延长抽油机皮带寿

延长抽油机皮带使用寿命小组名称：机采QC小组发 表 人：齐林海单位名称：海拉尔石油勘探开发指挥部时 间：2012年9月延长抽油机皮带使用寿命一、 前言乌东作业区现有抽油机井135口，全部采油游梁式抽油机采油。皮带是游梁式抽油机的重要组成部分之一，它与齿轮减速器一起构成抽油机的减速传动装置，以实现从电动机到曲柄轴的动力传递和减速。2011年，乌东作业区抽油机井共消耗皮带799条，平均单井消耗6条，每条皮带的平均寿命为61天。皮带频繁断脱，不仅影响油井的正常生产时率、增加工人的劳动量，而且造成采油成本的增加，降低了油田开发的整体效益。二、 小组概况表1 QC小组概况小组名称机采QC小组成立时间2012年2月10日课题名称延长抽油机皮带使用寿命小组类型现场型组长齐林海注册日期2012-2-10小组成员9人注册编号活动日期2012年2月-2012年8月QC教育时间30小时活动次数2-3次/月，共13次组员学历大学平均年龄27岁表2 QC小组成员简介序号姓名年龄学历职务小组职务小组分工1齐林海28硕士助理工程师组长组长，组织协调2XXX26本科助理工程师组员组员，QC方案策划 3XXX27本科助理工程师组员现场调查，数据统计4XXX31本科助理工程师 组员方案实施，技术培训5XXX26本科助理工程师组员资料分析，质量检查6XXX27本科助理工程师组员数据统计，现场实施7XXX26本科助理工程师组员数据统计，现场实施8XXX26本科助理工程师组员方案实施9XXX 25本科助理工程师 组员方案实施三、课题选择2011年，乌东作业区135口抽油机井共消耗皮带799捆，平均单井消耗6捆，每根皮带的平均寿命为61天。同时更换皮带时需要停井，按皮带断井停-发现-取皮带-换皮带-启抽用时2小时计算，因停井造成原油减产0.08吨，经济损失25.6万元（按4000元/吨），夜间皮带断，不能及时发现，产量影响更大。频繁更换皮带，不仅造成材料损失，更严重影响了油井生产时率，造成采油成本的增加，降低了油田开发的整体效益。图1 课题选择理由 降 低 生 产 能 耗，控 制 生 产 成 本2011年乌东作业区更换皮带799条，皮带平均使用寿命为61天，降低生产时率0.2%，增加生产成本8-10万元 公司要求 生 产 现 状 提高抽油机皮带使用寿命选 定 课 题经小组成员共同商讨，确定提高抽油机皮带使用寿命为该QC小组2012年的活动课题。 四、 现状调查：从2010年以来，乌东作业区皮带平均使用寿命一般在60天，与大庆老区皮带寿命120天相比，2011年皮带成本增加7.8万元，又在劳动强度上加大了工人的工作量，既费时又费力。同时因更换皮带，油井生产时率降低了0.2%，产时间的减少而影响到采油井的正常生产，降低了油田开发的整体效益。从2010年至2011年更换皮带调查情况如下：表3 乌东作业区2010年-2011年皮带更换情况表年份井数更换次数使用寿命/d平均值/d201010966360 61201113579961我们对2011年影响皮带使用寿命的原因进行了调查。由上面记录和调查情况，作出汇总表：表4 乌东作业区2011年皮带更换原因统计表项目皮带损伤频数/条累计/条百分率/%累计百分率/%皮带松紧度不合理35035043.8 43.8 四点不一线20055025.0 68.8 抽油机不平衡12067015.0 83.8 启动载荷过大557256.9 90.6 抽油机负荷大407655.0 95.6 气候影响207852.5 98.1 材质影响97941.3 99.4 结蜡37970.4 99.8 生产变化引起负荷不均27990.3 100合计799799100100由调查表得出排列图：图2乌东作业区2011年更换皮带原因分类排列表计分/由排列图可以看出，皮带松紧不合理、四点不一线、抽油机不平衡是造成皮带不正常磨损从而使皮带寿命偏低的主要原因。图3 抽油机皮带 图4 抽油机皮带传送装置 五、 设定目标通过一系列调整措施是抽油机皮带寿命由61天延长到80天。80天图5 本次QC活动目标确定皮带使用寿命(天)目标值活动前19天天61天本小组于2012年2月5日召开小组会议，对抽油机皮带寿短的相关原因，从人、机、料、法、环等五个方面运用关联图法，通过关联图深入分析，共找出13个影响因素。