曳引型抽油机--规程.doc

西北油田分公司

W型曳引抽油机
操作及维护保养规程

二〇一二年七月

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目 录
1 总则 1
2 参照文件 1
3 适用机型 1
4 工作内容及要求 1
4.1工作原理及结构 1
4.2使用要求及注意事项 5
4.3 操作 6
4.4 运行检查 8
4.5 保养及修理 11
4.6 常见故障及排除方法 12

1 总则
本规程规定了W型曳引抽油机的操作程序、运行维护要求,旨在规范W型曳引抽油机的使用及维护保养工作。
2 参照文件
2.1 SY/T6729-2008 《无游梁式抽油机》
2.2 Q/PXS006-2008 《W型曳引抽油机》
2.3《W型曳引抽油机使用说明书》
3 适用机型
本规程适用于分公司W型曳引抽油机。
4 工作内容及要求
4.1工作原理及结构
4.1.1工作原理
动力系统采用外转子稀土永磁同步电机，具有低转速、大扭矩等性能特点。控制系统采用变频器和PLC，具有数字化、智能化、自动化控制等功能特点。两者的有机匹配，不仅可以使电机无须减速箱便可在超低转速下运行，而且可以根据传感器接受的换向信号有规律地正反转，从而带动抽油杆和抽油泵直接抽吸原油。
4.1.2结构简述
W型曳引抽油机是由动力系统、控制系统、机架及移动系统、曳引系统、配重及扶正系统、制动安全系统等构成。
4.1.2.1 动力系统
该型抽油机的动力系统是外转子稀土永磁同步电机，该电机的结构型式正好与传统电机的定子和转子相反，它是将定子绕组固定在中心轴上并将中心轴的两端固定在机座上，永磁磁钢安装在转动的外圆内壁上。当定子线圈通以交流电时，便在定子与转子之间的气隙间产生一个旋转磁场，由于定子固定不动，根据作用力与反作用力相等原理，外转子便在旋转磁场作用下产生旋转，形成输出力矩。若改变电机的电流频率便可以控制电机的转速。若改变供电电流的方向，便可使电机形成反转。因此，该电机在控制系统作用下不仅可以正反转，而且可以超低速运转，输出力矩，从而带动抽油泵抽油。采用外转子结构加大外转子转动惯量，可以输出更大的力矩，采用稀土永磁磁钢无需输入外电便可形成励磁磁场，具有节电效果。
抽油机总装简图
4.1.2.2 控制系统
由主板变频器、空气开关、交流接触器、可控硅以及速度、重力、光电等各种传感器构成的智能化控制系统，对电机实施全程自动控制，起动利用可控硅软起动，利用接近开关换向机构控制正反转，并具有超载、欠载（失载）、过热、缺相、短路保护，故障自动记忆等功能，同时还备有插口，便于远距离集中监控。
4.1.2.3 机架及移动系统
1）本机机架是采用大规格角钢，根据三角形稳定性原理焊制而成，它是由四个面的桁架结构汇聚成井架结构，具有安全系数高，稳定性能好，承载能力强，风载阻力小等显著特点。
2）移动系统
①举升装置：为了保证油井作业时为修井机械让出足够的活动空间，在机架下部的四角设置了四个举升装置，顺时针转动丝杠，机架被抬起，逆时针转动丝杠，机架被放下。
②移动装置：它是由液压缸、液压站、机座等构成，当举升装置将机架抬起时（约10㎜），启动液压站上的操作按钮，即可将机架向后移动，为井口让出作业空间。
4.1.2.4 曳引系统
曳引系统是由电机外转子两端的曳引轮、动滑轮、钢丝绳、悬绳器、配重等构成。用钢丝绳将前侧动滑轮及悬绳器悬点负荷、电机曳引轮、后侧动滑轮及配重按W型连接起来，便构成了W型曳引系统。电机转动时，利用钢丝绳的正压力和摩擦力带动悬点负荷作上下往复运动。
4.1.2.5 配重及扶正系统
