抽油機(jī)減速器三軸齒輪反裝修復(fù)技術(shù)分析

1、 抽油機(jī)減速器三軸齒輪反裝修復(fù)技術(shù)分析 針對采油生產(chǎn)一線,抽油機(jī)減速器損壞較多的現(xiàn)象,在分析抽油機(jī)減速器工況的基礎(chǔ)上,提出減速器修復(fù)中的一種新措施，對減速器的三軸齒輪進(jìn)行反裝，在理論上加以分析和驗證,并在生產(chǎn)中進(jìn)行閱歷總結(jié),實現(xiàn)降本增效的目的。 抽油機(jī)是目前中原油田采油廠廣泛使用的主要采油裝備，抽油機(jī)作為有桿抽油系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝備，機(jī)采技術(shù)工藝鏈中的重要一環(huán)，影響制約著我廠的原油上產(chǎn)。由于我廠抽油機(jī)數(shù)量多，抽油機(jī)配件費用高，目前，抽油機(jī)的修復(fù)項目已成為我廠降低生產(chǎn)成本，實施挖潛增效的著力點。僅采油五廠目前在用各種型號的抽油機(jī)達(dá)640余臺，由于抽油機(jī)長期野外作業(yè)，工作環(huán)境惡劣，零部件損壞現(xiàn)象較多，

2、已成為機(jī)采技術(shù)鏈中的薄弱環(huán)節(jié)，從我廠現(xiàn)場抽油機(jī)的使用狀況來看，抽油機(jī)各個主要部件中，損壞現(xiàn)象較多的主要是減速器、游梁中、尾軸承座、及驢頭，據(jù)統(tǒng)計由于減速器損壞而使抽油機(jī)不能正常運轉(zhuǎn)的每年占損壞抽油機(jī)的40%以上。 減速器是抽油機(jī)的主要核心部件，也是抽油機(jī)的主要易損件，采納三軸兩級傳動，分為主動軸、從動軸和中間軸，輪齒普遍采納的是斜齒輪和人字齒輪。工作運行中起到增距、減速的作用，使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動，最終實現(xiàn)驢頭的上下往復(fù)運動，以實現(xiàn)抽汲原油的目的。目前，采油生產(chǎn)一線現(xiàn)場應(yīng)用中抽油機(jī)減速器存在故障損壞現(xiàn)象較多，以近二年現(xiàn)場更換減速器為例，據(jù)統(tǒng)計，2021年我廠損壞減速器78臺，2021年為73臺，每

3、年因更換減速器投入資金達(dá)400余萬元。因此探究抽油機(jī)減速器損壞的緣由及如何進(jìn)行有效的修復(fù)具有很現(xiàn)實的意義。 對抽油機(jī)減速器從理論上進(jìn)行了深化的探討，并結(jié)合一線生產(chǎn)實際，如何進(jìn)行降本挖潛增效，修復(fù)抽油機(jī)減速器進(jìn)行有益的探究。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，減速器的損壞主要是三軸齒輪的損壞，齒輪的失效形式從理論上講主要有輪齒的折斷、磨損、膠合和點蝕，從我廠的抽油機(jī)使用現(xiàn)狀來看，造成減速器損壞的主要緣由是齒輪的輪齒磨損嚴(yán)峻，造成減速器噪音過大，工況惡化。減速器的三軸齒輪由于承受較大的交變載荷，使輪齒正面磨損較嚴(yán)峻，而齒背一側(cè)則相對磨損較輕，那么能否利用磨損較輕的齒背一側(cè)作為工作面，對減速器的三軸進(jìn)行反裝呢？在這方面我們

4、分別作了現(xiàn)場試驗與理論分析，現(xiàn)對其理論作一下初步探討。 抽油機(jī)減速器工況分析 作為抽油機(jī)的主要核心部件的減速器，其主要的工作特點是：速度較低、承受很大的負(fù)荷、力和非常大的扭矩，傳動比相對抽油機(jī)其他部件來說也很大，工況非常惡劣。大力和大扭矩的存在，造成減速器齒輪輪齒承受力較大的一面磨損嚴(yán)峻，從理論上分析來說，齒輪在具有嚙合間隙的狀況下，齒輪背面一側(cè)是基本上是不受力作用的，但由于抽油機(jī)負(fù)扭矩的存在，使齒輪背面一側(cè)也承受較大的力，造成肯定程度的磨損。負(fù)扭矩現(xiàn)象的存在是由于抽油機(jī)在正常工作的狀況下輸出扭矩，克服抽油機(jī)載荷的減速器的從動軸，在到達(dá)某一點、某一瞬時的客觀現(xiàn)狀，游梁式抽油機(jī)的減速器被較大的載

