故障

课题七抽油机故障分析与排除实训目的：根据抽油机工作中的异常现象，正确分析、判断抽油机的工作情况；提出合理的维修措施，预防并排除抽油机故障。一、采油树常见的故障与处理采油树易发生的故障主要有：油套环形空间密封不好产生窜通(尤其是抽油井)，顶丝密封圈渗漏，大法兰钢圈刺漏，卡箍钢圈刺漏，表层套管与生产套管的支撑开焊等。下面具体介绍故障的现象、判断及处理。(一)法兰顶丝目前的采油树多采用KYS一25／65型采油树，连接方式为卡箍连接，因此多用了一些附件，如井VI四通部分多了油套环空的密封，下部的连接采用了法兰连接方式。法兰顶丝的作用主要是适应不压井起下管柱。例如我国多数中低压油气田采用的都是锥形挂，代替了原来的头。锥型挂上大下小，下端是内螺纹，和连接后，挂坐在法兰顶丝和套管四通上法兰的锥形斜面上，下有两个“0”型密封圈和一道烤焊的紫铜密封圈，以此密封油套环形空间，即坐好后对称上紧顶丝法兰上的4个螺栓，顶丝尖部正好顶在挂上端的锥形斜面上，确保油套环空的密封。1．油套环空窜通故障的验证及处理方法油套环空窜通的现场状况：(1)当热洗时在井VI能听到响声；当热油(水)到井下时，井口温度短时间即达到进出口一样的温度。(2)平时量油产量下降。 (3)液面(流压)抽不下去。(4)抽压时稳不住压力，严重时油压不起，正注打压(憋压)时出现油套压平衡现象。(5)水井油套窜通时，正注将套管打开放空时有刺漏的声响，严重时溢流量变大。油套环空窜通故障的验证方法如下：(1)热洗时在采油树的进出口测量温度，若短时间即达到或接近就可定为油套环空窜通。(2)抽油井可采取抽压方法落实，操作方法如下：抽油机正常运行时，关闭生产阀或二次生产阀门抽压；上好油套压表(需经校对合格的表)，看油压表上升的情况，如油套窜通压力上升很慢，当上升到一定值时(油套压基本平衡时)，油压不再上升；或在四通上能听到有刺漏声。(3)憋压法落实：停止抽油机运转，由站内输送来的高压液体从打入井中，关小直通阀(注意防止压力过高憋坏其他地方或憋泵)，当憋到一定压力时(一般是超过套压1～2MPa时)，关闭生产阀看套压是否上升；如套压上升，可证实油套窜通(在四通上能听到有刺漏声)。油套环空窜通故障的处理方法：(1)可在作业时更换头。(2)报小修更换头或头的密封圈。2．挂顶丝密封圈渗漏故障的处理方法顶丝密封圈渗漏的现场状况：(1)油井顶丝处经常有油污或水渗漏。(2)水井顶丝密封圈、压帽处有渗漏，一层白色结晶状物体附着在表面。故障的处理方法主要是更换密封圈。操作方法是先停止抽油机或电动潜油泵井运转，关闭生产阀，由套管接放空管线将油套环空压力放净，卸掉顶丝密封圈压帽，挖出旧的“0”型密封圈，要挖净不准留有旧密封圈。新密封圈抹上少许黄油加入到顶丝密封圈盒中，上好压帽，注意不要卸松顶丝，4条顶丝要均匀顶紧不可偏斜。加完密封圈后倒回原生产流程，启机试压，观察，在确定无渗漏情况后方可离开井场。(二)采油树大法兰钢圈采油树大法兰钢圈常见的故障是钢圈刺漏。大法兰钢圈刺漏时常有油污渗出，水井有漏水现象或成雾状喷射。这里通常是指上法兰钢圈刺漏，而下法兰钢圈刺漏时只有起出才能更换，所以这类故障只有作业或小修时才能更换。