为了将悬点负荷尽量平衡，在机架内侧设置一定重量的配重，其重量等于悬点最大负荷与最小负荷平均值，同时为了限制配重在上下往复运动时而不发生偏移，在配重的两侧，设置了两根均与地面垂直的钢管轨道，并在配重两侧上下固定扶正座，用以扶正配重的运行；由于间隙较大，可实现无接触运行，故无摩擦、无能耗、无噪音产生。
4.1.2.6安全制动系统
本机采用常开式电力液压块式制动器，当抽油机电机通电运转的同时，制动器在弹簧作用下，松开电机抱闸，抽油机电机便开始旋转。当抽油机电机停止通电的同时，制动器得电，制动器在制动电机作用下对电机及时制动。
4.2使用要求及注意事项
4.2.1 W型曳引抽油机属立式重型设备，所有参与安装、调试、操作、维修人员必须时刻注意安全，按照安全操作规范穿戴劳保用品。超过2米的高处系安全带，并戴安全帽；
4.2.2 为保证运行质量，电缆线和信号线应分别敷设，不得混装；
4.2.3 抽油机运行时严禁将头、手、工具伸入机架内；
4.2.4 严禁人员靠近运动部件，对于影响运转及安全的闲置物件应移至远处；
4.2.5 严禁在抽油机运转时或尚未停稳时，进行润滑、检查或调整紧固；
4.2.6 旋转的永磁电机会产生危险的电压。在电机与变频器连接之前以及在传动系统连接到永磁电机之前，须将电机轴机械锁死；
4.2.7 严禁外转子稀土永磁同步电机与三相交流电直接连接；
4.2.8 操作电器设备时用试电笔试电，合闸或启动电器时要戴绝套，人站在侧面；
4.2.9 遇天气突变如下雨、下雪等，应采取措施严防雨、雪进入电器设备, 发生漏电现象；
4.2.10 严禁用潮湿的手去操作开关，否则有可能引起触电；
4.2.11 变频器设备内部有高压电路部分，变频器在运行时严禁用手触摸机内部件，有可能造成重大人身事故；
4.2.12 当控制柜和主电源断开后，待散热风扇停止转动且面板指示灯熄灭至少5分钟后，才能在变频器连线路上进行操作，此前不可操作，包括打开机盖；
4.2.13 在长时间不使用时，必须切断电源；
4.2.14 除受过培训的修理人员外，严禁其他人员进行变频器的检修、维修作业。
4.3 操作
4.3.1启动
4.3.1.1启动前的检查
1) 检查抽油机基础，要求是实，平，稳，正，坚固，耐用，可靠；
2) 抽油机本体机周围无障碍物；
3) 开机前检查手刹车已松开；
4) 检查各联接件、紧固件的紧固程度，确保其紧固牢靠；
5) 检查钢丝绳润滑是否到位，有无断丝断股现象；
6) 电器设备完好，灵活好用，接线总开关规格应符合要求，电器设备的金属外壳应有良好的保护接地；
7) 针对上述检查中发现的问题及时消缺后，方可进行启动操作。
4.3.1.2启动操作
1) 上电：将控制柜内空气开关板到开启位置，使控制柜中PLC得电；
2) 点击开关使变频器得电，进入得电待命状态，此过程需耐心等待1分钟；
3) 将自动和手动按钮旋至手动状态；
4) 视配重所处位置，用手点击慢上或慢下，抽油机电机得电，制动器失电，制动松开，电机开始低速旋转，抽油机开始运行，此时，密切注视前侧悬绳器及光杆、后侧配重的运行情况，在慢上或慢下一个完整循环中，应平稳运行，无干涉现象；
5) 将手动和自动按钮旋至自动位置，抽油机随后进入自动运行状态。
4.3.1.3启动后的检查
抽油机启动后，操作人员须在现场观察30分钟，并完成以下检查：
1) 抽油机启动后观察机、杆运行情况和井口压力的变化，如有异常，应停机查找原因；
2) 观察抽油机各连接部位和紧固件有无松动迹象；
3) 听抽油机、电机各部件运转声音是否正常，有无碰挂声音；
4) 检查电动机外壳温度是否符合要求；
5) 嗅盘根、皮带、电动机有无焦糊味；
6) 观察电流表，根据上下行电流，检查抽油机平衡，如有异常及时调整。
4.3.2停机
4.3.2.1 将自动手动旋钮旋至手动位置，抽油机即停止运转，制动器同时得电，抱闸立即将电机制动；
