摘要：在油井日常生產(chǎn)維護(hù)中，抽油機(jī)井取加盤(pán)根是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，良好的工具可以提高這項(xiàng)工作的效率，進(jìn)而改善生產(chǎn)效率。文中，根據(jù)實(shí)際情況，提出了一種改進(jìn)型更換盤(pán)根工具，以期可以為抽油機(jī)井取加盤(pán)根工作提供支持。

　　關(guān)鍵詞：更換盤(pán)根工具;抽油機(jī)井;輔助工具

　　0 引言

　　由于油井高含水對(duì)光桿的腐蝕，間出對(duì)光桿的干磨，使得盤(pán)根的耐磨度大大降低，從而增加了更換的頻率，因此抽油機(jī)井取加盤(pán)根成為油井日常生產(chǎn)維護(hù)中一項(xiàng)經(jīng)常性的工作。目前盤(pán)根密封填料主要采用抽油機(jī)廢舊皮帶的方式進(jìn)行密封，來(lái)增加盤(pán)根對(duì)密封填料的耐磨度，從而延長(zhǎng)密封填料的更換時(shí)間。但是密封填料強(qiáng)度的增加對(duì)順利更換密封填料帶來(lái)了不便。

　　在現(xiàn)有技術(shù)條件下，我們沒(méi)有找到一個(gè)延長(zhǎng)盤(pán)根使用壽命的可靠辦法，但是我們可以研制一種加盤(pán)根工具，從而減少加盤(pán)根造成的停井時(shí)間，減少采油工工作量，提高抽油機(jī)井的開(kāi)井時(shí)率。

　　1 現(xiàn)狀調(diào)研

　　目前抽油機(jī)井取加盤(pán)根的操作步驟是首先將抽油機(jī)廢舊皮帶前端據(jù)成斜 45°待用，而后停井、關(guān)膠皮閘門(mén)，然后卸掉壓帽取出格蘭，使用平口起子、小榔頭等工具取出舊盤(pán)根，然后用自制的盤(pán)根起子砸進(jìn)新盤(pán)根直至盤(pán)根與盤(pán)根盒平齊后據(jù)斷，然后上緊壓帽、開(kāi)井，單人操作時(shí)間約 15~20 min 左右。

　　第一季度統(tǒng)計(jì)某井區(qū)抽油機(jī)井取加盤(pán)根 121 次，所耗時(shí) 40 h，在一定程度上影響了抽油機(jī)井的開(kāi)井時(shí)率，并對(duì)全區(qū)的原油產(chǎn)量造成了一定損失，可見(jiàn)降低抽油機(jī)井取加盤(pán)根時(shí)間對(duì)降低時(shí)率、提高產(chǎn)量有一定影響。由于原加取盤(pán)根的工具比較單一，使用原更換盤(pán)根工具時(shí)間長(zhǎng)，操作不方便，并且極易損傷光桿和盤(pán)根。因此為了快速取加好盤(pán)根，我們急需研制出一套抽油機(jī)井快速取、加盤(pán)根工具，真正意義上的解決抽油機(jī)井取加盤(pán)根時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

　　2 對(duì)策方案的提出

　　(1)采用半圓弧形狀的一端可用型換盤(pán)根工具，增加接觸面來(lái)提高更換時(shí)間，從而減少砸傷盤(pán)根和光桿。

　　(2)制作一端是現(xiàn)有換盤(pán)根工具另一端采用半圓弧形狀的兩端可用型換盤(pán)根工具(圖 1)。

　　在手柄的另外一端距離端面 50 mm 處增加了一塊厚度為 4 mm，長(zhǎng)度為 70 mm 中空方形鋼，中空方形鋼手柄通過(guò)焊接的方式連接用于緊固偏心井口壓蓋，在手柄的前端焊接一個(gè)長(zhǎng) 200 mm 的抽油桿，上端向上 10mm，下端切割成長(zhǎng)方形，下端做成具有一定弧度且高低錯(cuò)位的壓桿，從而避免皮帶填料時(shí)，壓桿直切光桿造成光桿的損壞，同時(shí)增加操作時(shí)榔頭與光桿的距離，便于操作。

　　其中，實(shí)體方形鋼與空心方鋼空隙作為普通井口盤(pán)根壓蓋用，經(jīng)過(guò)手柄的焊接點(diǎn)下移動(dòng) 10 mm，以便于在榔頭壓緊盤(pán)根時(shí)保留有足夠的落點(diǎn)空間。

　　3 材料強(qiáng)度分析

　　為了確保盤(pán)根調(diào)料工具在使用的過(guò)程中滿足一定的強(qiáng)度要求，利用有限元分析方法(FEM)對(duì)該工具的本體強(qiáng)度與焊接點(diǎn)強(qiáng)度以及變形程度進(jìn)行了分析。由于該盤(pán)根工具主要由廢舊抽油桿組成，我們查閱了抽油桿相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) SY/T5029-2013，獲得目前抽油桿的等級(jí)以及屈服強(qiáng)度。