我们讲的主要是上法兰钢圈刺漏的更换，操作如下：(1)水井、水泵井。停机、泵，断电关生产阀，由接放空管线到土油池，将压力放净，直接卸井口更换大法兰钢圈。(2)抽油机井。应将抽油杆放到井底，也就是卸松方卡子，卸去抽油机负荷，使抽油杆自然落到井底，卸掉大法兰螺栓和生产阀的内卡箍，卸掉光杆密封盒压帽，拿出密封圈，用大绳系大法兰以上的部分采油树，启机，利用抽油机一次或两次把大法兰以上的部分采油树从光杆中拔出，抽油机上行到上死点时，当吊出的部分拔出光杆后停机刹紧车，从大法兰上取下刺坏的钢圈，一

直从光杆的末端拿掉旧钢圈换上新钢圈，新钢圈上要抹少许黄油，而后依次将采油树拔出的部件穿过光杆，装回到采油树上去，上紧法兰螺栓，卡好生产阀内卡箍，装上新的光杆密封圈，上好压帽，开生产阀，送电启机，收拾好工具、用具和现场。一82—

(三)卡箍钢圈刺漏故障及处理卡箍钢圈刺漏故障即从卡箍中渗漏油污、水，严重时刺油、水造成井场污染，损坏设备。整个采油树总计12个卡箍钢圈，分别为左右生产阀的内卡箍2个，外卡箍2个；左右套管阀的内卡箍2个，外卡箍2个；总生产阀，上下各1个卡箍；测试阀连接胶皮闸门的下卡箍上下各1个。卡箍常见的故障是刺漏，其各部分的刺漏更换不一样。下面依次说明各卡箍钢圈刺漏的处理方法。1．左右生产阀的内卡箍钢圈刺漏的处理方法自喷井或电动潜油泵井可停泵关闭总闸门、生产闸门，有水套炉井应关小炉火，但井内有测试仪器时不可关闭总闸门(起出仪器后才能更换)，有余压时应先放空，无压力(大多数时是无压力，因关井后压力从刺漏部位卸净)后卸卡箍螺钉，拿下卡箍后用撬杠撬开小四通与生产闸门(250阀)取下钢圈，清理钢圈槽(应擦净)，更换新钢圈。新钢圈应抹少许黄油，上好卡箍片，上紧卡箍螺钉，应注意上平、两侧均匀，不准一侧卡箍开口大一侧卡箍开口小。两螺栓应与螺母齐平，不得一侧留得很长，一侧只上几扣，更换完及时倒回原生产流程。有水套炉的井应开大炉火，电动潜油泵井启泵无异常后方可离开。抽油机井首先压井，使中转站来的高压液由套管进入井底，2～4h停机后应无自喷现象，接放空管线至土油池或污油桶，将压力放空，可参照自喷井或电泵井更换左右生产阀内卡箍钢圈的方法操作。2．左右生产阀外卡箍钢圈刺漏的处理方法对于左侧无生产管线连接的井，外卡箍钢圈刺漏可直接关闭左侧生产阀门，卸下卡箍片更换钢圈即可。但有些井左侧没有装生产阀只是一个卡箍头，如是自喷井或电泵井可关闭总闸门处理；当井下有仪器时，不可关闭总闸门，应先将仪器起出来后再处理刺漏。可在刺漏部位盖上毛毡等物以避免刺漏污染面过大。如果是抽油井，应参照内卡箍钢圈刺漏处理方法进行操作。对于右侧有生产管线连接的井应停机关闭生产阀、关回压阀、关掺水阀、开放空，有水套炉井应关小炉火，卸掉卡箍片，取出旧钢圈，更换新钢圈，技术要求与更换内卡箍钢圈相同。3．套管左右外卡箍钢圈刺漏的处理方法左侧无管线连接的可直接关闭左侧套管阀、更换钢圈即可，更换方法同上述左右生产阀外卡箍钢圈刺漏的处理方法。右侧有管线连接的，应关闭右侧套管阀，关闭计量间内高压管来水阀，关闭掺水阀(电动潜油泵井应关闭双管出油闸门及计量间内高压管来水阀)，检查直通阀是否关严，等待压力卸光(因此段无放空)后，方可参照更换卡箍钢圈的顺序进行更换。