图6 抽油机皮带使用寿命因果图皮带使用寿命短人员设备环境巡检不及时抽油机不平衡材质不合格油井结蜡冬季气温低风大，皮带颤动雨、雪，皮带打滑或托轮破损偷工减料或托轮破损操作技能不足抽油机运转负荷大皮带松紧度不合理材料抽油机启动载荷大方法四点不一线生产变化引起负荷不均六、要因确定从因果分析图可以看出，5大项分析到末梢原因有13个影响因素，我们对末梢原因逐条进行确认，找出造成皮带寿命短的主要因素。验证一： 员工操作技能不足确认方式：调查分析调查人：XXX 调查日期：2012年2月12日 调查结果：要因乌东作业区采油队外包后，人员流动大，熟练掌握操作技能的老员工数量逐渐减少，新员工工作不到几个月后因各种原因离开，导致培养熟练工人困难。他们对机械原理和注意事项不太清楚，安装不规范。表5 乌东作业区2009年-2012年新、老员工人数统计表年份总人数老员工新员工新员工比例%200950203060 20104540511 201142152764 2012年3月4273583 验证二：巡检不及时调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月10日2012年2月12日调查结果：非要因对采油队不定期、不定井进行抽查35次，发现33次采油工能及时巡检，巡检率94.3%，采油队能及时巡检，非要因。验证三：皮带松紧度不合理调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月13日-2月20日调查结果：要因过紧皮带容易拉裂、过松皮带容易打滑，损伤皮带。调查发现，2012年2月皮带松紧度不合理的有55口井，占总井数的41%。表6 2012年2月乌东作业区皮带松紧情况统计表松紧情况度井数比例%皮带过松3526皮带过紧2015皮带松紧正常8059合计135100图7 过紧裂开照片 图8 过松跳动图片 验证四： 四点不一线调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月13日-2月19日调查结果：要因在抽油机运转过程中，如果大小皮带轮不在同一条直线上，会因皮带轮的错位导致皮带扭曲而产生附加应力，增大皮带的疲劳磨损，此外，四点不一线有可能使皮带窜槽，加剧皮带疲劳磨损，从而降低皮带使用寿命。普查发现共有42口井四点不一线，占总井数的31.1%。表7 乌东作业区2012年3月四点一线情况统计表项目井数比例/%四点一线9369 四点不一线4231 合计135100 图11 电机皮带轮 图12 减速箱皮带轮 验证五： 冬季气温低 调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月13日-2月20日调查结果：不可控，非要因所在工区冬季寒冷而漫长，与夏季的温差很大。每年八月中下旬就进入霜冻期，最冷时夜间最低气温达零下四十多度，白天达零下三十度，冬季平均气温在零下13度以下。夏季气温高，昼夜温差大，冬季时间长，气温低，造成皮带寿命减少。 验证六： 雨、雪天影响调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月16日调查结果：非要因暴露在户外的皮带，在积水的润滑及吸热下，水时刻依附在皮带表面上，摩擦系数不断下降，因此摩擦力也不断下降，进而出现皮带打滑现象。2011年海拉尔全年降雨量只有351mm，降雨量少，且降雨多集中在6、7、8三个月，降雨量为 253mm，占全年降雨量的72%。6、7、8三个月的降雨天数也只有29天，降雨天数少，因此确定为非主因。表8 海拉尔1961-2011年平均月降雨统计表月份1月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10月11月12月降雨量 (毫米)2.82.64.211.822.959.8103.789.13510.34.34.5降雨日数0.80.71.42.94.38.710.89.662.31.41.12011年海拉尔降雨降分布饼状图 2011年海拉尔降雨天数分布饼状图14%86%28%72% 验证七： 材质不合格调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月13日调查结果：非要因购进的5L5V 5380 和5L5V7100皮带是庆新橡胶制品厂生产的产品，抗拉体采用优质聚酯纤维绳，所购皮带都有出厂合格证明，质量有保证，不存在质量问题。