新型盘根盒压帽固定器的研制和应用
【摘要】游梁式抽油机在日常生产中，更换抽油机井光杆密封器盘根是采油工管理的日常工作，盘根磨损要及时更换，否则，就会井口漏油造成环境污染。而在盘根更换过程中，固定盘根盒压帽的平均时间长达1.3.4分钟。造成了更换盘根整个过程停井时间过长，严重影响了采油时率。新型O型盘根压帽固定器的成功研制有效避免了此类问题，现场应用取得良好效果，具有一定推广价值。
【关键词】光杆密封器;采油时率;新型盘根盒压帽固定器
0 前言
目前，正常井更换盘根一年为8次，非正常井更换盘根十分频繁，每月多达4次。更换盘根固定盘根盒压帽的方法有两种：一是用绳子和铁丝固定;二是用管钳固定。由于孤岛采油厂垦西501站由于油井散布点多面广，用管钳固定存在一定的安全隐患、携带运输不便而应用面较窄。当前仍使用绳子和铁丝固定，其固定方式是，将压帽及格兰卸掉，用绳子或铁丝绑在悬绳器上，固定盘根盒压帽时，必须将驴头停在接近下死点位置，以保证有足够的距离将压帽固定在悬绳器上，需要开停机数次。整个过程停井时间较长，至少需要两人配合操作。为降低工人劳动强度，提高采油时率，孤岛采油厂研制了新型盘根盒压帽固定器，现场使用后得到了明显的效果。
1. 新型盘根盒压帽固定器的设计原理与加工
1.1 设计原理
新型盘根盒压帽固定器，作用是减少抽油机盘根压帽固定的时间。适用于杆径不同的光杆进行操作可以简单、安全可靠，快速的使用。结构由方形卡槽体、方形本体、螺旋式锁紧孔、螺旋式锁紧杆、圆柱形手柄等组成。(如图1所示)
原理：更换盘根时，将盘根盒压帽卸掉后，举升到一定高度，将方形本体嵌入光杆，将方形卡槽方向朝下，卡在方形本体开口处，然后通过手柄旋紧螺旋式锁紧装置。盘根盒压帽及格兰放在螺旋式锁紧装置上，达到代替管钳或铁丝固定盘根盒压帽的目的。
1.2 设计加工
1.2.1 手柄
根据人因工程设计，成人手掌和掌握宽平均为87mm，适应范围：40-70mm(数据来源：《中国机械设计大典》第3章)。将其外径加工为15mm(周长为47.1mm)。长度为60mm的碳钢为圆柱形手柄。
1.2.2 卡槽体
盘根盒压帽固定器的效果如何，关键在于卡槽。采用强度、韧度较高的A3钢作为槽体材质。为了保证安装速度快，采用了卡内式制作了卡槽，长度5厘米。保证了使用时的安全性，提高了安装速度。
1.2.3 本体
为保证能够安装在不同直径的光杆上，以常用1.1寸光杆外径为尺寸，将方形本体的内空间制作成为1.5寸。为了外体的轻便、坚固，将它的厚度加工成15mm。外形尺寸为8厘米，卡扣宽度为32厘米。整套装置重量0.1千克，外体空间与光杆配套组合效果良好，轻便灵活。
1.2.4 螺旋式锁紧装置
锁紧杆加工成长度为6厘米，直径为5毫米的柱状外丝扣;在本体背面开直径为5毫米的孔，并加工成内丝扣。组合后，将盘根盒压帽锁紧装置进行了安全验证。
根据《机械设计手册》，由资料中查的旋转扭矩为[σt] =8千克=8X9.8=78.4(N/cm²)。
已知：盘根盒压帽整体重量为1.5千克X9.8N=14.7N。
F=78.4 N/cm²，L=6cm，&=5mm=0.5cm
所以 σ‘=F/(Lx&)=78.4/(6X0.5)=26.1(N/cm²)
又因为σ‘=26.1(N/cm²)<[σt]=14.7(N/cm²)
所以设计是符合安全工作要求的
螺旋锁紧装置方便快捷、灵活好用。
2. 新型盘根盒压帽固定器的现场应用
2.1 现场试验
新型盘根压帽固定器所有部件制作完成，组装后，6月12日，用新型盘根压帽固定器对我站KXK71-3井的游梁式抽油机井观察使用效果。
2.2 效果检查
自制盘根盒压帽固定器制作完成以后，2014年9月，加工了5套在注采501站推广使用，取得了良好的效果，使用新型固定盘根盒压帽器，无须将驴头停在接近下死点位置，用绳子或铁丝将压帽固定在悬绳器上，平均耗时缩短至3.4分钟。
2.3 经济效益
(1) 成本：O型盘根压帽固定器单个加工成本每套160元，全站加工制作了5套(每个班组一套)推广使用5X160=800元=0.08万元。
(2) 直接经济效益：游梁式抽油机使用O型盘根压帽的油井32口，每口井一年更换盘根次数为8次，每次减少停井时间为13.4-3.4=10min。全站减少停井时间为32x8x10=2560分钟=42.7小时。全站每口井平均日产4.1吨，吨价位3000元。总计：42.7/24x4.1x3000=21884元=21.9万元。
经济效益总计：21.9-0.08=2.11万元
3. 结论
新型盘根盒压帽固定器广泛应用于采油设备井口O型盘根盒压帽的固定，与传统的固定方式相比，使用和安装更加灵活、方便。设计更专业，运行更可靠。同时减少更换盘根的时间，消除安全隐患，提高了采油时率，降低了工人劳动强度，为增产增效奠定了基础，为油田节约了大量的材料成本，提高了工作效率和安全性，带来了可观的经济效益。
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