某公司對抽油機進行了改造，取消了抽油機的減速箱和皮帶傳動機構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。因此，改造后抽油機運行過程中各部位的應(yīng)力及振動情況必然發(fā)生改變，可能會給抽油機的安全運行帶來隱患。本次試驗主要是對改造后的抽油機進行應(yīng)力測試和振動測試。分別對8型抽油機和10型抽油機改造前后的游梁、支架、連桿的應(yīng)變及懸點振動情況進行測試對比分析。

測試儀器的選擇

由于應(yīng)力與振動測試具有精度高、時間短等特征，測試儀器選擇聚航科技生產(chǎn)的JHDY動態(tài)應(yīng)變儀。模塊化設(shè)計，多通道測量，軟件式操作，測量數(shù)據(jù)實時顯示，可自動生成報告。測量傳感器分別采用90°應(yīng)變傳感器和加速度傳感器進行測量。

測試點的選擇

根據(jù)抽油機的應(yīng)力分布特點和其改造前后的振動情況，初步確定了對抽油機的游梁、連桿、支架進行應(yīng)力測試，對“驢頭”懸點進行振動測試。

依據(jù)抽油機游梁在外載荷作用下的受力變形情況，分別在游梁側(cè)面和上表面布置測點，測量軸向和橫向的應(yīng)力?？紤]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，因此在這兩個位置布置測量截面與測點（測點1、測點2、測點3）。

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

根據(jù)支架的受力變形特點，支架底端受力變形較大。同時，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點（測點6、測點7），測量其軸向和橫向的應(yīng)力。

為了對比分析抽油機改造前后“驢頭”懸點的振動變化情況，在“驢頭”懸點位置（測點8）處布置加速度傳感器，測量其軸向振動。

8型抽油機改造前后應(yīng)力及振動數(shù)據(jù)分析

使用8型抽油機的A#、B#、C#進行實驗，測點位置為抽油機的游梁、連桿和支架。

應(yīng)力測試分析

8型抽油機改造前后每個測點均測20個周期，選取其中5個周期，通過計算平均值得到A#、B#、C#每個測點的最大應(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，對比抽油機7個測點，改造后應(yīng)力數(shù)值均大于改造前。通過數(shù)據(jù)計算分析，改造后3口井的游梁、連桿和支架均滿足強度要求，改造前后各部件應(yīng)力變化趨勢基本相同。

振動測試分析

8型抽油機改造前后每個測點均測20個周期，選取其中的5個周期，通過計算平均值得到A#、B#、C#振幅平均值。如表2所示，改造后3口井懸點振動的峰值平均值、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型抽油機改造前后應(yīng)力及振動分析

使用10型抽油機的D#、E#、F#進行試驗，測點位置為抽油機的游梁、連桿和支架。

應(yīng)力測試分析

10型抽油機改造前后每個測點均測20個周期，選取其中的5個周期，通過計算平均值得到D#、E#、F#每個測點的最大應(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，對比抽油機7個測點，改造后應(yīng)力數(shù)值變化幅度不大。通過數(shù)據(jù)計算分析，改造后3口井的游梁、連桿和支架均滿足強度要求，改造前后各部件應(yīng)力變化趨勢基本相同。

振動測試分析

10型抽油機改造前后每個測點均測20個周期，選取其中的5個周期，通過計算平均值得到D#、E#、F#平均振幅，如表4所示，改造后3口井懸點振動峰值平均值、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.抽油機改造后懸點振動平均振幅降低，運行更加平穩(wěn)。

2.各測點應(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)，改造后不會影響抽油機的安全運行。