1. Produktionshintergrund
Für das Schweröl im Xiaowa-Ölfeld wird eine spezielle Förderanlage eingesetzt. Um den Förderimpuls nach oben zu erhöhen, muss der Aufhängepunkt des Förderkopfes die Förderstange anheben. Während die Saugmaschine in die Fördersäule absinkt, darf die Flüssigkeitssäule während des Fördervorgangs nicht aufsteigen, da sich dadurch die Bedingungen am Förderkopf ändern. Beim Abwärtshub wirkt die Lokomotive aufgrund ihres Eigengewichts auf den Förderprozess ein und beeinflusst so das Gleichgewicht. Die manuelle Bedienung des Fördersystems kann diese Unwucht nicht ausgleichen.
2. Gefahren einer unausgewogenen Pumpeneinheit
Wenn dieRadgewichteWenn das Gleichgewicht gestört ist, birgt dies folgende Gefahren:
(1) Verringerung der Effizienz und Lebensdauer des Motors. Aufgrund der ungleichmäßigen Last trägt der Elektromotor beim Aufwärtshub eine hohe Last, und die Pumpeneinheit läuft beim Abwärtshub mit dem Elektromotor mit, was zu Energieverschwendung führt und die Effizienz und Lebensdauer des Elektromotors verringert.
(2) Verkürzung der Lebensdauer der Pumpeneinheit. Aufgrund der ungleichmäßigen Belastung schwankt die Last während einer Kurbelwellenumdrehung sprunghaft, was zu starken Vibrationen der Pumpeneinheit und damit zu einer verkürzten Lebensdauer führt.
(3) Beeinträchtigung des normalen Betriebs der Pumpeneinheit und der Pumpe. Aufgrund der ungleichmäßigen Last wird die Gleichmäßigkeit der Kurbelwellendrehzahl gestört, sodass der Pumpenkopf nicht mehr gleichmäßig auf und ab schwingt, was den normalen Betrieb der Pumpeneinheit und der Pumpe beeinträchtigt.
Aus diesem Grund ist die Justierung und der Ausgleich der Pumpeneinheiten aufgrund der durch deren Unwucht verursachten Probleme zu einer immer häufigeren Aufgabe im täglichen Produktionsbetrieb von Ölförderanlagen geworden. Jede Ölquelle muss ein- bis zweimal jährlich justiert und ausgeglichen werden. Statistiken zufolge lag die durchschnittliche Anzahl der Justierungen und Ausgleichsvorgänge im Fördergebiet im Jahr 2015 bei 15 bis 20 pro Monat. Die derzeitige Vorgehensweise erfordert lange Stillstandszeiten, was insbesondere bei Schwerölquellen erhebliche Auswirkungen hat und leicht zu Flüssigkeitsverlusten, Ausfluss, Blockierungen usw. führen kann. Daher ist die Entwicklung eines Geräts, das die Zeit für den Ausgleich der Pumpeneinheiten verkürzt, dringend erforderlich.
3. Lösung
Aktuell wird das Gegengewicht der Pumpeneinheit justiert, indem die Kurbel mithilfe der Bremse in die horizontale Position gebracht und das Gegengewicht anschließend mit einem Werkzeug in die gewünschte Position bewegt wird (Abbildung 1). Die horizontale Position der Kurbel wird gewählt, da die vertikale Ausrichtung des Gegengewichts ausschließlich durch dessen Eigengewicht und die Stützkraft der Kurbel beeinflusst wird. In horizontaler Richtung wirkt keine Kraft, das Gegengewicht befindet sich also im Ruhezustand. In diesem Fall wird eine äußere Kraft eingesetzt, um den Ausgleichsblock in die gewünschte Position zu drücken, was den geringsten Arbeitsaufwand ermöglicht.
