抽油机井皮带频繁断裂原因分析与治理对策

摘要：近年来随着油井开采深度的逐渐增加，皮带轮的磨损日益严重，导致油井开采过程中皮带轮的使用寿命逐渐缩短。这不仅造成了皮带使用成本的增加，还降低了油田的开采效率；如果皮带断裂发现不及时，容易出现油井物资收集不及时进而被盗等现象，给公司带来财物损失，给油井的生产管理带来阻碍；皮带的更换工作是有一定危险性的，因此更换频率过高不仅会加大工人的施工强度，也会给施工者埋下安全隐患。因此如何提升皮带的使用性能，确保皮带在工作过程中的使用寿命满足要求，进而提升油井的生产效率，对于油井开采有着重要意义。

关键词：抽油机；皮带断裂；原因分析；治理对策

1影响皮带断裂的要因

油井开采过程中，皮带主要用于抽油机的动力传递，常见的皮带故障有磨损、断裂以及胶合等，皮带的故障会导致皮带无法满足动力传递要求，抽油机无法正常工作，增加了工人的工作强度，给生产管理过程带来了阻碍。出去人为因素以及不可抗力等，皮带损坏主要是由于设备本身造成的，因此本文从设备的角度对皮带损坏的原因进行研究。

1.1载荷大井原因分析

载荷大的井平均最大载荷均高于全厂的平均值，说明最大载荷越高，皮带越容易磨断。

1.2皮带磨损原因分析

皮带磨损的井，目前在用的皮带产品均符合国家标准，但在使用过程中由于雨季、长期磨损等原因仍存在质量缺陷，不满足实际生产的需求。

1.3皮带轮磨损原因分析

皮带轮磨损的井，由于加工质量或者长期使用等原因，造成皮带轮磨损严重，导致皮带断裂，减少了开井时间，影响了产油量。采用提前排查、提前更换的方式，减少由于皮带轮损坏造成的开井时间减少的情况发生。

1.4皮带轮小原因分析

皮带轮小的井，由于皮带轮包角小，皮带与皮带轮接触面小，导致摩擦力小，造成皮带打滑磨断。对于此类井，安装变频器降低冲速同时换大皮带轮，增大皮带包角，合理匹配，延长皮带寿命。

2制定皮带井频繁断的措施

（1）治理原则谨遵“减小劳动强度，降低生产成本，加大经济效益”，制定针对性的单井措施，为保证有效及时的实施措施，需要处理皮带断的根源性问题，确定实实在在的治理皮带工作，保证治理井提升皮带的使用平均寿命。

（2）针对皮带磨损严重的井，应用凹槽型橡胶联组窄V带。其特点是，当雨水进入传动系统时，通过离心力把雨水从凹槽处快速甩出，防止或减少了凹槽型橡胶联组窄V带与带轮之间的打滑丢转，防止了传动带的烧焦损毁，传动效率增强。同时凹槽型橡胶联组窄V带的凹槽在传动过程中，空气流通加大，起到了防滑散热的效果，提高了传动带的使用寿命。

（3）针对皮带轮破损的井提前更换皮带轮，避免破损皮带轮长期与皮带摩擦，加速皮带的断裂。

（4）针对皮带轮小和部分未安装变频器的井，安装变频器同时换大皮带轮，增大皮带轮包角，增大皮带与皮带轮接触面积，使的摩擦力增大，减少皮带打滑磨断。

（5）做好各项管理工作，降低皮带损耗。一是强化热洗清防蜡管理，降低抽油机载荷；二是结合地面设备情况，实施参数优化设计；三是持续监测电流数据，及时调整平衡度，监测调整皮带轮四点一线状态，合理控制皮带松紧度，监测盘根松紧度，保持抽油杆和盘根盒较高的对中程度，使沉没度控制在一定范围内，保持供采平衡。

3.专项治理在皮带频繁断裂中的应用

3.1皮带轮破损专项治理

皮带轮破损后，在抽油机工作过程中皮带轮和皮带相接触，由于皮带轮破损导致皮带固定区域产生周期性摩擦发热，逐渐出现破损面并不断扩大，除此之外破损处本身的机械结构也发生改变，造成接触皮带的损坏。能够发现多处由于磨损造成的皮带碎屑，在实际施工过程中常常会因为皮带轮破损导致皮带的消耗速度显著提升。为了降低皮带轮破损的出现，应当定期对皮带轮进行检查，发现破损的皮带轮及时进行更换，针对不同型号的皮带轮绘制不同的加工图纸，选择适宜的加工方式。调冲次过程中，更换的新的电机轮相关参数必须要专业人员亲自测量并检验，检查过程中发现损坏的或者不符合参数要求的电机轮，应当由相关人员放入材料库进行保管，避免电机轮的损坏导致皮带的损坏。

