游梁平衡抽油機橫梁連桿結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

游梁平衡抽油機橫梁連桿結(jié)構(gòu)的改進(jìn)通過對游梁平衡抽油機連桿組系結(jié)構(gòu)和運動特性分析，提出了對橫梁連桿總成的改進(jìn)，將連桿銷軸加長，采納卡瓦式連接與連桿上接頭固為一體，消退了連桿銷與連桿上接頭、連桿銷與橫梁連接套在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對運動，解決了橫梁、連桿的振動和異響問題。游梁四連桿抽油機是一種主要的有桿機械采油設(shè)備，其已經(jīng)有100多年的歷史。在這100多年里，游梁式抽油機以結(jié)構(gòu)簡潔、牢靠性高、經(jīng)久耐用、修理便利、適應(yīng)性強等優(yōu)點而得到不斷的應(yīng)用和進(jìn)展。目前它仍舊在機械采油設(shè)備中處于主導(dǎo)地位。為了滿意節(jié)能降耗的要求，各種節(jié)能式抽油機不斷推出，懸掛偏置平衡抽油機（即雙驢頭抽油機）和調(diào)徑變矩抽油機是近些年消失的兩種新型游梁平衡節(jié)能抽油機。由于該型抽油機因操作便利、節(jié)能效果明顯等特點受到用戶的好評。但因其結(jié)構(gòu)特點，隨著抽油機服役時間的增加，該型抽油機在使用過程中消失橫梁、連桿抖動現(xiàn)象，嚴(yán)峻影響抽油機牢靠平穩(wěn)工作。結(jié)構(gòu)和運動特性分析游梁式抽油機是以游梁支點和曲柄軸中心的連線做固定桿，以曲柄、連桿和游梁后臂為三個活動桿件所構(gòu)成的曲柄擺桿機構(gòu)。從橫梁軸承座到曲柄銷之間的裝置稱為連桿組系，連桿組系在由驢頭、游梁、支架和曲柄等連桿組系組成的抽油機四連桿組件中是最薄弱的環(huán)節(jié)。橫梁是抽油機力矩傳遞的主要部件之一，橫梁通過橫梁軸承座與游梁連接，橫梁兩側(cè)的耳座孔通過銷軸與連桿連接。常規(guī)曲柄平衡(或復(fù)合平衡)抽油機，游梁上無平衡配重(或很少的配重)。在抽油機運轉(zhuǎn)過程中，連桿始終受到較大的拉力，即使橫梁上的連接套與連桿銷、連桿上接頭與連桿銷之間存在間隙，由于單向力的作用,協(xié)作接觸面將始終靠在一側(cè)，一般不會產(chǎn)生沖擊振動和響聲。游梁平衡抽油機由于配重安裝在游梁后端，直接平衡驢頭上的懸點載荷。在抽油機運轉(zhuǎn)過程中，連桿受到呈周期性變化的拉力和壓力。通過對抽油機橫梁總成組裝件和橫梁總成設(shè)計圖樣分析后發(fā)覺，連桿銷與連桿上接頭及連桿銷與橫梁聯(lián)接套存在兩處徑向間隙，連桿上接頭與橫梁聯(lián)接套之間存在一處軸向間隙。因此，當(dāng)連桿在拉力和壓力相互轉(zhuǎn)換時，連桿銷與連桿、橫梁銷接處必定就會消失承載接觸面的轉(zhuǎn)換，造成承載接觸面的磨損，隨著磨損加劇，間隙漸漸增大。由于間隙的存在，在連桿往復(fù)力的作用下，就會對橫梁造成沖擊，抽油機在運轉(zhuǎn)中即會消失周期性的振動和異響聲。如圖1所示。改造方案依據(jù)傳統(tǒng)的橫梁與連桿的連接結(jié)構(gòu)分析，連桿銷、連桿上接頭（即連桿銷孔）、橫梁聯(lián)接套三個相互獨立。連桿銷孔在長期承受交變載荷作用下，銷孔內(nèi)壁會消失磨損，孔徑變大，從而導(dǎo)致連桿在上下?lián)Q向時消失搖擺和撞擊異響聲。那么，如何徹底消退連桿銷與連桿、橫梁聯(lián)接套之間的間隙？消退連桿在上下沖程換向的過程中連桿銷與連桿、橫梁間的相對運動？從上述目的動身，提出橫梁連桿改造思路，將連桿與連桿銷軸固定為一體，便不會發(fā)生連桿與連桿銷軸相對運動，不會消失橫梁與連桿異響聲。其改造方案為：①加長連桿銷軸（以八型抽油機為例，由原來的Ф210mm加長為310mm）；②連桿銷軸兩端用卡瓦固定，卡瓦上端采納M27mm螺栓鎖緊（每側(cè)2條，共4條），卡瓦下端焊接到連桿上端固定，確保連桿銷與連桿上接頭無橫向與縱向相對運動；③連桿上接頭側(cè)面增加一頂絲，保證連桿銷與橫梁聯(lián)接套無相對運動?，F(xiàn)場應(yīng)用及效果對比3.1.現(xiàn)場應(yīng)用狀況此改造結(jié)構(gòu)最早于2009年5月安裝于89115井和89116井現(xiàn)場試驗。目前已經(jīng)應(yīng)用四年多的時間，始終運行平穩(wěn)，未發(fā)生抖動或特別響聲。截至