[摘要]抽油機(jī)井盤(pán)根管理是油田采油崗位工人的重要工作之一，多年來(lái)抽油機(jī)井光桿多采用窄V盤(pán)根密封，密封性比較好，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中仍然存在一些問(wèn)題。本文詳細(xì)論述了窄V盤(pán)根的密封原理，針對(duì)窄V盤(pán)根在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中容易造成廣安，盤(pán)根磨損加劇以及增加能耗等問(wèn)題進(jìn)行了探討，并采取有效措施進(jìn)行治理，取得了比較好的效果。

　　[關(guān)鍵詞]油井盤(pán)根;盤(pán)根松緊度;機(jī)采能耗

　　0 引言

　　在抽油機(jī)井的管理中，為了防止盤(pán)根盒漏油，加盤(pán)根和盤(pán)根松緊度維護(hù)是采油工一項(xiàng)重要的日常工作。人們經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐摸索，發(fā)現(xiàn)采用窄V盤(pán)根密封遠(yuǎn)好于矩形截面的“O”型盤(pán)根，但窄V盤(pán)根密封的原理需要進(jìn)一步研究。

　　1 窄V盤(pán)根的結(jié)構(gòu)及密封原理

　　1.1 窄V盤(pán)根的結(jié)構(gòu)

　　如圖1所示，窄V盤(pán)根橫截面積為等腰梯形，自下而上依次為包布層、壓縮層、纖維層、緩沖層、彈力層、伸張層和聯(lián)結(jié)層共7層，使之具有以下優(yōu)越的性能。

　　(1) 具有一定的彈縮性。當(dāng)盤(pán)根受壓蓋壓緊時(shí)能產(chǎn)生足夠的徑向變形從而對(duì)光桿及盤(pán)根盒表面可以施加所需的正壓力，達(dá)到密封的目的。

　　(2) 具有很好的耐磨性。由于采用耐磨包布曾等多層結(jié)構(gòu)，且潤(rùn)滑良好，減少了摩擦系數(shù)和摩擦力，保證了盤(pán)根的耐磨性和使用壽命。

　　(3) 具有很好的潤(rùn)滑性。一是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光桿接觸的包布層，而包布層的浸油性非常好，能夠很好地潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)接觸面;二是與光桿接觸的梯形短邊會(huì)形成一個(gè)狹窄的具有一定滲過(guò)性的儲(chǔ)油通道，源源不斷地向包布層提供潤(rùn)滑劑(產(chǎn)液中的原油)，保證整個(gè)密封段潤(rùn)滑良好。

　　(4) 對(duì)油井產(chǎn)出液具有很好的適應(yīng)性。使盤(pán)根在使用過(guò)程中耐腐蝕、不溶漲，利于密封。

　　1.2 窄V盤(pán)根的密封原理

　　抽油機(jī)井光桿密封是靠盤(pán)根盒來(lái)實(shí)現(xiàn)的，連續(xù)的窄V盤(pán)根被加到盤(pán)根盒，通過(guò)壓環(huán)壓緊后，就像壓縮的彈簧一樣，呈螺旋狀與盤(pán)根盒內(nèi)壁和光桿表面緊密接觸。密封是通過(guò)接觸部位的“機(jī)械效應(yīng)”和非接觸部位的“迷宮效應(yīng)”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，“機(jī)械效應(yīng)”是對(duì)接觸部位而言的，窄V盤(pán)根具有一定的彈縮性，補(bǔ)償性能好，與光桿接觸的盤(pán)根包布層具有很好的浸潤(rùn)性和耐磨性，并借助儲(chǔ)油腔，提高潤(rùn)滑效果?！懊詫m效應(yīng)”即由于接觸面存在凸凹不平，在眾多的凹陷中儲(chǔ)存著原油潤(rùn)滑劑，并形成“迷宮”，當(dāng)光桿與盤(pán)根作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，“迷宮”形態(tài)不斷變換，提高了“迷宮”的密封效果。

　2 窄V盤(pán)根在應(yīng)用中存在的問(wèn)題及危害

　　2.1 縮短盤(pán)根盒光桿的使用壽命

　　由于盤(pán)根壓緊力過(guò)大，盤(pán)根與光桿的接觸面積增加，減弱了“迷宮效應(yīng)”，導(dǎo)致密封效果變差。同時(shí)上扣扭矩過(guò)大，壓縮了儲(chǔ)油通道，再加上光桿附著的潤(rùn)滑原油很容易被刮削下來(lái)，導(dǎo)致盤(pán)根潤(rùn)滑變差，形成干磨，干磨產(chǎn)生熱量，造成盤(pán)根老化，光桿磨損變細(xì)，密封不嚴(yán)。而后管井工又靠更大的扭矩來(lái)實(shí)現(xiàn)密封，造成惡性循環(huán)，直至光桿加速磨損，盤(pán)根徹底損傷，不能實(shí)現(xiàn)密封為止。

　　2.2 增加抽油機(jī)井的能耗

　　由于盤(pán)根過(guò)緊，增加了抽油桿柱的摩擦力，使懸點(diǎn)載荷發(fā)生變化。上沖程時(shí)，懸點(diǎn)載荷增加，導(dǎo)致上電流增加;下沖程時(shí)，懸點(diǎn)載荷減小，下電流也增加，從而導(dǎo)致了能耗增加。為探索盤(pán)根松緊度對(duì)抽油機(jī)井懸點(diǎn)載荷以及能耗的影響，對(duì)A井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，首先研制了盤(pán)根松緊度扭矩扳手，并在配電箱安裝電度表，測(cè)試不通盤(pán)根松緊度狀態(tài)下的懸點(diǎn)載荷和日耗電量的變化情況。

