金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)減速箱故障分析與對(duì)策研究

減速箱為抽油機(jī)采油設(shè)備的關(guān)鍵部件，出現(xiàn)故障將會(huì)增加生產(chǎn)成本。上海自動(dòng)化儀表分析金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)減速箱故障原因，提出有效處理措施，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

引言

金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展和應(yīng)用，因其機(jī)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，后期維護(hù)保養(yǎng)便捷，在油田內(nèi)得到了大范圍的推廣和應(yīng)用，尤其是一些處于開(kāi)采中后期的老油田，發(fā)揮作用更為顯著。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)在油田所有人工舉升設(shè)備中的占比較大，很多油田已達(dá)到了 50%左右。抽油機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，老化問(wèn)題較為突出，特別是減速箱部件的故障率較高。因此，需要深入分析減速箱故障成因，提出有效的解決措施。

1 金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)減速箱故障分析

1.1 減速箱潤(rùn)滑油滲漏

抽油機(jī)減速箱油液滲漏問(wèn)題比較常見(jiàn)，大多可以從軸頭的密封部位見(jiàn)到滲出的油液，特別是主動(dòng)軸的密封圈，出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象非常為嚴(yán)重。采用內(nèi)脹式剎車的抽油機(jī)減速箱，主動(dòng)軸剎車輪側(cè)的滲漏現(xiàn)象更為明顯。同時(shí)，還存在著減速箱箱體接合面部位的油液滲漏、箱體上側(cè)視孔蓋部位油液滲漏、箱體底部放油孔位置漏油[1]。引起減速箱漏油的主要原因有結(jié)合面加工制造存在問(wèn)題，密封性能達(dá)不到要求，或結(jié)合面雜質(zhì)沒(méi)有處理干凈，組裝質(zhì)量沒(méi)有進(jìn)行有效的控制。

1.2 減速箱齒輪損壞

減速箱齒輪部件的損壞故障主要有異常磨損、斷齒、剝落以及齒輪面的點(diǎn)蝕等。故障大多是由于減速箱齒輪加工制造原因引起的，由于負(fù)載情況引起的斷齒現(xiàn)象比較少見(jiàn)，除非因油井底部情況復(fù)雜，底部產(chǎn)生故障而引起減速箱過(guò)載，從而出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。比如，出現(xiàn)砂卡、拉油桿受力過(guò)大斷桿、鋼絲強(qiáng)繩斷裂等。但是，如果內(nèi)部齒輪根部存在加工制造問(wèn)題，不需要太大的負(fù)載就會(huì)出現(xiàn)斷齒。引起減速箱齒輪異常磨損的原因，除了油液加入量不符合要求和加入半流體潤(rùn)滑油之外，還與減速箱的加工制造質(zhì)量有直接關(guān)系。齒輪表面出現(xiàn)剝落及點(diǎn)蝕，主要是因?yàn)楫a(chǎn)生機(jī)械疲勞引發(fā)的。和磨損不同原因有著很大的差別，不是以金屬顆粒的方式被磨損，會(huì)以塊狀的方式產(chǎn)生剝落，齒輪面部出現(xiàn)凹坑，會(huì)對(duì)齒輪形狀造成很大的影響，齒輪長(zhǎng)期存在于周期性負(fù)荷條件下，而且該種負(fù)載還呈現(xiàn)出正反向變化，齒輪之間會(huì)形成接觸疲勞。

1.3 減速箱串軸

當(dāng)前，金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)減速箱內(nèi)部采用人字齒輪進(jìn)行動(dòng)力的傳送，輸出軸端依賴軸承裝置完成輸出軸的位置確定，而輸入端軸、中間軸都使用沒(méi)有軸向限制的軸承，通過(guò)人字齒輪從動(dòng)力輸出端完成軸向位置的確定[2]。因此，減速箱內(nèi)部很空易出現(xiàn)串軸問(wèn)題。引起串軸的主要原因有：齒輪斷裂、過(guò)盈量較少、齒輪在加工制造過(guò)程中出現(xiàn)偏斜、從動(dòng)輪存在螺旋角誤差、齒輪厚度偏差過(guò)大、齒輪接觸面磨損、齒輪背部形成較大的變形等。

1.4 減速箱軸承損壞

由于減速箱輸出部位承受較大的負(fù)載，很容易出現(xiàn)軸承損壞問(wèn)題。主要原因是承受很大的徑向外力，如果軸承間隙沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，也會(huì)形成很大的摩擦阻力。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，軸承部位的潤(rùn)滑油質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題較為突出，是導(dǎo)致軸承損壞的主因。

