传统的卸载荷操作是将光杆上的卸 载荷卡子下移至光杆的有效冲程内，启 动抽油机在光杆卸载卡子运行至井口上 方时停机，利用平衡块的惯性，卸载荷 卡子与井口撞击后，悬绳器与光杆载荷 卡子分离，迅速刹紧刹车，从而达到抽 油机卸载荷的目的。该工具存在多项缺 点，表现为卸载荷卡子与井口撞击时对 井口形成巨大的冲击，将卸载荷卡子下 移至光杆有效冲程内，抽油机毛辫子左 右受力不均匀。此外，卡子牙对光杆形 成一定的点状损伤。技师通过技术攻关 研制出新型卸载荷工具，将抽油机载荷 的刚性卸载改为柔性卸载，有效地减少 了油井刚性卸载所造成的弊端，实现了 增产增效的目的。

常用卸载工具的短板

日常的油井生产过程中，需对抽油 机进行卸载荷操作，如正常油井测试、 安装更换自动化载荷传感器、更换毛 辫子或毛辫子不正时进行调整、油井 校机、调整冲程或更换曲柄销、调整 防冲距或碰泵等工序时必须的先期操 作。卸抽油机载荷后使抽油机处于无 载荷状态，从而进行其它工序的施工。 传统的卸载荷操作存在一些缺点，缺 点如下所示。 卸载荷卡子与井口撞击时对井口形 成巨大的冲击，抽油杆柱在突然变速的 情况下，上部停止运动而向下的惯性使 杆柱发生弹性变形造成杆柱疲劳极易出 现故障， 巨大的冲击力使井口出现偏转， 特别是调偏井口因本身不与井口中心四 点一线，易出现漏油现象；抽油机卸载 荷操作后、操作更换毛辫子或毛辫子不 正时，因抽油机上部的调整盘移位，毛 辫子的弹性变形等原因。悬绳器会出现 一侧高一侧低现象，造成抽油机毛辫子 左右受力不均匀，而调整则需操作人员 上至抽油机驴头进行调整盘调整，这样 每调整一次便需卸载荷一次，多次反复 停井人工反复上下抽油机，费时费力增 加产量损失及设备杆柱故障的频次；卸 载荷操作时，将卸载荷卡子下移至光杆 有效冲程内，卡子牙对光杆形成一定的 点状损伤。卸载卡子出现未打牢固或井 下载荷过大造成卸载荷卡子滑脱现象， 光杆的损伤便由点状损伤变成上下的条 状损伤，卸载荷操作完成后需用锉刀对 光杆进行修复。光杆本身与井口盘根形 成密封，因光杆的损伤，造成密封性能 的下降，大大缩短光杆的使用寿命甚至 报废。