5、荷反向瞬時被提前拖動，造成了游梁式抽油機(jī)的減速器從動輪軸帶動了抽油機(jī)的減速器的主動輪軸，因而消失了反向做功的客觀現(xiàn)實狀況，造成游梁式抽油機(jī)的減速器傳動力靠減速器的齒輪齒背進(jìn)行大力、反向進(jìn)行傳遞?？陀^上分析，由于抽油機(jī)減速器存在負(fù)扭矩這一客觀因素，因而從客觀上形成抽油機(jī)減速器齒輪受力磨損的主要緣由，負(fù)扭矩狀況的存在是目前油田廣泛應(yīng)用的游梁式抽油機(jī)克服不了的客觀現(xiàn)象，這也是游梁式抽油機(jī)內(nèi)在因素的性質(zhì)所需，和野外工作的生產(chǎn)現(xiàn)狀的所避開不了的。由于負(fù)扭矩工作狀況只是在游梁式抽油機(jī)減速器曲柄轉(zhuǎn)角的小范圍內(nèi)客觀條件的存在，與減速器的正扭矩這一現(xiàn)象相比來說，它工作時的時間很短，且其受力的數(shù)值相比其它正扭矩的

6、數(shù)值要小許多。因而，從客觀上消失了減速器齒背的一面受磨損的較輕，而減速器齒輪正面一邊磨損非常歷害，為充分利用齒輪磨損較輕的一面進(jìn)行工作供應(yīng)了可能。 三軸反裝后的校核 依據(jù)減速器齒輪輪齒齒背一側(cè)比正面磨損較輕的現(xiàn)象，這一狀況的存在，可對正面磨損嚴(yán)峻，嚙合間隙超標(biāo)的齒輪三軸進(jìn)行反裝以使原承受扭矩較小的齒背一側(cè)來承受較大的扭矩進(jìn)行工作。 2.1三軸反裝后齒輪參數(shù)的變化 減速器三軸反裝前后，齒輪的外形結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等都沒有發(fā)生變化，唯一變化的量是螺旋角的變化，設(shè)原來的主動軸、中間軸左右斜齒、中間軸斜齒、從動軸齒輪的螺旋角分別為1、2、3、4，則反裝后的螺旋角分別為-1、-2、-3、-4， 依據(jù)斜齒輪嚙合的

7、條件：1-2 3-4 端面模數(shù)和端面壓力角相等 三軸反裝后：-1-(-2 ) 3-(-4) 端面模數(shù)和端面壓力角未發(fā)生轉(zhuǎn)變?nèi)韵嗟?，滿意斜齒輪的嚙合條件：螺旋角大小相等，方向相反。 結(jié)論 抽油機(jī)減速箱三軸反裝從理論上講是切實可行的，為了進(jìn)一步證明這種方法的有用性，從2021年5月我們開頭對減速箱三軸進(jìn)行了反裝試驗，按此方法共修復(fù)62臺減速箱，經(jīng)跟蹤調(diào)查現(xiàn)場使用狀況良好，目前僅有4臺減速箱因漏油，2臺減速箱因串軸返回，其他56臺減速箱的齒輪嚙合狀況均達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)： 齒輪副側(cè)隙、齒輪接觸跡線位置偏差和接觸斑點的大小在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 減速器噪聲小于85 dB。 齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)牢靠，無沖擊現(xiàn)象。 減速器整體運轉(zhuǎn)完好率達(dá)90.3%，反裝后的減速器使用時間可達(dá)25年，平均每反裝一臺減速箱可節(jié)省成本1.9萬元，累計節(jié)省資金120余萬元。 減速器三軸齒輪反裝在抽油機(jī)的修復(fù)技術(shù)上是一次重大探究與實踐。三軸反裝后，不僅擴(kuò)大了減速箱的修復(fù)范圍，使原來一部分磨損超標(biāo)的予以報廢的齒輪可以反裝連續(xù)使用，而且大大降低了抽油機(jī)的修理費用。 應(yīng)留意的問題 在減速箱三軸反裝中，應(yīng)選擇磨損間隙超標(biāo)不嚴(yán)峻的齒輪進(jìn)行反裝，進(jìn)行選配，保證齒輪嚙合間隙達(dá)標(biāo)，以使在負(fù)扭矩狀態(tài)下，減速器工況良好，同時更為重要的是要盡量削減負(fù)扭矩的存在及其峰值。其次,大修減速器裝配時，調(diào)整好從動軸軸承的定位間隙和石棉紙墊，選擇合適厚度的石棉紙墊進(jìn)行調(diào)