4．总闸门卡箍钢圈刺漏的处理自喷井、电动潜油泵井在更换总闸门上卡箍钢圈时，有水套炉的井应先关小炉火，关闭总闸门、生产闸门，开放空卸掉压力即可更换。为了装卸方便，也可卸松生产闸门的内卡箍。在更换总闸门下卡箍钢圈时，有水套炉的井应先关掉炉火，压井后实施更换。抽油机井因井中有抽油杆，应参照更换大法兰钢圈的操作顺序进行更换。(四)表层套管与生产套管的支撑开焊表层套管支撑损坏、开焊后有以下现象：(1)采油树晃动。(2)抽油机井当驴头上行时采油树上移，下行时回到原位。(3)热洗时采油树上升。此类情况多发生在抽油机井，具体处理方法如下：将采油树底部一83—

挖开，直至表层套管，将抽油机停在近下死点位置，先将采油树校正，必要时采用倒链拉正后，才能由专业人员进行焊接操作。注意事项：(1)不要在热洗之后进行，因套管加热后有一定的伸长不能在原位上，最短也应在24h后进行焊接。(2)不能将抽油杆的全部负荷卸到采油树上，以免采油树不正。二、抽油机故障的判断与处理抽油机常见故障有：抽油机整机振动，曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移、拔出，连杆刮碰曲柄旋转平衡重块的边缘，减速器漏油，刹车不灵或自动溜车，尾轴螺钉松动，游梁顺着驴头方向位移，平衡重块固定螺栓松动，曲柄在输出轴上外移，悬绳器绳辫拉断，皮带松弛，减速器大皮带轮滚键等。(一)

抽油机整机振动的故障及处理1．振动的原因(1)底座的原因主要是地基建筑不牢固、底座与基础接触不实有空隙、支架底板与底座接触不实。(2)负载与对中的原因是驴头对中误差大、悬点负荷过重超载、平衡率不够、井下抽油泵刮卡现象或出砂严重、减速器齿轮打齿。2．检查方法(1)首先要检查的是基墩与底板接触是否牢固。如果不牢固，抽油机上行时基墩跟着抽油机的上行而上升，下行时又回到原位，此种故障多发生在墩式基础的第一、第二基础上。下雨时可明显看出稀泥从基础与大地的缝隙中被挤出来，此种故障是底板的预埋件与基墩的焊接开焊造成整机振动过大。(2)检查基墩和底座的连接部分，斜铁是否有松动，紧固螺钉是否松动。(3)检查支架的3条支腿底座与抽油机的底座连接部分，两条前支腿部位水平是否达要求，是否有缝隙；后支腿是否有缝隙、接触不牢固。抽油机运转时，梯子是否晃动严重。(4)驴头对中差得较大、严重超出规定范围。检查时可卸掉负荷，用垂线法测量驴头落点。(5)驴头悬点负荷严重超载。通过测示功图可以得到本机的悬点负荷是否严重超载。此类情况发生在井下更换大泵，加深泵挂，或是抽汲参数不合理——冲程、冲数均较大的情况下，造成了悬点负荷和惯性负荷的增加而使整机严重超载，应及时处理，不然可能造成严重后果——拉断悬绳器、游梁、横梁。(6)平衡率不够，可通过用钳形电流表检测平衡率。听电动机的声音也能判断平衡率，当电动机上下冲程速度不一致时，就会产生不均匀的噪声。(7)井下碰泵、刮卡现象也可造成整机的振动。每上下一次都有一次卸载、增载，抽油机摇摆、晃动，产生很大的冲击振动，还可造成其他部件损伤。(8)减速器齿轮打齿或左右旋齿松动；减速器噪声很大、机身振动很大；打开减速器检查孔，检查齿轮是否有打齿现象，要逐一检查每个齿、左右旋齿、中间轴、人字齿和输出轴齿。(二)曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理1．故障现象检查抽油机时，能听到周期性的轧轧声。严重时，地面上有闪亮的铁屑，发生掉游梁的事故，也就是翻机事故。一84—

