，“打点”超差较大，工作时钢丝绳前后摆动，整机安装难以对准井口。前一质量问题的主要原因是：驴头侧板间的筋板、面板等下料尺寸不准、工件焊接变形，以及连接板与驴头侧板组对不垂直所引起的。这就要求筋板等下料宽度尺寸精确，如果剪板下料正负误差较大.可对其宽度尺寸进行刨铣加工，保证两侧板平面平行。再者，制定合理的焊接工艺，如有变形，要进行矫正和采用强制变形的手段。如一块面板只有12mm厚、30mm宽，长度却超过5000mm，如果单个面板滚圆弧时，因自重容易引起扭曲，应多块拼连进行滚制。后者应注意连接板与弧面板的位置关系，否则驴头连接板与游梁连接板连接后，弧面半径相对发生变化。这就要求对组对工装和定位装置进行校验，为产品质量提供可靠的保证。产品采用AIP标准，驴头悬点投影在φ22mm范围内。
2、游梁
游梁用支架轴承安装在支架上，前端与驴头相连，后端通过尾轴承与横梁相连。抽油机工作时，游梁绕支架轴承作摇摆运动传递动力，同时承受悬点载荷，连杆拉力和支架通过支架轴承对游梁的反作用力等载荷。因此，要求游梁必须有足够的强度和刚度。重型游梁多采用钢板焊成的截面为“n”字形或箱型游梁，这种游梁强度和刚度较好，但结构复杂，焊接工作量大。对于常规游梁，该结构件的下料、组对、焊接都应严格要求，所用δ12、δ25板材过长易弯，δ25板较厚，如不平整，要进行火焰校平，也可进行码放堆压时效处理、组对应进行划线和强制变形，组焊时应采用对称分段焊接工艺，减少焊后变形。游梁连接板、中座板、尾座板之间的位置关系要精确。
3、支架
支架用支架轴承和游梁相连，当抽油机工作时，支架承受悬点载荷和连杆拉力，是重要的受力部件，要有足够的强度和刚度，抽油机支架用型钢焊接而成。游梁式抽油机支架外形尺寸较大，工装的刚度较难保证，加之焊接变形，容易引起一些质量问题，支架常见的质量问题是：支架重心偏移，支架顶板平面和底脚板平面不平行，左右侧倾或前后倾斜。其左右侧倾同样引起游梁、驴头侧倾，造成钢丝绳磨驴头侧板；支架顶板前后倾斜，引起重心前后偏移，也同样影响整机与井口的相对位置。由于工件尺寸和斜度较大，上下面平行只有靠工装保证。在下料时要放样准确，组对时对工装进行验证，前后腿要按设计角度组对，不可用气割过量修割，造成腿短，焊后因受拉应力作用，收缩变形造成四块底脚板不在同一平面内。支架工装的设计应科学合理.施工方便，控制变形有效。最好先用单片组对工装，保证单片的几何尺寸，减少整体组对时的误差和工作量。焊后支架摆放应让底脚板和顶板不与地面接触，以免受力变形造成组装困难.整机重心偏移，受力失稳。
4、底座
底座是由撬装结构的座体和筒体组焊而成。座体是用工字钢、槽钢和角钢焊成，筒体用钢板焊成。减速器、支架用螺栓直接紧固在底座上，它是一个基础部件，固定在地基上。底座制成过程中，要保证与支架和减速器的底面接触的平面度为1.2-1.5mm。游梁式抽油机底座要求的两个平面不可能焊后加工（铣、刨），只有先加工后焊接。这就要求制作过程中对焊接的应力变形采取措施，加以精确保证座体组对时，由于所用工字钢等型材也存在扭曲誤差，所以必须保证其上面平面度满足要求，横撑榫头下料准确，这样支架安放才能平稳。筒体由于尺寸较大，也要对其顶板进行加工后焊接，因焊缝不对称和加强筋板较多，这就要用工装强制变形。另外筒体的侧板为梯形，在剪板下料时，其对角线不易控制，还要考虑板厚给倾斜向高度带来的误差，保证整体高度，否则容易出现顶板变形，与减速器底面接触不完整，在地脚螺栓的作用下，造成减速器箱体出现裂纹、漏油、报废。
以上零部件加工过程中存在的问题及解决方案是在生产实际中总结而成，有一定的局限性，因不同企业的生产能力、加工手段不同，质量控制的难易程度、侧重点随之不同、加之生产工人的技术水平、熟练程度不同，应结合实际对产品质量加以控制，确保产品性能可靠、质量稳定，能满足生产需要，安全平稳运行，为石油工业生产发展提供有力保障。
参考文献
[1] 高晓萌.长冲程抽油机机械换向装置技术现状及发展趋势探讨[J].化学工程与装备，2017（12）：289-290.