图13 皮带聚酯线绳 图14 皮带标识 验证八：启动载荷大调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月8日调查结果：非要因静止的抽油机在启动改变静止状态那一瞬间，电机的电流通常是正常运转时的4倍以上，动力载荷最大，皮带受到的摩擦力也大，皮带磨损大。调查发现，乌东作业区共有长抽井57口，时率在98%，基本不停井。间抽井78口，每天需要启抽一次，但停井恢复阶段减少了皮带摩擦，综合起来，启动抽油机时对皮带的影响可以忽略。验证九：抽油机不平衡 调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月10日-2月15日调查结果：要因在平衡率为100%时，电机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦阻力，平衡率越低，则需要电机提供的动力越大，与此同时皮带所承受的载荷也随之增大。所以，调节抽油机井平衡，不仅节约电能，减少震动，而且可以延长皮带等相关抽油设备的使用寿命。调查发现，乌东作业区不平衡井35口，占总井数的25.9%，属于主要因素。表9 乌东作业区抽油机井平衡情况统计表平衡率%100%井数51810210比例%3.713.375.67.4验证十： 油井结蜡调查方式：现场调查调查人：XXX 调查日期：2012年2月14日调查结果：非要因油井结蜡时，油管内壁结蜡阻力增大，造成动力载荷极其不均，因为与之相配的平衡块没有得到相应的调整。此时，皮带需要更大的摩擦力才能带动泵进行往复运动。有时甚至会负荷不够而打滑，严重磨损皮带，改变皮带表面的摩擦系数及影响皮带的使用寿命。乌东作业区每个月都根据电流、载荷变化制定10-15口井的洗井计划，因此，结蜡造成的影响可以忽略。表10 乌东作业区2011年洗井完成情况月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月洗井计划/口131511141512131610131214完成/口121511141512131611131214完成率/%92100100100100100100100110100100100验证十一：抽油机运转负荷大 调查方式：调查分析调查人：XXX 调查日期：2012年2月10日调查结果：非要因载荷大，皮带受到的摩擦力也较大，皮带磨损快。乌东作业区抽油机井平均泵深2261m，平均上载荷80KN，下载荷45KN，上、下电流平均为44.6A，41A。采油层位深，导致泵深较深，无法改变。表11 乌东作业区抽油机井平均状况平均泵深/m平均载荷/KN平均电流/A上下上下226180.144.944.641.0验证十二： 风大，皮带颤动调查方式：调查分析调查人：XXX 调查日期：2012年2月11日调查结果：非要因乌东作业区所在工区常年刮风，年平均风速在3m/s的时间在250天左右，尤其是春、冬天，风速更大。抽油机皮带在高速运转时，由于受到风吹动产生的附加力，皮带偏离轮槽正中位置，与轮槽壁产生额外附加摩擦力，受力不均匀，经常受力部位容易磨损。风的影响属于自然因素，不可控，归为非要因。 图16 皮带受风力影响 图17 皮带受风力影响示意图验证十三： 生产变化引起负荷不均调查方式：调查分析调查人：XXX 调查日期：2012年2月12日调查结果：非要因油井生产变化所引起的负荷不均主要表现在油井含水、液量、回压等情况的变化上。这些动态因素的变化都很有可能导致抽油机平衡失调，导致皮带所需提供的摩擦力增大。图 18 乌东作业区2011年生产运行图调查发现，2011年乌东作业区产液、产油、含水没有明显变化，因而由于生产变化引起的皮带易损坏、寿命短的现象不是主因。通过对影响抽油机皮带寿命的因素逐个调查分析，小组成员一致认为造成皮带易损坏、寿命短的主要因素依次是：（1） 操作人员技能不熟练（2） 皮带松紧度不合理（3） 四点不一线（4） 抽油机不平衡七、制定对策根据确认的3个主要因素制定出相应的对策。