2．故障原因(1)曲柄销上的止退螺帽松动或开口销未插，使冕型螺母退扣。(2)销轴与销套的结合面积不够，或上曲柄销时锥套内有脏物。(3)销轴与销套加工质量不合格。(4)曲柄销套的圆锥已被磨损。3．处理方法重新安装曲柄销，将旧销打出冲程孔，检查锥套是否磨损。检测曲柄销轴与锥套的配合情况：在锥套里抹上黄油，将曲柄销轴插人锥套内压紧，再拉出来看销轴上有多少面积粘有黄油，即可看到销与锥套的结合面积有多少，加工合格的销套结合面积应能达到65％以上。如果结合面积很小，可视为加工不合格应更换。重新上曲柄销时，应按操作规程和技术要求装配。(三)连杆刮碰曲柄旋转平衡重块的故障及处理1．故障现象有规律的声响。当抽油机运转到某一位置时发生声响，连杆和重块发生摩擦的部位有明显的痕迹。2．故障原因(1)游梁安装不正，中心线与底座中心线不重合。(2)平衡重块铸造不符合标准，凸出部分过高。3．处理方法(1)调整游梁位置，使其与曲柄完全一致。游梁的中心线应与底座中心线重合在一条线上，可用轴承座的前后4条顶丝调节。(2)削去平衡重块上凸出过高的部分，可采用手提砂轮机磨掉多余部分。(四)减速器漏油的故障及处理1．故障现象(1)减速器发热，油箱温度高。(2)油从减速器上盖和底座的合口处或从输入轴、中间轴、输出轴的油封处流出。2．故障原因(1)减速器内润滑油过多。(2)合箱口不严，螺钉松或没抹合箱口胶。(3)减速器回油槽堵塞。7(4)油封失效或唇口磨损严重。(5)减速器的呼吸器堵塞，使减速器内压力增大。3．处理方法(1)放掉减速器内多余的润滑油。打开放油孔将多余的润滑油放出，箱内的油面应在油面检视孔的1／3—2／3部位之间即可。(2)箱口不严可重新进行组装。组装时应抹合箱口胶；如无合箱口胶时，可用密封脂替代。如是箱口螺钉松动，可紧固箱口螺钉。(3)检查回油槽是否有脏物堵塞并清理干净。因现场采用的减速器润滑方式是飞溅式润滑和重力式润滑的混合式润滑，油道堵后油不能退回到箱内造成合箱口渗油、漏油。(4)油封在运转一段时间之后应在二级保养时更换。不能更换油封造成了油封的唇口磨损严重而漏油，因此应更换新油封。一85—

(5)减速器呼吸器堵塞造成减速器内压力增大，从油封处漏油，应拆洗清理呼吸器。(五)刹车不灵活或自动溜车的故障及处理1．故障现象(1)刹车时不能停在预定的位置，拉刹车时感觉很轻。(2)松刹车时刹车把推不动。2．故障原因(1)刹车行程未调整好——行程过大，拉到底时刹车片才起作用。(2)刹车片严重磨损。(3)刹车片被润滑油污染(脏)，不能起到制动作用。(4)刹车中间座润滑不好或大小摇臂有一个卡死，拉到位置后刹车仍不起作用。3．处理方法(1)调整刹车行程在1／3～2／3之间，并调整刹车凸轮位置，保证刹车时刹车蹄能同时张开。(2)更换严重磨损的刹车片。