[2] 王述，石成江，张绍禹.基于Pro/E抽油机新型减速器的运动仿真模拟[J].辽宁石油化工大学学报，2017，37（06）：44-46+50.
[3] 郭福东，樊灵，巩宏亮，孙春龙.变速运行下抽油机系统力学参数相关性分析[J/OL].大庆石油地质与开发：1-6[2018-01-12].
[关键词]抽油机 驴头 焊接
中图分类号：X535 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0118-01
抽油机是石油工业采油生产的主要装备，其中游梁式抽油机应用最为广泛。游梁式抽油机的主要部件，如驴头、游梁、支架、底座、横梁、连杆等，多为金属结构件。在大型抽油机生产过程中，由于其尺寸庞大，受加工手段制约，加之受焊接变形的影响，其尺寸超差是常见的重要质量影响因素，如不高度重视，会引起批量质量事故，同时也关系到整机组装和试车，也会导致一些安全事故，给企业造成重大损失。提升游梁式抽油机制作质量就要通过生产经验积累，掌握抽油机大型金属构件制造过程中容易出现的主要问题，并制定合理的应对措施来提升质量。
1、驴头
抽油机的驴头是由钢板和角钢焊接而成的关键部件，它有一个较大的弧面，两根钢丝绳挂在驴头弧面上部的悬绳架体上，弧面往复上下运动时，钢丝绳拉动抽油泵光杆上下往复运动，进行抽油作业。驴头的作用是保证抽油时，光杆始终对准井口中心位置。为此，制作驴头时，是以游梁支点轴承为圆心，以轴承圆心到驴头弧面上任意点为半径画圆弧，该半径应是一个设计定值，它的大小与抽油机的冲程长短有关。这样，固定的圆心，一定的半径，钢丝绳始终是弧面的切线，所以驴头头部弧面中心点的投影始终与井眼重合、驴头与游梁的一端连接，游梁的往复摆动带动驴头工作。
驴头是比较大型的金属构件.如常规十二型抽油机，其主要质量问题表现为侧面翘曲，工作时侧板与钢丝绳摩擦，造成安全事故。另一个问题表现为抽油杆不能始终对准井口中心，驴头工作时“勾头”和“扬头”，“打点”超差较大，工作时钢丝绳前后摆动，整机安装难以对准井口。前一质量问题的主要原因是：驴头侧板间的筋板、面板等下料尺寸不准、工件焊接变形，以及连接板与驴头侧板组对不垂直所引起的。这就要求筋板等下料宽度尺寸精确，如果剪板下料正负误差较大.可对其宽度尺寸进行刨铣加工，保证两侧板平面平行。再者，制定合理的焊接工艺，如有变形，要进行矫正和采用强制变形的手段。如一块面板只有12mm厚、30mm宽，长度却超过5000mm，如果单个面板滚圆弧时，因自重容易引起扭曲，应多块拼连进行滚制。后者应注意连接板与弧面板的位置关系，否则驴头连接板与游梁连接板连接后，弧面半径相对发生变化。这就要求对组对工装和定位装置进行校验，为产品质量提供可靠的保证。产品采用AIP标准，驴头悬点投影在φ22mm范围内。
2、游梁
游梁用支架轴承安装在支架上，前端与驴头相连，后端通过尾轴承与横梁相连。抽油机工作时，游梁绕支架轴承作摇摆运动传递动力，同时承受悬点载荷，连杆拉力和支架通过支架轴承对游梁的反作用力等载荷。因此，要求游梁必须有足够的强度和刚度。重型游梁多采用钢板焊成的截面为“n”字形或箱型游梁，这种游梁强度和刚度较好，但结构复杂，焊接工作量大。对于常规游梁，该结构件的下料、组对、焊接都应严格要求，所用δ12、δ25板材过长易弯，δ25板较厚，如不平整，要进行火焰校平，也可进行码放堆压时效处理、组对应进行划线和强制变形，组焊时应采用对称分段焊接工艺，减少焊后变形。游梁连接板、中座板、尾座板之间的位置关系要精确。