表12 要因对策表序号要因对策措施负责人完成地点完成时间1员工技能不熟练培训1、给员工讲解机械传动基本知识2、现场示范快速、正确更换皮带3、培训完考试，强化技能XXX 培训室、抽油机现场2012年3月12日2松紧度不合理调整至合理松紧度1、用手下按，按下1、2手指为合理的松紧度2、按照标准将皮带调整至合理的 松紧度XXXXXXXXX抽油机现场2012年4月27日3四点不一线调整至四点一线1、将四点不一线井调至四点一线2、建立一星期检查一次抽油机四点一线的制度XXXXXXXXX抽油机现场2012年4月30日4抽油机不平衡调整平衡1、排查不平衡井2、调整抽油机井不平衡3、加强巡回检查，对于因生产条 件变化而不平衡的井进行及时调整XXXXXXXXXXXX抽油机现场2012年4月30日八、对策实施：实施一：加强员工技能培训，提高员工业务素质1、编写抽油机皮带更换操作规程，并下发采油队；2、为采油队员工讲解抽油机机械传动知识，重点讲述了皮带传动知识和皮带的正确使用和维护 ；3、现场示范如何正确、快速更换皮带，并讲解了更换过程中需要注意的事项；4、培训完笔试和现场考试通过率达到90%，措施有效。图19 现场培训照片实施二：调整抽油机皮带松紧度1、用手下按，按下1、2手指为合理的松紧度2、按照标准将皮带调整至合理的松紧度3、例行巡检时，及时检查抽油机皮带松紧度实施三：调整抽油机四点一线 1、将四点不一线井调至四点一线2、建立一星期检查一次抽油机四点一线的制度图20 现场培训调整四点一线实施四：调整抽油机平衡1、根据抽油机井一个月连续电流变化情况，筛选出不平衡的井；2、提前计算出每口不平衡井需要调整平衡块的距离；3、在采油队大班配合下，将不平衡井平衡块调整到合理位置；4、加强巡回检查，对于因生产条件变化而不平衡的井进行及时调整。图21 员工现场调平衡 九、效果检查通过以上对策的实施，从2012年5月份至今，皮带消耗数量明显减少，已经超过使用我们制定的目标值80天，达到90天。有些皮带也早已过了更换周期，由于我们措施得当，维护保养得法，皮带现在的运行情况良好，证明我们的对策方法较合理，实现了目标值。图22 QC活动前后皮带平均使用寿命619080（1）经济效益从2012年5月初采取措施至2012年8月底，共消耗皮带136条，与去年同期消耗200条相比，减少64条。按每条皮带200元计算，节省1.28万元，有形效益显著，皮带寿命显著提高。乌东作业区2011年平均单井产量1.0t/d，如若按皮带断、井停-发现-取皮带-换皮带-启抽这一周期用时2小时计算，2012年一口井因皮带断需要更换皮带造成原油减产0.08吨。采取措施后，减少更换皮带次数64次，这样减少经济损失2.05万元（按4000元/吨）。两者合计节省1.28+2.05=3.33万元。（2）社会效益皮带寿命明显提高，更换次数折算成全年由2011年的799次/年降低为545次/年，提高了设备完好率，减少维修停机现象，提高了抽油机井生产时率。采取措施后，降低了更换次数，同时无论是在交通出勤或者人手操作次数上都能得到相应的减少，在一定程度上减少员工的工作量，提高生产效率。十一、巩固提高为了巩固本次活动的成果，我们将本次活动取得的经验纳入班组管理制度当中，具体内容如下：（1）用手下按，按下1、2手指为合格，或者用手翻皮带，能将背面翻上且松手后即恢复原状态为合格。新皮带用后3到7天需再调整松紧度；（2）例行巡检时发现皮带松紧度不合理和四点不一线时需及时调整；（3）巡井时要求至少带一条皮带和更换皮带的工具，遇到皮带断时能及时更换。（4）抽油机井平衡率保持在85%-100%，发生变化时及时调整。十二、总结及今后打算通过QC活动，对造成抽油机井皮带易损坏、寿命低的主要影响因素采取措施，不但解决了员工技能低、操作不熟练的问题，同时也产生了较大的经济效益，提高了生产率。也在此证明，通过QC活动形式，从产生问题的不合理性入手，进行深入调查研究，制定科学合理的措施，对降低成本，提高了生产效率是一个有效的途径。本次活动在有关技术人员的帮助下取得了一定成绩，皮带的使用寿命得到延长。虽然这次活动已实现了计划，但仍然存在一些问题，如启动载荷过大、环境影响等问题，还有待在下次PDCA循环中解决。