　　目前井區(qū)井深大致在 2 000~3 000 m 范圍內(nèi)，因此普遍采用的抽油桿等級(jí)為 C 類(lèi)，從表中可以看出， C類(lèi)抽油桿的材料類(lèi)型為優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼，其抗拉強(qiáng)度在 621~793 MPa，屈服強(qiáng)度> 414 MPa，伸長(zhǎng)率>13%。在焊接材料的選擇上我們選用電焊，焊條選擇E5016(J506)，它屈服強(qiáng)度> 400 MPa，抗拉強(qiáng)度>490 MPa 的低氫鉀型藥皮的碳鋼焊條，它與母材抗拉強(qiáng)度相近，具有良好的力學(xué)性能和抗裂性能，用于中碳鋼和低合金鋼的焊接，對(duì)于焊接點(diǎn)強(qiáng)度的分析，我們通過(guò)的現(xiàn)有焊接標(biāo)準(zhǔn)查閱表面 ：常規(guī)熔焊中，焊縫的強(qiáng)度一般為母材強(qiáng)度的 60%~70%，壓力焊中焊縫的強(qiáng)度一般為母材強(qiáng)度的 70%~90%，本次焊接主要采用常規(guī)焊接，根據(jù)母材的強(qiáng)度計(jì)算得到焊接點(diǎn)強(qiáng)度為 291 MPa。盤(pán)根盒壓蓋螺紋主要為 2~2.5 in，根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)查的改尺寸，螺紋極大旋合扭矩為 2 744 N ﹒ m，根據(jù)上述參數(shù)確定模擬的約束條件與施加載荷，對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行模擬。

　　通過(guò)施加 2 744 N ﹒ m 可以看出在焊接點(diǎn)與焊接點(diǎn)下部的本體處發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，通過(guò)計(jì)算焊點(diǎn)處應(yīng)力為 192 MPa，本體處極大應(yīng)力為 123 MPa，均小于焊點(diǎn)與材料本體的抗拉強(qiáng)度，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

　　4 確定實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

　　井區(qū)試驗(yàn)驗(yàn)證，使用該工具后明顯提高了更換質(zhì)量，減少了更換時(shí)間。

　　該改進(jìn)型更換盤(pán)根工具體積小、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單，一人操作時(shí)間平均 11 min，操作中不易砸傷光桿和盤(pán)根，并且安全性高。事故發(fā)生率為 0，完成了設(shè)計(jì)要求。

　　4.1 確定改進(jìn)方案

　　通過(guò)不斷的試用，大家反映很好，使用該工具后不用像以前一樣需要很多工具，我們?cè)诎咽稚祥_(kāi)一個(gè)斜45°的槽，在槽內(nèi)來(lái)固定皮帶盤(pán)根后來(lái)切盤(pán)根，這樣既增加了該工具的又一項(xiàng)功能又改善了切盤(pán)根的質(zhì)量。

　　4.2 效果確認(rèn)

　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)操作驗(yàn)證，該工具具有以下優(yōu)點(diǎn) ：

　　(1)消除對(duì)砸盤(pán)根時(shí)砸傷手指和對(duì)光桿的傷害，該工具手抓時(shí)不在垂直用力面下，所以避免了砸傷手指的可能。另一側(cè)成 S 形，從而留給操作榔頭時(shí)一定的空間，所以不易將光桿砸傷產(chǎn)生毛刺，造成盤(pán)根使用壽命短，頻繁加盤(pán)根的現(xiàn)象。

　　(2)砸盤(pán)根時(shí)容易把盤(pán)根砸變形，起不到密封的作用，在加入盤(pán)根過(guò)程中用力不均勻盤(pán)根容易變形，造成盤(pán)根加入后密封效果不是很理想，該工具另一側(cè)成圓弧形，可以有效地防止盤(pán)根在砸入的過(guò)程中對(duì)盤(pán)根的傷害。

　　(3)該工具自帶緊固盤(pán)根壓蓋功能和切割盤(pán)根固定功能，使之更加集成化，避免操作時(shí)來(lái)回拿工具從而節(jié)約時(shí)間。

　　(4)使用該工具比原工具節(jié)約了 5 min 的更換時(shí)間，減少了停機(jī)時(shí)間。5 經(jīng)濟(jì)效益

　　(1)該改進(jìn)型更換盤(pán)根工具的研制從設(shè)計(jì)到完成，全部利用廢舊材料加工，成本為 0 元。

　　(2)使用改進(jìn)型更換盤(pán)根工具在井口上進(jìn)行換盤(pán)根操作平均需要 11 min，對(duì)比活動(dòng)前減少 4 min，活動(dòng)期間共計(jì)進(jìn)行 25 井次操作，減少停機(jī)占產(chǎn)時(shí)間 4*25=100min，按單井平均日產(chǎn)油量為 5 t/ 日，可多產(chǎn)油 0.35 t，原油按 3 000 元 /t 計(jì)，增產(chǎn)效益為 1 050 元。6 安全效益

　　改進(jìn)型更換盤(pán)根工具的應(yīng)用，杜絕了因操作過(guò)程中砸傷手指事故的發(fā)生，提高了更換質(zhì)量，延長(zhǎng)了更換周期，保證了操作者人身的安全，減少了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的不安全因素和環(huán)境污染，產(chǎn)生了安全效益。

　　7 社會(huì)效益

　　人員熟練掌握了此項(xiàng)操作的要領(lǐng)，力求把更換盤(pán)根造成的事故降為 0。

　　標(biāo)準(zhǔn)化 ：

　　(1)整理了相關(guān)技術(shù)圖紙和資料，裝訂成冊(cè)存檔，便于以后推廣。

　　(2)編制了《改進(jìn)型更換盤(pán)根工具的使用要求》，納入到工具管理范圍中。

　　(3)制定該裝置的制作工藝方案標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)員工進(jìn)行了培訓(xùn)指導(dǎo)，確保了該工具的正確使用 . 并積極在作業(yè)區(qū)其他區(qū)塊進(jìn)行推廣應(yīng)用。

　　作者：伍麗琨，郭軍

　　參考文獻(xiàn) ：

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　　[2] 何新飛，黃發(fā)大，李建國(guó) , 等 . 防刺漏盤(pán)根盒的研制與應(yīng)用 [J]. 石化技術(shù)， 2016(11).

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