Unter Berücksichtigung der Kurbelwellenposition der Pumpeneinheit können zur Einstellung der Betriebsposition des Gegengewichts nur die horizontale und die seitliche Position gewählt werden. Nach einem Vergleich (Tabelle 2) wurde die horizontale Position als Betriebsposition festgelegt. Nachdem die Kurbelwellenebene als Befestigungspunkt bestimmt wurde, wurde die Befestigungsmethode analysiert. Aus den am Markt erhältlichen Befestigungsmethoden und den Gegebenheiten der Kurbelwellenposition ergab sich, dass für die Befestigung des beweglichen Teils nur eine Gewinde- oder eine Klemmverbindung infrage kommt. Nach eingehender Untersuchung und Diskussion wurden die Vor- und Nachteile der Befestigungsmethoden verglichen und analysiert (Tabelle 4). Nach Abschluss des Vergleichs und der Analyse der verschiedenen Möglichkeiten wurde die Gewindeverbindung als endgültige Befestigungsmethode gewählt. Nachdem die Betriebsposition des beweglichen Teils als horizontale Position und die Kurbelwellenebene als Befestigungspunkt festgelegt wurden, muss die Kontaktfläche zwischen dem beweglichen Teil und dem Gegengewicht bestimmt werden. Aufgrund der Eigenschaften des Ausgleichsblocks selbst ist die Seite des Ausgleichsblocks die Kontaktfläche, und das Mobilgerät kann nur im Punkt-zu-Oberfläche- oder Oberflächen-zu-Oberfläche-Kontakt stehen.
4. Integration der Komponenten
Die Komponenten des Mobilgeräts und ihre Integrationseffekte sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
DerKlebegewichteDie wiederholte Auf- und Abwärtsbewegung wird in eine Drehung des Getriebes gegen den Uhrzeigersinn umgewandelt. Die Arretierungsstifte der Haupt- und Hilfszahnung treiben den Zahnriemen an und dehnen ihn aus, um so den Effekt des „Ausdehnens und Spannens“ zu erzielen (Abbildung 3). Im September 2016 wurde ein Versuch zur Justierung des Ausgleichsblocks an den Bohrungen 2115C und 2419 der Wa-Shiba-Station durchgeführt. Der Installationstest zur Justierung der Ausgleichsblockposition in diesen beiden Bohrungen dauerte 2 bzw. 2,5 Minuten (Tabelle 9).
Die Installationsergebnisse der beiden Bohrungen (Abb. 4) zeigen, dass das Gerät die Produktionsanforderungen vor Ort vollumfänglich erfüllt. Die Justierung und der Ausgleich erfolgen flexibel und schnell, was Zeit und Aufwand spart. Im Produktionsmanagement ist es wichtig, die Pumpeneinheit aufgrund der stark schwankenden Produktionsparameter der Schwerölquelle entsprechend den Last- und Stromänderungen zeitnah anzupassen und auszubalancieren. Die Installation des Geräts erleichtert zudem die Bedienung und reduziert die Arbeitsbelastung. Das mobile Gerät zum Ausgleichen von Ölpumpeneinheiten ist sicher und zuverlässig, einfach zu bedienen, kompakt, leicht und somit einfach zu transportieren. Es bietet ein breites Anwendungsspektrum und zeichnet sich durch niedrige Herstellungskosten aus.
Nach erfolgreichem Testlauf führte das Team die Maßnahmen zur Förderung und Anwendung im achten Ölförderteam durch. Von September bis Oktober 2016 wurde die Ausgleichsmaßnahme in fünf Bohrungen durchgeführt, die durchschnittlich 21,5 Minuten dauerte und den erwarteten und optimalen Effekt erzielte.
5. Schlussfolgerung
(1) Das Gerät verringert die Arbeitsintensität der Mitarbeiter und verbessert den Sicherheitsfaktor beim Betrieb des Bohrlochkopfes.
(2) Die Instandhaltung der Pumpeneinheit muss verstärkt werden, um versteckte Gefahren frühzeitig zu erkennen und Störungen rechtzeitig zu beseitigen, damit die Pumpeneinheit unter optimalen Betriebsbedingungen arbeiten kann.
(3) Das Gerät zeichnet sich durch eine vernünftige Konstruktion, einfache Herstellung, zuverlässigen Betrieb, bequeme Bedienung vor Ort, geringe Investitionskosten und hohe Sicherheit aus und verdient daher eine kontinuierliche Förderung und Anwendung.
Veröffentlichungsdatum: 13. Oktober 2022
