游梁式抽油机减速箱漏油现象的分析与治理对策研究

游梁式抽油机减速箱漏油现象的分析与治理对策研究

刘新勇 冯壮 吴津芳

冀东油田陆上作业区

一、技术背景

抽油机在油田采油工艺中是最主要的设备。其中减速箱是抽油机不可或缺的重要组成部分。减速箱漏油会造成机油费用增加、齿轮损坏，严重的直接导致减速箱报废，不但造成重大的生产损失，还会降低设备的生产时率，影响产量的完成。

从统计情况看，减速箱漏油主要包括：轴承盖板漏油、合箱口漏油、观察孔漏油、和输入输出轴密封圈漏油4种情况。轴承盖板漏油后，只需将盖板打开，重新对密封面进行涂抹密封胶即可。但后三种漏油情况发生时，目前均无高效经济的解决方案：如合箱口漏油只能采大修方式，将减速箱拆开重新组装，其维修方法需利用吊车等，成本比较昂贵；观察孔漏油只能利用在更换机油时，将机油全部排出后，再更换密封垫，操作时间长，造成停产损失较大；输入输出轴密封圈漏油最为麻烦，由于现场无法拆解曲柄，即无法现场更换密封圈，因此只能采用在密封圈槽内添加软性密封材料或打密封胶的方法，或者从密封圈外围涂抹密封胶这两种方法。第一种方法由于软性密封材料不是密闭结构，同时其密封性能比橡胶材料差很多，因此失效很快，其密封寿命仅在一周左右；采取端盖外围涂胶的方法不能够解决轴与端盖中心旋转部位漏油的问题。

到目前为止，由于减速箱漏油的三种难以解决的情况一直没有高效经济的解决方法，因此在现场经常可以看到被机油污染的减速箱。这不但提高了抽油机减速箱损坏的机率，也增加了机油添加成本。此外污染情况会造成环境污染，增加一线采油工清洁工作量。而频繁的现场治理又增加了停井时间，给油田增油上产造成不必要的影响。

二、游梁式抽油机减速箱漏油原因分析

2.1 漏油特征

   抽油机减速箱漏油从表面上看，主要表面在减速箱外观存在机油漏失，因机油与灰尘结合，导致表面存在读者多油渍。

   游梁式抽油机与塔架式抽油机减速箱漏油后，其漏油点也基本相同，主要体现在：合箱口漏油、轴承端盖漏油、观察孔堵头漏油、输入输出轴漏油。

2.2 漏油的根本原因

减速箱为什么为漏油？这是一个长期以来一直未得到根本解决的问题，也正是因为原因的不明确，导致多年来，对其治理措施的不正确。

  减速箱漏油，从外观上看都是减速箱由内向外漏油，因此从本质上讲，是减速箱存在压力差，因为流体总是从高压向低压流动。因此当漏油发生时，一定是减速箱内的压力大于外部大气压力！

减速箱内部压力是如何产生呢？一方面，在减速箱内，润滑油具有一定的容积，因此具有一定的高度和势能，因此凡是低于润滑油液位的地方，都必然存在着压力。当发生渗漏的部位存在密封不严的情况时，压力传层，发生渗漏。另一方面润滑油在齿轮工作期间，会被齿轮反复搅动，产生流动压力，这种压力会与液位高度差形成的压力重叠，对密封不严的部位造成更大的漏油后果。

所以如果能够从要根本上着手，减少内外压力差，即可减少漏油现象。

此外，减速箱漏油的途径主要通过各部位的密封处。因此提高密封材料的有效密封性和密封周期，采用更为合理和高效的密封方法，是减少漏油和提高堵漏效果的必然途径。

减速箱漏油后，主要漏油点体现在4处：合箱口漏油、轴承端盖漏油、观察孔漏油、输入输出轴漏油。由于减速箱漏油部位各不相同，因此需要分别研究。

2.3 目前堵漏技术存在的问题

2.3.1中间轴轴承端盖漏油：

 该处密封的材质从历史情况分析：以往的端盖密封多采用石棉材料，其密封周期极长，最长可达20-30年之久。但近年来，由于采用石棉材料需要现场制作密封圈，加之密封圈上必须考虑螺栓孔的存在，因此其制作过程比较困难。所以当前的轴承端盖密封方式均已改为密封胶。而采用密封胶后，受密封胶材料和维修方法的限制，其密封效果容易出现问题。比如1.密封胶涂抹不均匀：如果操作者工作不认真，或工作环境视线差，或者涂抹后，在紧固端盖时未均匀紧固螺栓，则会造成密封胶密封厚度不均匀。2.密封胶有流动性：密封胶做为一种胶水，属于半流体，尤其在炎热夏季或高温环境下，当进行垂直而涂抹时，容易发生重力下流淌，导致厚薄不均，科学的涂抹要求是，在涂抹后固化30分钟以上，一方面观察其是否流淌以便随时补充，另一方面是待其初步固化后，再安装轴承盖，则不易发生人为紧偏造成密封不均匀。但现场操作人员往往及于完成工作，导致密封厚度不均匀。