　　2.2.1 試驗(yàn)井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

　　A井，采用10型抽油機(jī)，泵徑70mm，沖程3m，沖次41/min，日產(chǎn)液25t，盤(pán)根上緊扭矩80Nm，電表計(jì)量日耗電量171.4kwh。如下表1為 A井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。

　　2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及測(cè)試分析情況

　　采用扭矩扳手將盤(pán)根壓蓋分別上緊到20Nm、50Nm、80Nm、100Nm、150Nm，測(cè)試示功圖表明：隨著扭矩值的增加，功圖變肥。圖2和圖3是盤(pán)根扭矩與懸點(diǎn)載荷變化關(guān)系曲線，可見(jiàn)隨著盤(pán)根扭矩值的增加，上限懸點(diǎn)載荷增加，下限懸點(diǎn)載荷下降，說(shuō)明盤(pán)根越緊，摩擦力越大，光桿、盤(pán)根損耗和能耗自然會(huì)加大。

　　(2)盤(pán)根松緊度與日耗電量之間的關(guān)系

　　采用扭矩扳手將盤(pán)根壓蓋分別上緊到20Nm、40Nm、60Nm、80Nm、100Nm、120Nm、160Nm、200Nm，分別采用功率測(cè)試儀和電度表計(jì)量日耗電量，見(jiàn)圖4和圖5?？梢?jiàn)，隨著扭矩值的增加，日耗電量明顯增加，說(shuō)明盤(pán)根過(guò)緊會(huì)造成能源浪費(fèi)。

　　3 窄V盤(pán)根過(guò)緊的防治措施及效果

　　3.1確立盤(pán)根松緊度標(biāo)準(zhǔn)

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)多年經(jīng)驗(yàn)，盤(pán)根保持剛剛不漏，微滲時(shí)的松緊度即為盤(pán)根極低松緊度，此時(shí)既保證了盤(pán)根不漏，又保證盤(pán)根整體潤(rùn)滑良好。為了確保松緊度合適，潤(rùn)滑良好，提高安全系數(shù)，規(guī)定盤(pán)根3-4天出現(xiàn)微滲為宜，相對(duì)應(yīng)的松緊度規(guī)定為盤(pán)根標(biāo)準(zhǔn)松緊度，用盤(pán)根盒扭矩值來(lái)表示。由于每口井的情況不同，標(biāo)準(zhǔn)扭矩值也不盡相同，為此需要逐井摸索標(biāo)準(zhǔn)扭矩值。

　　3.2 建立盤(pán)根松緊度定量管理制度

　　在操作方面，給管井工、維修班發(fā)放扭矩扳手，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行盤(pán)根的維護(hù)管理，管井工按規(guī)律字形檢查維護(hù)，確保盤(pán)根松緊度始終不高于標(biāo)準(zhǔn)值。在干部檢查方面，給每個(gè)干部發(fā)放扭矩扳手，隨時(shí)上井測(cè)量檢查，發(fā)現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值10%以上時(shí)，在月度獎(jiǎng)金考核時(shí)進(jìn)行處罰，對(duì)一直保持規(guī)范管理的進(jìn)行嘉獎(jiǎng)，增強(qiáng)員工節(jié)能降耗的責(zé)任感，提高員工對(duì)盤(pán)根松緊度管理的積極性。

　　3.3 盤(pán)根松緊度定量管理取得的效果

　　某采油隊(duì)在沒(méi)有實(shí)施盤(pán)根松緊度定量管理之前，平均盤(pán)根上緊扭矩為81Nm，平均盤(pán)根更換周期為5個(gè)月，由于盤(pán)根磨損導(dǎo)致光桿變細(xì)，每年需更換6根光桿，平均單井日耗電量141.9kwh。實(shí)施盤(pán)根定量管理后，平均盤(pán)根上緊扭矩為45.2Nm，平均盤(pán)根更換周期達(dá)到了8個(gè)月以上，，每年更換變細(xì)光桿下降到2根，平均單井日耗電量138.5kwh，單井每天節(jié)電3.4kwh，全隊(duì)抽油機(jī)每年節(jié)電超過(guò)20x104kwh，節(jié)約成本10萬(wàn)元以上。

　　4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

　　(1)窄V盤(pán)根的材質(zhì)選擇和結(jié)構(gòu)合理，充分發(fā)揮了“機(jī)械效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”的作用，具有良好的密封性，使之在油田抽油機(jī)井上得到廣泛應(yīng)用。

　　(2)隨著窄V盤(pán)根壓緊扭矩的增加，盤(pán)根盒光桿的摩擦加劇，磨損過(guò)快，能耗增加，造成生產(chǎn)成本上升，因此必須杜絕盤(pán)根過(guò)緊現(xiàn)象。

　　(3)通過(guò)建立盤(pán)根松緊度標(biāo)準(zhǔn)，完善盤(pán)根管理制度，實(shí)現(xiàn)盤(pán)根松緊度的個(gè)性化、量化和規(guī)范化管理，可大大提高窄V盤(pán)根的應(yīng)用效果，延長(zhǎng)盤(pán)根和光桿的使用壽命，降低能耗，降低生產(chǎn)成本。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]劉新福、綦耀光、劉春花.新型光桿密封裝置的盤(pán)根設(shè)計(jì)與計(jì)算方法.《潤(rùn)滑與密封》.2008年5月第33卷第5期.

　　[2]顧永泉.流體動(dòng)密封[M].北京：中國(guó)石化出版社.2001.294-303

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