4.3.2.2 按住下电按钮，控制系统的变频器失电停止运行；
4.3.2.3 将空气开关扳至关闭位置，全机失电，制动器同时失电，停止工作，并将手动刹车拉紧；
4.3.2.4 出砂井悬绳器停在上死点；气油比高、结蜡严重、稠油井悬绳器停在下死点；一般井悬绳器停在上冲程1/3－1/2处。
4.4 运行检查
4.4.1点检
根据抽油机的运行状况，制定合理的检查周期，每次检查须涵盖以下项目：
4.4.1.1 检查整机零部件的齐全情况，如有丢失应立即补齐；
4.4.1.2 检查各联接件、紧固件的紧固程度，确保其紧固牢靠；
4.4.1.3 检查各轴承之间有无异常响动，各焊接部位有无裂纹；
4.4.1.4 观察整机运转中有无异响或异常振动；
4.4.1.5 检查抽油机基础是否牢固，有无下沉移位，检查底盘与基础固定螺栓有无松动和断裂现象；
4.4.1.6 检查悬绳器的挂盘、夹板是否良好，上下盘是否水平，光杆卡子有无滑动，检查钢丝绳有无断丝断股现象，查看平衡块有无滑动，若有异常情况应立即处理；
4.4.1.7 检查悬绳器座和前后滑轮组运行是否正常，有无焊缝开裂；
4.4.1.8 检查配重和导轨吻合情况，要求无碰撞迹象；
4.4.1.9 检查配电箱箱门是否完好，电线有无烧蚀和老化现象，开关按钮是否完好；
4.4.1.10 检查电机运行有无异常气味，电机底脚螺栓是否松动；
4.4.1.11 检查电机外壳温度是否正常，要求≤130℃；
4.4.1.12 每月至少检测电机振动一次，振动合格要求参照GB 10068•1~2-88《旋转电机振动测定方法及限值振动测定方法》。
4.4.2 润滑
如润滑明细表和润滑示意图所示，润滑点有5处：电机两端轴承、前侧动滑轮轴承、配重动滑轮轴承、扶正器与轨道、钢丝绳。
钢丝绳润滑要求：凡是经过电机曳引轮的部位，可在上平台电机前后对钢丝绳涂刷，涂刷时一人操纵慢上或慢下按钮，一人涂刷增摩润滑油，操纵控制柜的人必须听从涂刷人的指挥。凡是不经过电机曳引轮的部位，应在上止点停车时涂刷。
润滑部位
点数
润滑油脂名称
润滑周期
用量
备注
电机两端轴承
2
壳牌润滑脂，爱必达EP2润滑脂
6个月
1.5-2kg
一保时加油，二保时更换
前侧动滑轮轴承
2
普通润滑脂
6个月
1.5-2kg
一保时加油，二保时更换
钢丝绳
10
戈培油
3个月
1-2kg
一保时加油，二保时更换
配重动滑轮轴承
2
普通润滑脂
6个月
1.5-2kg
一保时加油，二保时更换
扶正器与轨道
2
普通润滑脂
6个月
500g-1kg
一保时加油，二保时更换
润滑明细表

1-电机轴承，2-前侧动滑轮轴承，3.-钢丝绳，4-配重动滑轮轴承，5-扶正器与轨道
润滑点示意表
4.4.3运行状态分析
每两个月收集整理包括日常检查、测振、测温和润滑油检测等点检数据，分析对比检测结果，总结掌握抽油机运行状态变化趋势，针对设备劣化趋势，及时优化运行参数、调整维护和检修内容，确保设备平稳运行。
4.5 保养及修理
4.5.1一级保养。每月进行一次，其保养内容如下：
4.5.1.1 完成抽油机点检内容；
4.5.1.2 紧固各联接件；
4.5.1.3 调整钢丝绳张力；如发现个别钢丝绳明显松弛晃动，则上到上平台检查各钢丝绳绳头弹簧高度是否一致，弹簧高的是松弛，应拧紧弹簧螺母；弹簧低的是过紧，需拧松弹簧螺母，使各弹簧高度一致即可；
4.5.1.4 查看钢丝绳是否有断丝和断股，若发现断股应及时处理；
4.5.1.5 检查盘根有无渗漏、光杆有无发热现象，发现异常情况应及时查明原因并进行处理；
4.5.1.6 调整制动器抱闸与电机的间隙；一般间隙为2-4mm，若间隙过大，拧紧电机上侧的刹车花篮螺栓（正反牙）；若间隙过小，拧松电机上侧的刹车花篮螺栓；