2 減速箱故障處理措施

2.1 減速箱油液滲漏處理措施

減速箱密封壓蓋部位應(yīng)設(shè)計(jì)為易拆結(jié)構(gòu)，密封圈可以為開(kāi)口的結(jié)構(gòu)方式。動(dòng)力輸入側(cè)軸承回油孔隙應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)加大。對(duì)于減速箱蓋板密封能力不足，呼吸閥加工存在問(wèn)題，灰塵容易進(jìn)入箱體內(nèi)部的問(wèn)題，必須加大對(duì)抽油機(jī)設(shè)備的管理力度。對(duì)于減速箱的潤(rùn)滑性能達(dá)不到要求，同時(shí)由于減速箱蓋板加工材料不足，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，通氣孔道安裝質(zhì)量得不到保證，可以完成進(jìn)料后進(jìn)行更換。可以在減速箱底座部位箱體結(jié)合面加工形成環(huán)形的潤(rùn)滑油槽，保證多條回油孔道和油槽的有效連通。減速箱再工作狀態(tài)下，如果有油液滲漏到箱體接合面，就會(huì)流入環(huán)形油槽，再通過(guò)回油孔進(jìn)入潤(rùn)滑油箱，避免油液從箱體接合面滲到殼體外部。

如果減速箱潤(rùn)滑油液位超高，油液飛濺現(xiàn)象會(huì)提高滲漏的可能性，油液溫度也會(huì)升高，黏度降低，潤(rùn)滑性能就會(huì)受到很大影響，較大的漏失量，軸承以及齒輪的潤(rùn)滑得不到保證，影響減速箱的使用壽命[3]。因此，必須要保證潤(rùn)滑油加注量位于合理高度。減速箱外露軸頭多采用密封圈形式密封，是一種接觸密封的辦法。長(zhǎng)時(shí)期的應(yīng)用過(guò)程中，密封圈元件會(huì)形成較大的磨損，接觸面之間產(chǎn)生較大間隙，軸頭密封部位就會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。減速箱上下結(jié)合的中間縫隙位置，較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行情況下，密封圈會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，也會(huì)形成一定程度的油液滲漏。對(duì)于采用動(dòng)密封方式的軸頭裝置，應(yīng)采取定時(shí)更換密封圈的辦法，避免出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。更換軸頭位置的密封圈時(shí)，嚴(yán)禁把抽油機(jī)曲柄等部件拆除后再進(jìn)行更換，必須把密封膠圈剪斷，之后進(jìn)行初步軸頭安裝操作，再有效粘接，非常后進(jìn)行安裝工作。所采用的粘接劑，密封圈生產(chǎn)商一般不會(huì)單獨(dú)銷售，在對(duì)減速箱滲漏問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，可以與廠商進(jìn)行溝通和協(xié)商，從而更好地處理滲漏問(wèn)題。對(duì)輸出側(cè)軸端回油孔進(jìn)行擴(kuò)充處理，也可以避免輸出軸側(cè)的油液滲漏問(wèn)題。

2.2 減速箱齒輪損壞處理措施

造成齒輪損壞的原因較多，金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)不平衡情況，采用調(diào)整平衡的方式可以有效避免箱體內(nèi)齒輪出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，如果金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)沖次比較少，減速箱內(nèi)部齒輪產(chǎn)生損壞的可能性就越小。對(duì)于處于異常狀態(tài)運(yùn)行的抽油機(jī)，可以采取調(diào)整運(yùn)行參數(shù)的辦法來(lái)對(duì)減速箱進(jìn)行保護(hù)[4]。抽油機(jī)處于野外工作環(huán)境下，天氣會(huì)對(duì)抽油機(jī)性能產(chǎn)生較大的影響，減速箱蓋板下側(cè)回裝墊子，會(huì)起到更好的密封效果，可避免雨水、灰塵和其他雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部。利用磁性物體可以對(duì)金屬雜質(zhì)進(jìn)行有效處理，如果有用半流體機(jī)油，運(yùn)行過(guò)程中磨掉的金屬顆粒會(huì)進(jìn)入機(jī)油，加重齒輪部件的磨損?？梢栽跍p速箱中多安裝磁性物體，吸附處理油液中的金屬，防止機(jī)油中存在過(guò)多的金屬物質(zhì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)減速箱故障多見(jiàn)于油液滲漏、內(nèi)部齒輪損壞、輸出端軸承損壞等。引發(fā)故障的原因有加工制造的原因，也有設(shè)備維護(hù)管理方面的原因。制定科學(xué)合理的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，定期更換減速箱潤(rùn)滑油，對(duì)抽油機(jī)的平衡進(jìn)行檢測(cè)并調(diào)整，可以更好地起到保護(hù)減速箱的作用。上海自動(dòng)化儀表加強(qiáng)對(duì)抽油機(jī)設(shè)備的維保可以降低生產(chǎn)成本，因此必須要做好日常管理工作。減速箱潤(rùn)滑是抽油機(jī)設(shè)備管理的內(nèi)容，采取合理的潤(rùn)滑方案，可以提升減速箱使用年限，防止出現(xiàn)運(yùn)行事故。