抽油机悬绳器与光杆不同步监测与保护装置的应用

抽油机悬绳器与光杆不同步监测与保护装置的应用

李士澜 温大军 朱 云

大港油田第六采油厂 061100

摘要：抽油机正常运行时悬绳器与光杆是同步上下运动的，但因油井出现油稠、结蜡或其它井下故障，时常会出现悬绳器与光杆运行不同步的“打架”现象，由此会造成生产故障。本文介绍了抽油机悬绳器与光杆不同步监测与保护装置装，实现了油井生产中的自动监测与保护功能。

关键词：抽油机；光杆；悬绳器；不同步

1引言

油田现场采油应用最多的机械设备是游梁式抽油机，抽油机的驴头与光杆由悬绳器和光杆卡子连接实现动力传递，通过安装在驴头上的悬绳器带动光杆上下往复运动，光杆带动抽油杆及井下抽油泵工作，实现抽油出井。

正常运行时，悬绳器与光杆通过光杆卡子挂接，随抽油机运转同步上升、下降，但是由于油井生产情况的变化，出现油稠、结蜡或其它井下故障时，抽油泵及杆柱被顶托，造成光杆下行速度减慢，甚至卡在某一部位。抽油机与悬绳器的运转速度是不变的，由此会造成悬绳器与光杆运行不同步的现象，也就是悬绳器下降快，光杆下降慢，这样驴头和悬绳器上行时就会与尚在下行或卡住不动的光杆上的卡子出现“撞击”的现象。

怎样预防和消除“撞击”带来的危害呢？我们作了有益的尝试并制作了可供现场应用的装置。

2设计装置的原由

当悬绳器与光杆运行不同步出现“撞击”现象时，会造成抽油机整机震动，生产异常，频繁的“撞击”会引发其它设备故障，造成悬绳器与光杆卡子之间载荷传感器损坏，光杆卡子被打撸掉，光杆断脱，悬绳器毛辫子打扭、断股甚至拔断，若得不到及时处理，严重的还会造成修井作业或抽油机设备故障。

在现场生产过程中，油井的生产情况随时可能发生变化，针对时常出现的抽油机井悬绳器与光杆卡子的“撞击”故障，现场生产中存在以下问题：

（1）完全依靠员工巡检，问题发生后停井处理不及时。

抽油机井出现悬绳器与光杆的不同步“撞击”现象，主要由员工巡检时发现。采油工按照巡回检查制度进行油水井检查，一般按巡回检查路线图巡检，巡检时是多口油水井一同巡检，一口井一口井逐一进行，所以对于出现该故障的油井不能保证第一时间发现并及时停井处理，尤其是偏远油井，发现时间可能会更迟。

（2）因持续撞击产生的故障，即影响了油井的正常生产，又增加了员工的工作量和生产成本。

悬绳器与光杆卡子脱开的距离越大、抽油机运转速度越快，悬绳器与光杆卡子撞击力度就越大，造成设备损坏的几率越大。一般是不同步“撞击”运转一段时间，当员工发现时，基本上载荷传感器都被撞坏，有的已经发生光杆弯曲，光杆卡子打撸、光杆断脱、钢丝绳打扭等故障，有的井还会造成井口砸坏，漏油、喷油现象。因得不到及时处理，严重的还会造成修井作业或抽油机设备故障。

3抽油机悬绳器与光杆不同步监测与保护装置的设计

为了解决这个问题，我们通过论证、筛选、实验，成功研制了抽

油机悬绳器与光杆不同步监测与保护装置。它的主要结构和设计原理如下：

（1）主要结构

该装置主要由：1、悬绳器部位的6、测距监控器，7、超声波探头，8、信号发送天线， 9、电控柜部位的10、信号接收天线，11、智能停井系统组成。

（2）设计原理

该装置利用测距智能控制原理，通过6、测距监控器实时监测5、光杆卡子与1、悬绳器的距离，当1、悬绳器与5、光杆卡子脱开，5、光杆卡子与1、悬绳器超过设定距离时，即可由8、信号发送天线发送信号给10、信号接收天线，11、智能停井系统接收信号后断开电路，将12、抽油机停机。

附图1：抽油机悬绳器与光杆不同步监测与保护装置

图中：1、悬绳器，2、钢丝绳，3、光杆，4、传感器，5、光杆卡子，6、测距监控器，7、超声波探头，8、信号发送天线，9、电控柜，10、信号接收天线，11、智能停井系统，12、抽油机

4现场应用

制作装置时用测距开关代替了方案里的超声波方式，结构更简单，该装置的应用解决了现场存在的操作技术问题。

（1）解决了完全依靠员工巡检，无法及时发现并及时停井的问题。

该装置实现自动监测与保护功能，当发生悬绳器与光杆不同步、悬绳器与光杆卡子脱开时，监测装置自动监测并发出信号使抽油机停井，不再单纯依靠员工巡检和手动停井。

（2）解决了由此产生其它故障而增加员工工作量、生产成本和影响油井正常生产的问题。

该装置实现了悬绳器与光杆卡子脱开即自动停井，不会再出现持续撞击的现象，从而避免了载荷传感器损坏、光杆打弯、光杆撸、光杆断、钢丝绳打扭等其它故障的发生，由此减少或避免了更换传感器、更换光杆、更换悬绳器等工作，就可以采取有针对性的措施进行处理，恢复油井生产。

（3）该装置方便安装与拆卸，有旁通电路，保护停井后可以人工自行启动判断硬卡或软卡故障，不影响采取其它措施。

5使用方法

该装置由检测设备、控制设备与安装支架组成，检测设备通过支架安装在光杆与悬绳器上，控制设备安装在电控柜中，测距采用距离开关，当悬绳器与光杆卡子脱开距离达到10mm，由无线传输模块将停机信号发送给控制设备，使抽油机停止运转。

附图2：现场实物图