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某公司對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行了改造，取消了抽油機(jī)的減速箱和皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。因此，改造后抽油機(jī)運(yùn)行過程中各部位的應(yīng)力及振動(dòng)情況必然發(fā)生改變，可能會(huì)給抽油機(jī)的安全運(yùn)行帶來隱患。本次試驗(yàn)主要是對(duì)改造后的抽油機(jī)進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試和振動(dòng)測(cè)試。分別對(duì)8型抽油機(jī)和10型抽油機(jī)改造前后的游梁、支架、連桿的應(yīng)變及懸點(diǎn)振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)試對(duì)比分析。

測(cè)試儀器的選擇

由于應(yīng)力與振動(dòng)測(cè)試具有精度高、時(shí)間短等特征，測(cè)試儀器選擇聚航科技生產(chǎn)的JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。模塊化設(shè)計(jì)，多通道測(cè)量，軟件式操作，測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，可自動(dòng)生成報(bào)告。測(cè)量傳感器分別采用90°應(yīng)變傳感器和加速度傳感器進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)試點(diǎn)的選擇

根據(jù)抽油機(jī)的應(yīng)力分布特點(diǎn)和其改造前后的振動(dòng)情況，初步確定了對(duì)抽油機(jī)的游梁、連桿、支架進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，對(duì)“驢頭"懸點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試。

依據(jù)抽油機(jī)游梁在外載荷作用下的受力變形情況，分別在游梁側(cè)面和上表面布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)量軸向和橫向的應(yīng)力。考慮到支架與其連接位置截面受力變形與靠近橫梁位置處受力變形較大，因此在這兩個(gè)位置布置測(cè)量截面與測(cè)點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)3）。

在選擇連桿測(cè)點(diǎn)位置時(shí)，考慮到連桿受力變形的一致性，選擇連桿中部一個(gè)截面作為測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其軸向和橫向的應(yīng)力。為了對(duì)比整個(gè)抽油機(jī)連桿兩側(cè)受力變形的一致性，分別在連桿的兩側(cè)布置了測(cè)點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)4、測(cè)點(diǎn)5）。

根據(jù)支架的受力變形特點(diǎn)，支架底端受力變形較大。同時(shí)，考慮到前后支架受力變形不一致的影響，分別在其左前和右后支腿處布置了測(cè)點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)6、測(cè)點(diǎn)7），測(cè)量其軸向和橫向的應(yīng)力。

為了對(duì)比分析抽油機(jī)改造前后“驢頭"懸點(diǎn)的振動(dòng)變化情況，在“驢頭"懸點(diǎn)位置（測(cè)點(diǎn)8）處布置加速度傳感器，測(cè)量其軸向振動(dòng)。

8型抽油機(jī)改造前后應(yīng)力及振動(dòng)數(shù)據(jù)分析

使用8型抽油機(jī)的A#、B#、C#進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)點(diǎn)位置為抽油機(jī)的游梁、連桿和支架。

應(yīng)力測(cè)試分析

8型抽油機(jī)改造前后每個(gè)測(cè)點(diǎn)均測(cè)20個(gè)周期，選取其中5個(gè)周期，通過計(jì)算平均值得到A#、B#、C#每個(gè)測(cè)點(diǎn)的*大應(yīng)力平均值，最小應(yīng)力平均值和應(yīng)力峰-峰值。從表1可以看出，對(duì)比抽油機(jī)7個(gè)測(cè)點(diǎn)，改造后應(yīng)力數(shù)值均大于改造前。通過數(shù)據(jù)計(jì)算分析，改造后3

口井的游梁、連桿和支架均滿足強(qiáng)度要求，改造前后各部件應(yīng)力變化趨勢(shì)基本相同。

振動(dòng)測(cè)試分析

8型抽油機(jī)改造前后每個(gè)測(cè)點(diǎn)均測(cè)20個(gè)周期，選取其中的5個(gè)周期，通過計(jì)算平均值得到A#、B#、C#振幅平均值。如表2所示，改造后3口井懸點(diǎn)振動(dòng)的峰值平均值、谷值平均值，平均幅值均小于改造前的數(shù)據(jù)，其中，A#改造前后平均幅值降低率為69%，B#改造前后平均幅值降低率為94%，C#改造前后平均幅值降低率為92%。

10型抽油機(jī)改造前后應(yīng)力及振動(dòng)分析

使用10型抽油機(jī)的D#、E#、F#進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)點(diǎn)位置為抽油機(jī)的游梁、連桿和支架。

應(yīng)力測(cè)試分析

10型抽油機(jī)改造前后每個(gè)測(cè)點(diǎn)均測(cè)20個(gè)周期，選取其中的5個(gè)周期，通過計(jì)算平均值得到D#、E#、F#每個(gè)測(cè)點(diǎn)的*大應(yīng)力平均值，最小應(yīng)力平均值和應(yīng)力峰峰值。從表3的數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比抽油機(jī)7個(gè)測(cè)點(diǎn)，改造后應(yīng)力數(shù)值變化幅度不大。通過數(shù)據(jù)計(jì)算分析，改造后3口井的游梁、連桿和支架均滿足強(qiáng)度要求，改造前后各部件應(yīng)力變化趨勢(shì)基本相同。

振動(dòng)測(cè)試分析

10型抽油機(jī)改造前后每個(gè)測(cè)點(diǎn)均測(cè)20個(gè)周期，選取其中的5個(gè)周期，通過計(jì)算平均值得到D#、E#、F#平均振幅，如表4所示，改造后3口井懸點(diǎn)振動(dòng)峰值平均值、谷值平均值、平均幅值均小于改造前的數(shù)據(jù)，其中，D#改造前后平均幅值降低率為34%，E#改造前后平均幅值降低率為58%，F(xiàn)#改造前后平均幅值降低率為40%。

總結(jié)

1.抽油機(jī)改造后懸點(diǎn)振動(dòng)平均振幅降低，運(yùn)行更加平穩(wěn)。

2.各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力均有不同程度的變化，但應(yīng)力值均在安全范圍之內(nèi)，改造后不會(huì)影響抽油機(jī)的安全運(yùn)行。