研发新型卸载工具

技师通过研究发现，油井泵挂按两 千米泵深、44 毫米泵径计算，静止管 杆液柱载荷在 7 吨左右，在抽油机运 转过程中突然停止，载荷加上惯性力 冲击力最小载荷大于 10 吨是造成故障 的主要原因，而桩西采油厂油井泵挂 深度大于 2,000 米的更不在少数，载 荷更大。技师研制出新型卸载荷工具， 过程如下所示。 上下方各安装一个接触平面，下接 触面直接放置在井口盘根盒上方，上 接触面与卸载荷卡子接触，中间部位 是光杆无法移动，为保证载荷的重力 垂直中间需为光杆留出空间，保证安 全情况下需杆柱载荷上下位置，中间 设计为一组小间隙配合套装的钢管高 度 30 厘米（行业标准卸载荷卡子安装 要求 10~20 厘米之间），二套装管侧 面开 30 毫米卡槽 （光杆直径 28 毫米） 。 安装时利用卡槽开口将光杆放置在中 间，通过旋转将光杆卡槽封闭，保证 光杆脱出的危害。选用抽油机机型调 查多数采用12型机， 个别采用14型机。 14 型机最大设计理论载荷 14 吨，按实 际载荷为理论载荷 80% 计算实际载荷 为 11.2 吨。 运用自动化监控装置摸排， 结果显示现场油井最大载荷未超过 12 吨。选用的顶举部分实际载荷按理论 载荷的 60% 计算，设计的顶举部分的 顶举力为 20 吨。顶举采用两侧平衡顶 举，左右两侧分别安装一个 10 吨液压 缸；为保证液压缸的相对位置固定及 在安全生产前提下施工，液压缸下部 钻套 M10 螺栓进行固定，保证液压缸 相对位置。 液压动力部分主要为手动液压泵， 一个二通液压分配阀和二根分配液压 管组成。顶举部分两液压缸必须同时上 升或同时下降，才可保证抽油机卸载荷 操作时，光杆两侧的受力均匀实现平 稳操作，保证现场操作人员安全及光 杆不会弯曲，在液压泵后侧加装一个 二通液压分配阀，通过设备对液压泵 液压油进行平均分配。根据现场工作量 调查及卸载荷目的，卸载距离最大的主 要是安装载荷传感器、测试时安装载 荷传感器及安装光杆卡子等几项工作， 最大要求卸载距离为 10 厘米，液压泵 选型时必须保证最大上举距离 15 厘米 的两个10吨液压缸的供油及压力要求。 为保证地面的液压泵与井口两液压缸 的连接，通过现场调查距离主要取决于 井口高度，现场距离最大的为注采 301 站的桩古 44 井为 1.6 米，选择两根 3 米液压管进行连接。 操作时将抽油机停在近下死点的合 适位置，将本装置的卸载荷支撑位移部 分，通过预留的卡槽将光杆套装在装置 内，装置的下平面座在井口，上平面与 卸载荷卡子接触，转动卸载荷支撑位 移部分的上接触面将预留的卡槽封死， 将二通液压分配阀上的出液液压管与 液压缸连接，液压泵与二通液压分配阀 主管来液连接，这样加压手动液压泵， 液压压力通过二通液压分配阀的平均 分配，经液压管均匀的传递至两液压 缸，液压缸上顶卸载荷支撑位移部分 上平面，将光杆通过安装在其上的卸 载卡子上移，达到抽油机悬绳器卸载 的目的。

实际应用实现降本增效

新型卸载工具于 2014 年 12 月研 制成功，液压卸载方法的实现，消除 了传统卸载的缺点。2015 年初选注采 304 站进行了试验。经过对比桩西采油 厂 2015 年 1~9 月杆断脱躺井 23 井次， 2014 年同期杆断脱躺井 31 井次减少 8 井次，减少因躺井造成的产量损失 105 吨，减少因光杆损坏造成盘根密封不严 的更换光杆 12 井次。2015 年 1~9 月 在 64-10、120-4、104-8 等 103 口 井通过推广该工具进行更换毛辫子、测 试、更换载荷传感器等操作，共计节约 用时 3,986 分钟，累计减少产量损失 26 吨。 通过抽油机卸载荷方式的改变，杆 断脱的频率随着时间的延长还会有大幅 下降，形成良性循环。此方式不但减少 了抽油机井的油杆断脱频次，而且提高 了抽油机开采效率，增加了产量，创造 了效益，而且延长了油井免修期，减少 了作业工作量，节约了作业成本，保护 了环境，促进了绿色低碳战略的实施， 综合效益显著。通过减少躺井和其它各 操作项，2015 年 1~9 月累计增油 131 吨，按照胜利油田分公司桩西采油厂的 综合单位成本 1,551.69 元 / 吨计算， 增油产出成本为 20.33 万元。平均单台 卸载荷装置液压配件购置成本 0.15 万 元，加工费用 0.1 万元，合计每套成本 0.25 万元，全厂推广 12 套，合计增加 成本 3 万元。项目技改实施后，装置减 少产量损失 3 个月累计 131 吨，2015 年吨油价格按照 4,000 元 / 吨计算， 增 加 效 益 为 131 吨 ×4,000 元 / 吨 =52.4 万元。 新型卸载工具将抽油机载荷的刚性 卸载改为柔性卸载，减少油井刚性卸载 所造成的弊端，实现增产增效的项目在 整个油田开发过程中的抽油机井上具有 很大的推广价值，大幅提高了油井杆管 的使用寿命，减少卸载荷相关操作的停 井时间，减少停井产量损失，创造持续 效益。作业维护频次的减少，降低了维 护作业成本，综合效益显著。