(3)清理刹车毂里的油迹，保障刹车毂与蹄片之间无脏物、油污。如果是刹车毂一侧的油封漏油，应更换油封。(4)把刹车中间座拆开，因里面是铜套需要润滑，拆开后清理油道加注黄油即可。两个摇臂要调整好位置，不得有刮卡现象。(六)尾轴承座螺栓松的故障及处理1．故障现象尾轴承固定螺栓剪断、弯曲，尾部有异常声响，轴承座发生位移。2．故障原因(1)游梁上焊接的止板与横梁尾轴承座之间有空隙存在。尾轴承座后部有螺栓穿过止板拉紧尾轴承座，螺栓未上紧或无止退螺帽产生空隙。(2)上紧固螺栓时，未紧贴在支座表面上，中间有脏物。3．处理方法(1)止板有空隙时，可加其他金属板并焊接在止板上，然后上紧螺栓。(2)重新更换固定螺栓并加止退螺帽，打好安全线加密检查。。(七)游梁顺着驴头方向位移的故障及处理1．故障现象原位对正井VI，发现光杆被驴头顶着上升，并伴有声响，振动增加。2．故障原因(I)轴承座固定螺栓松动，前部的两条顶丝未顶紧轴承座，使游梁位移。(2)游梁固定轴承座的“u”型卡子松了，使游梁向驴头方向位移。3．处理方法卸掉驴头负荷使抽油机停在近上死点，使游梁回到原位置上，检查“u”型卡子是否有磨损。如无磨损上紧“u”型卡子螺钉；如轴承座松，可用顶丝将轴承座顶回原位，拧紧固定螺栓即可。一86—

(八)平衡重块固定螺栓松动的故障及处理1．故障现象检查时，能听见有规律的声响，上、下冲程各一次。严重时，平衡重块掉到地上，拉掉曲柄上的牙，使曲柄报废。下雨后，能够看到螺栓部位有水锈的痕迹。2．故障原因紧固螺栓松动，曲柄平面与平衡重块之间有油污或脏物。3．处理方法将曲柄停在水平位置，检查紧固螺栓及锁紧牙块螺栓，回复到原位置，上紧紧固螺栓。具体要求按操作规程安装调整。(九)曲柄在输出轴上外移的故障及处理1．故障现象曲柄在输出轴上外移，从后面看抽油机连杆不是垂直而是下部向外，严重时掉曲柄，造成翻机事故。2．故障原因曲柄键不合格，输出轴键槽与曲柄键槽有问题。3．处理方法更换键或加工异形键。(十)悬绳器绳辫拉断的故障及处理1．故障现象绳辫粗细不均匀，腐蚀严重，锈很多，拉断砸在井口密封圈盒上。2．故障原因(1)绳辫钢丝绳中的麻芯断，造成钢丝绳问互相摩擦，钢丝绳受到的损伤很大，最后拉断。(2)绳辫钢丝绳受到外力严重损伤，同部位断丝超过3根而检查时没有及时更换，最后拉断钢丝绳。(3)钢丝绳头与灌注的绳帽强度不够，使绳帽与钢丝绳脱落。3．处理方法更换悬绳器。截取合适长度的钢丝绳1根，装上悬绳器的上、下压板。如果是绳帽灌注，灌绳锥套的总长度不得超过lOOmm。灌铅时应在绳头上打人三角铁钎2—3根起张开作用。铅里应加入少量锌以增加强度，避免拉脱。如果是用绳卡子卡时，下方预留绳头不得超过20mm，以免运转到下死点时刺伤采油员工。悬绳器的安装要求如下：(1)两侧长度相等，互相平行，上、下压板平行、不得倾斜。(2)上压板在驴头上死点时距驴头下方250～300mm，以免测示功图时挤坏动力仪。(3)下压板在驴头下死点时距密封圈盒400～450mm(因需要打一个防掉卡子)。(4)悬绳轨迹应在驴头弧面两侧的均匀位置运行，不得偏离，允许误差20mm。(十一)皮带松弛的故障及处理1．故障现象(1)单根皮带有松有紧。(2)联组皮带有跳的现象及波浪状起伏现象。(3)打滑并伴有异常声响。一87—