4.5.1.7 按照抽油机润滑点示意图对各润滑部位进行检查，对于润滑不足点及时加注；
4.5.1.8 检测电动机、行程开关或接近开关运行是否正常，方法是抽油机运行时，每一次换向，配重就碰一次行程开关，若该换向而不换向，则行程开关失灵，需及时维修或更换；
4.5.1.9 调整配重平衡；
4.5.1.10 检查机架与机座须垂直,砼基础前部无下沉；
4.5.1.11 清除抽油机外部油污和泥土，保持抽油机清洁；
4.5.1.12 除尘清洁控制柜及风扇滤网；
4.5.1.13 根据抽油机平衡检查结果，调整平衡块重量，抽油机的平衡应不低于90%，若上冲程电流大，则应对配重加活动砼块或钢板，若上冲程电流小，则从配重上取下适当的砼块或钢板；
4.5.1.14 保养后要求整机运转平稳，无卡滞现象，无异常响声和振动。
4.5.2二级保养：每半年进行一次，其保养内容如下：
4.5.2.1 完成一级保养内容；
4.5.2.2 维修或更换开裂缺损的动滑轮；
4.5.2.3 根据制动器的磨损情况，调整、更换或紧固制动器，应保证制动器在任何情况下均能可靠地制动；
4.5.2.4 对电气设施进行二级保养，主要是对各按钮开关、指示灯、温控仪、继电器、变频器等清扫，对各接线端子紧固，检测接地电阻；
4.5.2.5 保养电机，清洗更换轴承润滑脂。
4.6 常见故障及排除方法
故障类型
故障现象
故障原因
处理方法
抽油杆柱塞撞击抽油泵
在井口和上平台均可听到金属撞击声，此撞击声在下冲程结束前发出。
防冲距太短
将光杆再上提20-30cm。
配重与导轨干涉
抽油机配重与导轨有碰撞响声，机架振动加大。钢丝绳晃荡激烈。
抽油机砼基础下沉变形，机架与地面不垂直。
调整机座前侧水平，使导轨与地面垂直，与配重两侧卡瓦同心。
动滑轮轴承压盖与侧墙板偏磨
在动滑轮底座上出现磨损铁屑
动滑轮中心与底座中心不重合，发生偏磨
调整并加注润滑脂
电机轴承损坏
运转不平稳，振动加大，电机发热，有异响。
电机轴承损坏。
更换电机轴承。
抽油机电机与机架剧烈抖动
多数出现在调试过程中，电机与机架发出剧烈抖动
变频控制系统出现异常
关停变频器电源，使变频器清零，重新启动
碟形弹簧干摩擦
在碟形弹簧盒内发出异常响声，每个上冲程发出一次
缺少润滑
在碟形弹簧周围缝隙处滴加润滑油
平衡块不水平
平衡块歪斜，配重与导轨有摩擦
①钢丝绳曳引轮绳槽有一侧打滑。②配重一侧与导轨干涉
当配重处于上止点停车，将机架内的安全杠从垂直位置提到水平位置并放置到机架横撑上，再启动控制柜的慢上按钮，使配重向下止点运行，当配重较低的一侧与安全杠接触受力时，另一端继续下行，便可纠正配重不水平，一次达不到水平，可重复以上操作，上述办法无法实现可用吊车将低端动滑轮座吊一下，吊至水平时即可。
行程开关失效
①抽油机自行停车，配重停在上止点或下止点极限开关处。②控制系统显示为超时运行
行程开关损坏
如果配重停在下止点，是下止点行程开关失效，反之则是上止点行程开关失效，修理或更换行程开关即可。
钢丝绳磨损断股
钢丝绳表面磨损或有断丝断股
①钢丝绳质量差。 ②钢丝绳受力不均。③钢丝绳缺少保养。④使用寿命已到。动滑轮绳槽粗糙。滑轮座不水平
① 如果钢丝绳过早损坏，并多根断丝断股，则是该批钢丝绳质量差，全部更换钢丝绳。②用钢丝绳张力仪检查，各根钢丝绳张力相差甚大，更换被损坏的钢丝绳。③按保养规程对钢丝绳涂抹增摩润滑油。④检查档案，钢丝绳的寿命已到期，则更换新钢丝绳。更换动滑轮。调整滑轮座。
频繁自动停车
①抽油机正常运行若干时间后频繁停车。②控制系统显示超载或过热。③上下冲程电流差值大。
①井下结蜡严重。②有卡泵现象。③发生沙卡。④原油太稠。
① 对油井进行清蜡或热洗或向井下加注清蜡降粘化学药品。②检泵。③掺稀