2.3.2合箱口漏油：

合箱口是指减速箱壳体是由上下两部分组成，其上箱体在安装完齿轮后，需利用吊装工艺将其吊装到位后，进行组装。在吊装前，需要将下箱体的上表面涂抹密封胶（同理，以前使用石棉垫，现在均使用密封胶）。而在涂抹密封胶时也同样存在操作人员涂抹不均匀的可能性。但更大的可能性是，在吊装上箱体时，当上箱体将要覆盖到合箱口时，由于上箱体的晃动，会导致密封胶被刮蹭到，因而导致其密封厚度不均匀。

2.3.3观察孔漏油

目前观察孔主要有两种，一是玻璃窗式，通过透明玻璃可直接观测润滑油液位。一是螺栓式，通过上下2个螺栓进行液位的确定。即打开下螺栓，要求润滑油能够流出，否则需补充润滑油；打开上螺栓，要求不出油。否则说明润滑油过多，需排放。从现场调查看：玻璃窗式观察孔漏油现象少，其原因在于其内部的密封圈受压均匀，不易损坏。而螺栓式观察孔主要漏油点在下螺栓孔，分析其易发生漏油现象原因，在于密封圈易受操作者过分施力而破坏，或者因密封圈裸露在外，易受气候、环境影响寿命。

2.3.4输入输出轴漏油

该处漏油情况较为特殊，现场观察其漏油可能存在2个部位，一是轴承盖密封处，二是骨架密封处。其中轴承盖密封处漏油的原因与中间轴的轴承端盖漏油一致。而骨架密封处漏油，以往的认知均认为是骨架密封磨损失效导致。通过现场仔细观察与分析，认为该认知存在严重失误。且因认知错误也导致了维修手段错误，致使多年来输入输出轴漏油无法得到根本解决！

对于游梁式抽油机，通过资料查询与现场拆解，发现发生漏油的骨架密封从表面看并未发生明显破损、磨皮、断裂等现象。而在轴下端内侧有一处回油孔，其内部往往存在堵塞现象，对堵塞物进行观察分析，认为是油泥。这种油泥的来源主要有铁屑、空气中的浮尘在长期积累作用下，汇集在回油孔内。当回油孔发生堵塞后，由于轴始终在旋转，因此在局部空间内一方面机油压力增大，导致轴承盖漏油；另一方面机油液位升高，并长期触及到骨架密封处，导致漏油。

输入输出轴漏油则是目前减速箱漏油最难治理的地方。上述三种漏油均有可能采取各种手段在一段时间内加以整改，而输入输出轴漏油在多年内一直得不到有效治理。其主要表现在于：输入输出轴的密封圈漏油，即轴旋转运动的部位漏油。而该部位的密封部件是密封圈。密封圈主要采用了骨架圈进行密封。骨加密封圈是一种闭式密封，其环形的结构决定了其更换时必须保证安装一侧无任何物体，才能套进轴内进行安装。而在抽油机上，包括游梁式抽油机和塔架式抽油机，其减速箱的结构均存在不可能在现场如此操作。游梁式抽油机的输出轴外侧有曲柄，如安装密封圈则需要将曲轴拆下；塔架式抽油机输出轴外侧有联轴器，如安装密封圈则需要将联轴器拆下；因此这些现场操作难题导致了两种抽油机输入输出轴漏油后难以整改的难题。

三、新型减速箱漏油治理措施

3.1游梁式抽油机中间轴轴承端盖漏油：

     此外漏油的处理方式较简单，需要改进的是维修技巧。现场进行维修时，必须要求密封胶达到2小时以上固化时间，同时在紧固前确保密封胶涂抹均匀。但由于现场等待2小时，对维修人员而言难以做到，且长时间停井也会影响产量。因此通过市场调查，可采用一种加快固化的添加剂，可实现用5分钟即可达到初步固化的效果。

3.2游梁式抽油机合箱口漏油：

     合箱口漏油如果单纯对漏油部位进行涂抹堵塞剂（现场使用的表面堵塞剂多采用铸工胶），则效果难以达到要求。主要原因在于：一是漏油部位往往比较长，因此需要的堵塞剂用量很大。二是漏油部位即使进行擦拭和清洗，但由于表而存在油漆，因此在露天环境下，很容易出现堵塞剂脱离漏油表面，导致密封效果变差。三是堵塞剂属于半流体，在表面涂抹时也容易下坠，且涂抹后，其厚度难以达到理想要求，因此导致密封效果差。这也是为什么外委维修人员要求打开合箱口后，全部重新涂抹密封胶的原因。

针对上述难题，通过现场试验，认为可以采用V形打磨片，对合箱口漏油部位进行打磨，使漏油处形成V形槽，然后再进行堵塞剂的涂抹。其好处是：1.打磨后漏油处会露出金属层,使堵塞剂能够粘合得更紧.2.由于V形槽具有一定的深度,因此涂抹后的堵塞剂可以达到一定的厚度,从而加强了堵塞效果.3.由于V形槽不再是垂直表面,因此涂抹后的堵塞剂不容易向下流淌,因此也能够提高涂抹质量.4.打磨后的漏油处会明显地显露出漏油位置,一方面可节约堵塞剂用量,另一方面也加快堵塞进度.此外,对堵塞剂也使用固化剂,也能够加快其固化时间,减少操作时间和停井时间，并达到理想的堵塞效果.