3.2使用的皮带轮轮槽不合格

不同厂家生产的皮带轮，参数间存在一定的差异，如果选择了不适合的皮带轮，会导致皮带和带轮间的张力过大或过小，造成使用过程中出现磨损或打滑的现象，降低皮带的使用寿命和工作效率，如果皮带轮的凹槽超过规定深度，则带轮对皮带的作用力集中于二者的连接处，皮带由于应力集中导致磨损加快。皮带轮槽宽及锥度不合格的情况会造成带轮包角过大或过小，加速皮带磨损或者出现皮带打滑等情况，磨损造成接触区域温度过高，皮带烧坏，工作现场发现多处皮带烧焦现象。所以，使用适宜型号的皮带轮十分重要。

3.3四点未在同一条直线

通过确保减速箱皮带轮与电动机轮两轴心处于一条直线的方式，避免工作过程中皮带由于打滑等原因出现破损断裂等情况，提升皮带工作的安全性和可靠性。皮带和带轮间接触形式为面接触，因此工作状态下应力分布较为分散，但是两个力之间存在一个夹角，一旦两力共线，则合力出现大幅增加，产生应力集中现象，加速皮带损坏。为了避免此类现象发生，需要确保四点始终不处在同直线上。

3.4无法保证皮带的松紧度

抽油机工作过程中，皮带的过松或过紧都会导致扭矩无法正常传递，一旦皮带过松，则工作过程中皮带会出现丢圈的现象，降低工作效率；一旦皮带过紧，则工作过程中传递的扭矩过大，造成不必要的成本呢浪费，加速电机的损耗。因此为了保证皮带的松紧度适宜，需要安排专人定期进行皮带松紧度的检查，及时根据磨损情况进行电机顶丝的调整。

3.5调制参数不合理

电流平衡率的合格范围是85～100%一旦低于规定值，就需要增加抽油机的输出功率，进而导致油井负载增大，皮带在长期交变载荷的作用下，极易产生弹性破坏等现象，降低皮带使用寿命。为了避免此类问题的发生，通常将调整电流在适当范围内，采用用长冲程低冲次的方式，提升皮带使用寿命。

3.6天气因素对皮带的影响

天气因素对皮带的作用不可忽视，尤其是雨水天气，雨水堆积在带轮的凹槽中，摩擦系数降低导致皮带转动过程中极易出现打滑现象，造成某一部位持续不断和带轮产生摩擦，局部过热加速皮带磨损，为了避免此类情况的出现，大多数企业选用多联带结构的皮带。

3.7生产过程中交变载荷增大

工作过程中，油井产生的结蜡现象使得工作载荷逐渐增加，伴随电机的不断工作，油井产生交变载荷，因此如果不对结蜡现象进行处理，就会导致皮带工作载荷逐渐增大，降低皮带的使用寿命。因此需要通过单井热洗的方式，定期对结蜡现象进行处理，确保油井载荷不至超标。

3.8瞬时冲击载荷对皮带的影响

电机瞬时启动过程中，局部出现较大的冲击载荷，造成皮带张紧力大幅增加。为了解决这类问题，通常选用变频电机进行动力输入，变频电机能够实现软起动以及无级变速等功能，大幅提升皮带的使用寿命，保证皮带动力传递的稳定力。

4.结论

为了提升抽油机的工作效率，延长皮带的使用寿命，需要加大管理过程的力度，使得抽油机的效益能够充分发挥，针对当前皮带使用寿命较短，损耗较快的油井进行检查分析，探究出相应原因并采取对应的解决方案及时处理；通过抽油机井变频设备的使用以及皮带型号的选取等方式从设备的角度进行了优化。通过强化热洗清防蜡管理、实施参数优化设计、及时调整平衡度、合理控制皮带松紧度等管理措施，可以进一步延长皮带的使用寿命，降低抽油机井皮带的维护成本。皮带的生产管理不仅仅体现在经济效益的提升，更多的是降低了施工人员的工作强度，保证了施工过程的安全可靠，为油田可持续化生产起到了显著贡献。