皮带式抽油机提杆防撞装置的研制及应用

一、概要

1、背景

当前在石油开采过程中存在着许多影响开采效率的因素，一般采油厂采用的是皮带滚筒式抽油机，因为抽油机的结构原理，造成注汽前提杆、对冲开抽时，受抽油机塔顶护罩限制，光杆无法穿过，必须使用吊车；

2、存在问题

2.1 使用吊车提光杆，现场需要吊车撑支腿、垫支腿等操作，操作时间60-70 分钟，时间长；

2.2 使用吊车提光杆、对冲开抽，现场设置警戒，同时需要在吊臂下操作，存在一定的安全风险；

2.3 放喷转抽时间不固定，白天随时可以协调吊车，但油井对冲开抽经常在夜间进行，存在吊车不能及时赶到的情况，耽误放喷井及时转抽，影响生产时率，影响油井产量；

2.4 放喷井转抽不及时，易造成油井出砂进而砂卡。

二、防撞装置的研制

1、目标：解决当下存在的问题，根据现场实际情况，在不改变皮带式抽油机结构的前提下，如何不使用吊车提杆、对防冲距，缩短操作时间，如何在光杆顶端设计出防撞装置，在皮带式抽油机上行到顶端时，利用防撞装置，将光杆弹出，使光杆躲开皮带式抽油机塔顶，顺利上行至皮带机防护罩上方，进而将活塞提出工作筒实现正常注汽、对冲开抽，是我们解决问题的目标。

2、设计加工防撞装置

2.1 设计原理

将光杆防撞装置安装在光杆顶端，利用导向管引导光杆发生偏移，从抽油机顶部防护罩外穿出，由于光杆发生弹性变形距离长，方卡罩采用锥形光杆，上行时方卡子不会碰撞顶部护罩，有效的保护设备的安全性。

2.2 结构组成

利用导向管引导光杆发生偏移，光杆发生弹性变形距离大，方卡罩采用锥形光杆上行时方卡子不碰撞顶部护罩。

防撞装置主要由光杆卡座、锤体、直管段、导向管组成。

光杆卡座能够在碰撞时有效吸收冲击力。导向管，引导光杆发生偏移。此外，该装置还设计有易于安装和拆卸的结构，方便维护和更换。

2.3 适用性

导向管和方卡罩同时作用，防撞装置不会卡在顶部护罩边缘，更适皮带抽油机提杆。

2.4 注汽同步

在注汽作业中，装置能够与注汽设备同步工作，确保在注汽过程中抽油杆的稳定运行，避免因温度和压力变化导致的设备故障或安全事故。

2.5 材料选择

导向管、光杆卡座等关键部件采用高强度、耐磨损、耐腐蚀

的材料制成，确保装置在恶劣工况下仍能保持良好的防撞性能。

2.6 安全性：专业机构人员评判，用于油田开采中，确保油井的正常生产和操作人员的安全。

2.7 技术性：将光杆防撞装置安装在光杆顶端，利用导向管引导光杆从抽油机顶部防护罩外穿出，光杆发生弹性变形的距离长，技术不存在问题，原理可行。

2.8 经济性：单套费用约 0.3 万元。其中：加工费 0.2 万元，材料费用 0.1 万元。

2.9 其它效益：降低了提杆、对防冲距使用吊车操作的安全风险；随时可以提杆、对防冲距，提高了工作效率，缩短了操作时间，降低了职工劳动强度；

三、现场应用

1、安装调试

将防撞装置按照设计要求安装在皮带抽油机的提杆上，并进行调试。确保装置与提杆紧密连接，且能够灵活应对各种碰撞情况。这种设计在有效保护抽油机井的正常运行的同时，降低操作人员的劳动强度，提高油井的生产时率。

2、现场应用

在油田现场应用中，防撞装置表现出良好的防撞效果。当提杆与设备其他部分发生碰撞时，防撞头能够迅速吸收并分散碰撞能量，有效保护提杆和设备免受损坏。同时，缓冲垫的进一步增加了防撞效果，提高了装置的整体性能。

在楼 T302 井，实现抽油机提杆注汽，省时省力，达到预期效果，节省了时间，达到目标要求，实现不用吊车提杆注汽。

效果评估

截至 2024 年底，皮带抽油机光杆防撞装置共在现场试验应用 10井次，具体使用情况如下表所示。

通过对比应用防撞装置前后的设备损坏情况和开采效率，我们发现防撞装置的应用显著降低了设备损坏率，提高了开采效率。同时，防撞装置的安装和维护成本相对较低，具有较高的经济效益。在油田开采过程中，将该防撞装置应用于皮带抽油机提杆上，取得了显著的效果。一方面，该装置有效防止了皮带抽油机提杆与其他部件的碰撞，减少了设备损坏和停产的发生；另一方面，该装置提高了油田开采效率和安全性，为油田的可持续发展提供了有力保障。

四、结论

综上所述，皮带抽油机提杆注汽防撞装置能够显著提高石油开采的效率和安全性。平稳的提升和下降动作减少了设备的非生产时间，提高了抽油效率。在油田开采领域具有广泛的应用前景，能够为石油公司带来显著的经济效益和安全效益.

在油田开采过程中，将该防撞装置应用于皮带抽油机提杆上，不使用吊车的情况下，利用抽油机完成提杆、对防冲距开抽，缩短了操作时间；

使用该装置后，不再使用吊车提光杆、对冲开抽，降低了操作时的安全风险；

油井放喷转抽实现了无缝衔接，提高了油井生产时率，减少了油 井砂卡次数，提高了油井产量。

该装置有效防止了皮带抽油机提杆时与其它部件的碰撞，减少了设备的损坏和停产的发生，提高了油井开采效率。

鉴于该防撞装置在油田开采中的显著效果，其推广前景广阔。未来，我们将继续优化装置结构，提高性能，皮带抽油机提杆注汽防撞装置确保了作业人员和设备的安全。以满足更多油田的开采需求

参考文献

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