(4)起火而烧皮带。(5)掉在地上。2．故障原因(1)使用的皮带长度不一致。(2)电动机滑轨的固定螺栓松弛。(3)电动机固定螺栓松弛。(4)皮带拉长。3．处理方法(1)选择合适的、长度一致的皮带。如果是新皮带就长短不一，可将长的用在一组，短的用在一组。(2)紧固松弛的螺钉，并顶紧对角的顶丝螺钉。(3)调整皮带的拉紧度，因皮带用一段时间后肯定会拉长，因此应相应的调整，以保持皮带的拉紧度，以单根皮带翻转180。松手即能回复到原样为合适，联组皮带手掌下压一指松开即复位为合适。(十二)减速器大皮带轮松滚键的故障及处理1．故障现象在运转时大皮带轮晃动，有异常声响。2．故障原因(1)大皮带轮端头的固定螺栓松弛，使皮带轮外移。(2)大皮带轮键不合适。(3)输人轴键槽不合适。3．处理方法更换大皮带轮键，检查输入轴键槽是否有损坏，如有损坏应更换输入轴，如果键槽是好的，即可根据键槽重新加工键。紧固大皮带轮的端头螺钉，锁紧止退锁片。三、抽油机出油不正常故障的处理操作抽油机井不出油在抽油机井管理中是经常出现的，处理起来比较复杂，其方法也因油田、井及分析者的不同而有差异。这里就生产现场通常采用的基本方法做详细介绍，使操作者通过对本节的学习，在生产现场中能够组织有关人员正确分析、处理抽油机井不出油故障。(一)准备工作(1)量不出油的抽油机井1口。(2)测试示功图、双频回声仪及手表、计算器、直尺、管钳、扳手等。(3)2名合适的操作人员，穿戴好劳保用品。(二)操作步骤1．对地面生产流程的核实、分析在经过几次核实量油后，确定产液量确实下降了很多时，就需要从检查井口流程及计量间(站)的量油流程有无问题开始：(1)查看井VI回压是否升高很多，如果回压升高了(一般大于0．5MPa)，就证明是管线不太畅通，如该井含水较低或油稠，则需要冲洗地面管线了，即打开井口直通闸门，控制好排量和温度，使热水(热油)冲洗生产管(低压管)；如洗后回压仍很高，则说明是管线结垢。其实在先一88—

前冲洗地面管线时，用手摸管线的不同部位，就会感觉有的地方温度很低(相对热洗温度来说的)，此处就是管线结垢的部位，或用锤子敲击管线听声(有一定经验的操作者)，证实是否结垢了以及是否严重等，处理管线结垢(通常是在井口的弯管处)，现场采用的方法～般是换一段管线(酸化很少用，敲击加冲洗不能彻底解决)；若上述均无问题就要落实闸门了。(2)落实井口生产闸门的闸板是否脱落了，一般用小管钳咬住闸门丝杠看是否能转动(不能过力)，若转动就说明闸板脱落了，否则没有；再落实计量间进汇管闸门能否关严(方法比较简单，这里不再细述了)，若上述管线、闸门等均无问题，就要从井下找原因了。2．对井下泵、管、杆的核实、分析在地面生产流程问题排除后，就要对井下部分进行核实分析。先从井口测示功图和动液面着手进行综合分析、判断，具体示功图分析见项目五。(三)注意事项(1)该问题中给的条件是指抽油机防冲距、抽吸参数都没有调整的情况下而出现的出油不正常故障。(2)抽油泵是指常规的管式泵，实际工作中的特殊泵要特殊对待。(3)每个分析环节都是在排除以上要素后来定性的。