游梁式抽油机平衡块松动分析及解决策略1.docxVIP

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游梁式抽油机平衡块松动分析及解决策略

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摘要：平衡块是游梁式抽油机上的重要部件，它的作用是平衡抽油机上、下冲程时的交变载荷差异，因为抽油机上冲程时驴头承受作用在活塞截面以上的液柱重量和抽油杆柱在液体中的重量以及摩擦、惯性、振动等负荷，电动机要付出很大能量：而下冲程时由于抽油杆重力的作用，驴头只承受向下的拉力，不但不需要电动机付出能量，反而对电动机作功，由于上下冲程的负荷差别非常大，电动机很容易烧坏，造成抽油机不能正常工作。为了解决以上问题，必须采用平衡装置将上、下冲程时的负荷差异减小，使设备正常运转。

关键词：游梁式抽油机；平衡装置；防松装置；设备正常运转

平衡块是用“T”型螺栓与曲柄固定连接，随着曲柄的旋转做圆周运动，一块平衡块自重在500—1500kg之间，通过2-3条M42-M48的“T”型螺栓固定在曲柄上。在游梁式

抽油机中，采用曲柄平衡的一般都是重型机，井底负荷比较大，加上各种交变载荷的影响，使得平衡块容易松动，若平衡块松动滑落，会引发抽油机连杆蹩弯，曲柄撕裂，抽油机翻抽等事故，不仅严重损坏井口设备，甚至会危及人身安全。因此，对造成抽油机平衡块松动的原因进行分析，采取相应措施，对减少事故发生，保证抽油机设备正常运转具有重要意义。

本文简要分析了游梁式抽油机在运行过程中，平衡块紧固螺栓发生松动的主要原因，并提出相应的预防措施；设计了新的防松装置，简要介绍其结构和工作原理，具有工作可靠、防松效果好等特点。

1螺栓松动的原因分析

抽油机工作时，引起“T”型螺栓联接松动的主要有以下三个方面原因：

（1）预紧力不足。在螺栓联接中，为了使螺栓联接牢固需要对其加以适当的预紧力。一般通过对螺栓进行拧紧或者一定的角度来施加预紧力。然而，螺栓的紧固程度与施加的紧固力矩都极大地受制于摩擦条件。一方面，摩擦在螺纹的自锁防松方面十分必要，另一方面，摩擦使得紧固螺栓变得越来越困难，影响螺栓的紧固。预紧力不足时，不容易上紧螺栓，造成平衡块容易松动。

（2）双螺母锁紧方式存在缺陷：双螺母锁紧是当前实际应用中较为常见的螺纹防松形式，它具有加工方便、稳定可靠、拆装便捷等优点，广泛应用于石油化工、加工制造等行业，但它仅能满足一般放松要求，在长时间的重复交变载荷下效果并不理想，因为螺纹连接件之间的配合是间隙配合，在预紧的过程中内螺纹与外螺纹逐渐紧密贴合，向外螺纹施加向外的轴向力，进而产生与拧紧方向相反的摩擦力，阻止螺栓松动，由此起到紧固作用。然而由于螺栓与螺母之间的间隙，在设备运转过程中载荷不断变化，使得内外螺纹之间的预紧力发生变化，螺纹连接产生微小的松动，这种松动会随着时间不断累积，直到螺栓脱落。

（3）螺纹加工质量不合格

螺纹件的加工质量对连接副影响较大，常见的有螺纹间隙不均匀，当螺纹间隙较大时，增大了配合间隙，使螺纹预紧力达不到预期，难以产生足够的摩擦力，在交变载荷下加速螺纹松动；当螺纹间隙较小时，内外螺纹接触面积变小，在载荷的作用下使得部分螺纹承载全部载荷，减小了螺纹强度，加速螺纹连接失效。

（4）安装质量不符合要求。

安装时要求接触面平整洁净，最大空隙不得超过0.04毫米，否则要用刨床刨平或锉刀找平，如条件不具备可用薄铁皮垫平。若两接触面之间有油污，平衡块螺栓则会上不紧，容易松动滑落。

（5）其他因素影响，如抽油机停机刹车时机身抖动、井下压力发生突变等，很容易造成平衡块螺母松动。

2预防措施

预防平衡块螺纹联接松动，应从设计、制造及安装三个方面入手，采取以下相应措施。

（1）改进预紧方式

即采用科学的方式向紧固螺栓施加符合其要求的紧固力矩，确保螺纹联接符合要求的预紧力。根据联结螺栓预紧扭矩要求，M42-M48螺栓最大允许预紧扭矩应达到312-416KGM。根据现场经验，略感到扳手反弹时就可以了。

（2）增加防松措施

为了保证设备的长期稳定运转，仅施加适当的预紧力还是不够的，还需要采取一定的措施来防止螺栓松脱，常见的防松措施包括以下四种：

a.摩擦防松。该方法与增大预紧力的作用机理类似，通过增加附件使连接副产生一个持续的压力，进而增大螺纹副之间阻止其相互转动的摩擦力，常见方法包括：弹性垫圈、双螺母、自锁螺母等。这种防松方式操作简单、方便拆卸，但在长期的交变载荷下容易造成松脱。

b.机械防松。通过增加止动件阻止螺纹副之间的相对转动。如采用开口销、串连钢丝和止动垫圈等。这种方式使得拆卸不便，且止动销易损坏。

c.铆冲防松。在预紧后进行焊接、热熔等操作，破坏螺纹的结构，使螺纹副失去运动副特性而成为不可拆连接。这种方式的缺点是只能单次使用，拆卸时必须完全破坏螺栓。

d.结构防松。采用分段式螺纹，将正扣和反扣复合到一条螺栓上，从而改变了螺纹副结构，一条螺栓上