3、支架
支架用支架轴承和游梁相连，当抽油机工作时，支架承受悬点载荷和连杆拉力，是重要的受力部件，要有足够的强度和刚度，抽油机支架用型钢焊接而成。游梁式抽油机支架外形尺寸较大，工装的刚度较难保证，加之焊接变形，容易引起一些质量问题，支架常见的质量问题是：支架重心偏移，支架顶板平面和底脚板平面不平行，左右侧倾或前后倾斜。其左右侧倾同样引起游梁、驴头侧倾，造成钢丝绳磨驴头侧板；支架顶板前后倾斜，引起重心前后偏移，也同样影响整机与井口的相对位置。由于工件尺寸和斜度较大，上下面平行只有靠工装保证。在下料时要放样准确，组对时对工装进行验证，前后腿要按设计角度组对，不可用气割过量修割，造成腿短，焊后因受拉应力作用，收缩变形造成四块底脚板不在同一平面内。支架工装的设计应科学合理.施工方便，控制变形有效。最好先用单片组对工装，保证单片的几何尺寸，减少整体组对时的误差和工作量。焊后支架摆放应让底脚板和顶板不与地面接触，以免受力变形造成组装困难.整机重心偏移，受力失稳。
4、底座
底座是由撬装结构的座体和筒体组焊而成。座体是用工字钢、槽钢和角钢焊成，筒体用钢板焊成。减速器、支架用螺栓直接紧固在底座上，它是一个基础部件，固定在地基上。底座制成过程中，要保证与支架和减速器的底面接触的平面度为1.2-1.5mm。游梁式抽油机底座要求的两个平面不可能焊后加工（铣、刨），只有先加工后焊接。这就要求制作过程中对焊接的应力变形采取措施，加以精确保证座体组对时，由于所用工字钢等型材也存在扭曲誤差，所以必须保证其上面平面度满足要求，横撑榫头下料准确，这样支架安放才能平稳。筒体由于尺寸较大，也要对其顶板进行加工后焊接，因焊缝不对称和加强筋板较多，这就要用工装强制变形。另外筒体的侧板为梯形，在剪板下料时，其对角线不易控制，还要考虑板厚给倾斜向高度带来的误差，保证整体高度，否则容易出现顶板变形，与减速器底面接触不完整，在地脚螺栓的作用下，造成减速器箱体出现裂纹、漏油、报废。
以上零部件加工过程中存在的问题及解决方案是在生产实际中总结而成，有一定的局限性，因不同企业的生产能力、加工手段不同，质量控制的难易程度、侧重点随之不同、加之生产工人的技术水平、熟练程度不同，应结合实际对产品质量加以控制，确保产品性能可靠、质量稳定，能满足生产需要，安全平稳运行，为石油工业生产发展提供有力保障。
参考文献
[1] 高晓萌.长冲程抽油机机械换向装置技术现状及发展趋势探讨[J].化学工程与装备，2017（12）：289-290.
[2] 王述，石成江，张绍禹.基于Pro/E抽油机新型减速器的运动仿真模拟[J].辽宁石油化工大学学报，2017，37（06）：44-46+50.
[3] 郭福东，樊灵，巩宏亮，孙春龙.变速运行下抽油机系统力学参数相关性分析[J/OL].大庆石油地质与开发：1-6[2018-01-12].