曲柄销子的断裂位置分析如图 1, 为曲柄销子的示意简图。图 1　曲柄销子的示意简图采油 26 队 2012 年更换了 8 口井的曲柄销子, 其中 3 只销子为断裂,均是在上图所示部位发生断裂。 出现这种情况的主要原因是因为此处位置直径细, 截面形状发生突变, 很容易在此处位置发生应力集中。 而且断裂主要发生在负荷重的 8 型、 10 型抽油机和销子长时间未进行更换的井上。2　曲柄销子受力分析抽油机作为抽油设备, 是一个四连杆的曲柄摇杆机构(图 2) 。 图 2　四连杆的曲柄摇杆机构图电动机将其高速旋转运动传递给减速箱的输入轴, 经中间轴带动输出轴, 输出轴带动曲柄 1 作低速旋转运动, 同时曲柄通过曲柄销子将力矩传递给连杆 2, 经横梁拉着游梁 3 后臂摆动, 游梁前端装有驴头 4, 活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过悬绳器悬挂在驴头上, 驴头同游梁一起做上下摆动, 带动活塞作上下、 垂直的往复运动, 将油抽出井筒。当抽油泵工作时, 抽油机的驴头悬点上作用有下列六项载荷:(1) 抽油杆柱自重. 用 P杆表示(它在油中时的重量用表示) , 作用方向向下。(2) 油管内. 柱塞上的油柱重(即柱塞面积减去抽油杆面积上的油柱重) 。 用 P液表示, 作用方向也向下。(3) 油管外液柱对柱塞下端的压力, 大小取决于泵的沉没度. 作用方向向下。(4) 抽油杆柱和油柱运动所产生的惯牲载荷。 用 P惯表示。 它们的大小与悬点的加速度成正比. 而作用方向与加速度方向相反。 上下冲程开始时,其惯性载荷最大, 即抽油机处于上下死点时。(5) 抽油杆柱和油柱运动所产生的振动载荷. 其大小和方向都是变化的。(6) 柱塞和泵筒间、 抽油杆(接箍) 和油管间的半干摩擦力, 用 P摩干表示. 还有抽油杆和油柱间. 油柱和油管间以及油流通过抽油泵游动阀(排出阀) 的液体摩擦力, 用 P摩液表示。 它们的作用方向和抽油杆的运动方向相反. 其中游动阀的液体摩擦力只在泵下冲程。 游动阀打开时产生的, 所以它的作用方向只向上。抽油机驴头悬点最大载荷为 P大 = P杆+ P液+ P惯 +P摩 , 对于下泵深度和沉没压力不很大, 冲次不高的井, 可忽略 P惯 +P摩 。 而对于深井, 稠油井,斜井, 需要全部考虑。 因此, 对于深井, 稠油井, 斜井来说, 除了静载荷,还有惯性载荷与摩擦阻力, 曲柄销子上受到的冲击载荷比较大, 尤其是在游梁换向时, 载荷非常大, 曲柄销子很容易在这些井上发生断裂事故。3　断裂因素及预防措施3� 1　负荷过大油井对于负荷过大的井, 对于其静载荷, 如果泵深、 沉没度、 液面等因素已确定, 改变其大小很困难, 但对于动载荷, 如惯性载荷、 震动载荷、 摩擦力等, 可以人为的改变一部分。 如: 对于冲次快的井, 可以适当降低其冲次, 使悬点的运动速度和加速度均减小, 即可降低其惯性载荷与震动载荷, 减小曲柄销子在上下死点所受的的冲击载荷, 有效的延长曲柄销子的使用寿命。 又如, 对于油稠的井, 井口偏的井, 可以对该井掺水降粘, 加装井口对中装置, 使其摩擦力减小, 从而减小悬点最大载荷, 增加最小载荷,使曲柄销子受力比较均匀, 有效的延长曲柄销子的使用寿命。 对于静载荷过大的井, 只有选择合适型号的抽油机, 使曲柄销子有足够的强度承受其大的载荷, 防止曲柄销子的断裂。3� 2　不平衡油井对于抽油机不平衡的井, 应该经常进行调平衡, 平衡块不够应及时加装平衡块。 对于已经达到 4 个平衡块的抽油机因为抽油机不平衡时, 应及时更换抽油机。 否则, 抽油机长期在高负荷条件下运行, 销子强度不够,容易发生断裂。 在上下冲程过程中, 所承受的载荷非常不均匀, 而悬点运动速度和加速度的变化又加剧了 这种不均匀性。 这种负荷不均匀性将严重影响抽油机的使用效率和工作寿命, 使抽油机的震动加剧, 严重影响曲柄销子的使用寿命, 因此, 必须合理解决好抽油机的平衡问题。3� 3 剪刀差过大油井对于剪刀差过大的抽油机, 只有送至厂家进行维修, 重开键槽, 调整两曲柄, 尽量在同一平面内。 如果剪刀差过大, 两曲柄不在同一平面内,抽油机运转时, 两曲柄销子受力不一致, 使作用在曲柄销子上的剪切应力加剧, 造成曲柄销子的断裂。 对于剪刀差过大的抽油机, 如果由于某些原因,不能及时整改, 也要加强巡井力度, 力争使问题在萌芽状态被发现, 及时采取相应的措施, 减少损失。3� 4 曲柄销子有内伤对于曲柄销子钢材出厂是有内伤的, 在安装曲柄销子之前, 应对曲柄销子进行一次严格的探伤, 有内伤的坚决不用。 以免在有内伤的位置形成应力集中, 造成疲劳源, 最后发生疲劳断裂, 造成重大经济损失, 因小失大。 如, 去年 12-1032 井曾经发生了 一次因曲柄销子断裂而翻机的事故,断裂的主要原因是因为曲柄销子中间有内伤, 在此处出现了应力集中现象,导致了曲柄销子的断裂。3� 5 操作方法要正确安装曲柄销子时, 如果紧冕型螺母时, 力臂加的过长, 用力过大, 会使曲柄销子造成内伤, 形成应力集中。 因此, 在紧曲柄销子的时候, 用力要合适, 不得用力过大。(2) 加强巡井与管理, 对抽油机进行及时有效的保养, 在曲柄销子还未断裂之前, 及时发现出现的隐患, 及时处理, 把损失降到最低点。4　结束语由以上的分析可见, 要保证抽油机曲柄销子的安全, 必须对抽油机进行及时有效的维护保养, 同时还要改善抽油机曲柄销子的结构设计和工艺设计, 加强工艺监督, 保证安装质量。 只有这样才能有效的防止曲柄销子的断裂。参考文献[1] 刘洪俊　抽油机曲柄销子常见故障与排除《管理观察》 2011 年第 8 期