3.3游梁式抽油机观察孔漏油

   以往观察孔的下螺栓因取出后,润滑油会不受控制地流出,.因此新的堵漏方式是:将螺栓松开2-3扣,此时润滑油不会流出,或者只会少量地渗漏.利用密封圈自带弹性的特点,可以将准备好的密封圈直接越过螺杆头套在螺杆上,然后再将螺栓拧紧.这种方法简便且快捷。O型密封圈因需要提前准备,且现场的螺栓规格并不统一,因此需要通过测量和计算,做好.O型密封圈的准备工作。其方法是：O型密封圈的内径应与螺杆的直径一致，因此需测量螺杆的直径。但通过现场试验，发现如果两者一致，则会导致紧固螺杆时，密封圈会受挤后变形扩张，起不到密封作用，因此应选择比螺杆直径小一号的密封圈。如螺杆直径为10，则选择8MM内径的密封圈，其线径选择3MM为宜。

  根据此方法进行堵漏，操作简单，成本低廉，无需停产，无需抽汲箱内机油，且不易造成现场污染。

3.4游梁式抽油机输入输出轴的漏油治理措施

输入输出轴的轴承端盖密封面发生渗漏，其处理方法与中间轴端盖处理方法一致。

对于因回油孔堵塞，造成油封处漏油，则需采取更具针对性的解决方案。

    输入输出轴虽然位置不同，但其内部构造完全相同，即与轴接触的部位有油封，在轴承室底部有回油孔。因此对这二者的处理方法也一样。

3.4.1治理回油孔存在死油堵塞：

油封处漏油的根本原因是回油孔存在死油堵塞，因此无论油封是否损坏，都必须对回油孔进行清理。现场可采用将回油孔加工孔打开，利用铁丝等，对回油孔进行疏通。

    通过统计我们认为：回油孔的堵塞频次一般为半年至一年左右。因此如果每次发生回油孔堵塞，都要采取停井、开盖等操作，必然存在操作成本高、停井损失大的问题。对于这个难题，通过操作方法创新，我们认为，可以采取在轴承端盖上打孔，将孔直接与回油孔对接，在孔上攻丝，并配置螺丝堵头的方法来解决。

    每台抽油机通过此方法，可实现只开一次轴承盖，在今后数十年的维修中，只需采油工停井一分钟，利用通针等工具，对回油孔进行预先性疏通操作，即可有效防止回油孔堵塞，基本杜绝输入输出轴漏油现象。

3.4.2治理油封处漏油：

现场存在油封确实已经损坏的，需进行更换。由于油封属于闭式密封材料，因此因此首先根据油封种类进行判断。油封可分为两种，一种是O型圈，一种是骨架油封。O型圈可能存在的故障是密封面出现破损；对此可采取的方法最好是直接更换。以往的维修人员均认为密封圈是闭式结构，对其更换只能是在摘除曲柄后才能更换，因此对此故障束手无策，但是实际上完全可以采取剖切的方法，将密封圈的闭环变成开环结构，如O型圈，则可采取斜剖，在对接后利用胶水将切口粘合，安装时使其开口朝上，再用盖板紧固即可。

对于骨架油封可检查油封是否出现破损、弹簧是否断裂等现象。如果是弹簧断裂，则对弹簧可以进行现场更换。如果是油封破损或贴合面磨损，则可将新油封直接平口剖切，然后将切口涂胶水，待粘牢后，再直接用弹簧进行箍紧即可。安装时务必使切口朝上，再用盖板紧固即可。

对于骨架油封仅有密封面轻微的磨损，也可通过将弹簧进行截短后装回，即不进行骨架油封的更换，也可实现密封。

采用剖切法安装油封，必须是在回油孔疏通后开展。当回油孔不存在堵塞情况下，轴承室内无过高的压力，甩溅起来的润滑油难以达到油封顶部的高度，因此不会出现因油封存在缝隙而漏油的现象。

四、实施效果

本次创新是通过对现场大量的统计与分析后，经过反复试验后得出的最简洁高效的减速箱漏油处理措施。其各种针对性措施具有操作简便、成本低、影响生产程度低、密封周期长的特点。自推广以来，已经在油田10余台抽油机减速箱上进行了试验，经过长期跟踪检验，确认效果良好。

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