作者：宋明勇 顧文萍 蘇德勝（shèng）
（江蘇石油勘探局）
摘 要：針對在用抽油機減速器普遍存在的（de）滲漏油問題，提出了一種新型減速器軸頭密封結構。這種密封結構是將機（jī）械密封運用到軸頭密封上，在軸承端蓋內部安裝由動（dòng）靜環、O形橡膠圈及彈簧等組（zǔ）成的機械動密（mì）封裝置，動密封件選（xuǎn）用具有一定硬度和（hé）耐磨性的材料製成。現場試驗表明，密封結構性能可靠，使用壽命長（zhǎng），對軸（zhóu）頭無磨損（sǔn），功率損耗小，從根（gēn）本上杜絕了（le）抽油機減（jiǎn）速器軸頭的滲漏油現象。
主題（tí）詞：抽油機；減速器；密封；改進；試驗
在油田開采中，抽油機減速器常存在不同程度的滲漏油現象，漏油的主要部位有上下（xià）箱體結合麵、輸入軸、輸出軸的軸頭和軸承端蓋。據初步統計，江蘇油田現有的800多口抽油井中，存在滲（shèn）漏油的減速器（qì）占（zhàn）總井數的43%左右，滲漏油部位分別占總井（jǐng）數的百分比大致為輸入軸頭18%，輸出軸頭16%，壓（yā）蓋6%，結合麵3%。
文獻［1］詳細分析了抽油機減速器漏油的原因和（hé）主要危害，僅從使用、維護保養和潤滑的角度提出漏油的防治方法，提出徹底解決抽油機減速器漏油的根本途徑是設計更加合理（lǐ）的軸頭密封結構，但沒有提出具體的改進設計方法。
原減速（sù）器軸頭密封結構如圖1所示。密封件材料主要有毛（máo）氈（zhān）和矩形橡膠（jiāo），通（tōng）過壓緊壓蓋起到密封作用［2］。其缺（quē）點是密封性能差，隨著使用時間的延長，軟填料長期被壓縮而變形，失去原有的彈性，逐漸磨損，無法自（zì）動補償，起不到長久的密封效果。這是造成減速器軸頭滲漏油的主要原因。
隨著油田生產發展，對減（jiǎn）速器的（de）密封提出了新（xīn）的要求，軟填料密封（fēng）效果差，使用壽命短，不便現場維修，已不能適應現代石（shí）油工業的要求。因此（cǐ）徹底解決減速（sù）器的漏油問題，必須改（gǎi）進在用抽油機減速器的軸頭密封結構。
圖1 改造前減速器軸頭密封結構
1.軸（zhóu）頭；2.壓（yā）蓋；3.矩形橡膠圈；4.軸承端蓋；5.石棉墊；6.箱體；7、8.O形橡膠圈；9.軸承
針對密封失效的原因，結合目前減速器軸頭密封結構特點，筆者提出將機械密封運用到軸頭密封上（shàng），代替軟填料密（mì）封。
新型密封結構
1、機械密（mì）封的特點
機（jī）械密封（fēng）是指垂直於軸線的兩個密封元件的光滑表麵相互貼合，並作相對轉動而構成的一種密封，其特點是在（zài）動環和靜環之間的接觸麵上產生適當的壓緊力，兩個麵始終保持緊（jǐn）密貼合，能起到自動（dòng）補償間隙的作用。
2、密封原理
改造後的減速器軸頭機械密封結構如圖2所示，主要由軸頭、箱體、軸承端蓋、動環、靜環（huán）、傳動套、彈簧（huáng）和O形橡膠圈等組成。動環、靜環是構（gòu）成動密封的主要元件。
圖2 改造後的軸頭機械密封結構（gòu）
1.靜環；2.靜環O形橡膠圈；3.動環；4.動（dòng）環O型橡膠圈；5.固定（dìng）銷（xiāo）釘；6.彈簧；7.傳動套（tào）；8.銷釘
傳動套用固定銷釘固定在軸（zhóu）頭上，靜（jìng）環（huán）與軸承端蓋內孔是過盈（yíng）配合，當軸旋轉時，固定銷釘帶動傳動套一起旋（xuán）轉（zhuǎn）。動環與傳動套之間裝有彈簧，動環在彈簧的作用下，一方麵靠其上的銷釘與傳動套的聯動作用，隨（suí）軸一起（qǐ）旋轉；另一方（fāng）麵（miàn），在（zài）傳動套銷釘滑槽的導向下可沿軸向移動（dòng），使旋轉的動環與靜環的（de）密（mì）封端麵始終處於貼合狀態，其間有一層極薄的油膜（mó），以達到旋轉密封的目的。
軸頭機械密封裝置（zhì）主（zhǔ）要有4個密封點：(1)靜（jìng）環與（yǔ）軸承端蓋的密封；(2)動環與軸（zhóu）頭的密封（fēng）；(3)軸（zhóu）承端蓋（gài）與減速器軸承孔的密封；(4)動環與（yǔ）靜（jìng）環接觸端麵的密封（fēng）。前3個密封點均為靜密封，一般（bān）不易泄漏油，隻有第（dì）4個密（mì）封點是端麵相對旋轉的動密封，是改進設計的（de）關鍵。
3、機械密（mì）封結（jié）構設計
(1)結構設計原則。一是不要對減速器原結構做大的（de）改動，二（èr）是改造後不能影響減速器的（de）正常運轉（zhuǎn）。由於軸承端蓋內部空間大，且軸頭（tóu）伸（shēn）出長，有足夠的空（kōng）間安裝機械密封裝置，隻需重新設計軸承端蓋內部（bù）結構，即可安裝機械密封裝置。
(2)密封件材料的選用。選用內裝式、單端麵、小彈簧、非（fēi）平衡、螺釘傳動型機械密封。要求密封件材料具有（yǒu）一定的硬度和耐磨性。由於密封介質為潤滑油（yóu），動、靜（jìng）環摩擦副材料可以用硬質合金—石墨或（huò）鈷基堆焊—石墨或硬質合金、鈷基堆焊（hàn）—浸青銅等。輔助密封件材料可選用丁腈橡膠。
(3)技術要求（qiú）。動環和靜環的設計與加（jiā）工直接關係到（dào）軸頭機械密封的（de）可靠性，因（yīn）此動環和靜環的摩擦副表（biǎo）麵粗糙度要求較高，以確保密封麵間的緊密貼合；彈簧的設計主（zhǔ）要考慮在一定的彈力（lì）下，有（yǒu）足夠的工作長度以自動補償摩擦麵磨損後產生的間隙。
試驗與應用（yòng）
1996年（nián）1月（yuè）台樣機，經過地麵空載試驗和現場承載試驗，證明其密（mì）封可靠後，陸（lù）續挑選漏油Z嚴重的減速器進行小批量改（gǎi）造，到目前為止，已經改造了二十多台。首台改造減速（sù）器在江蘇油田真43井無滲漏油累計運行達（dá）3年之久。對經改造密封結構的抽油機減速器逐月跟蹤檢查表明，機械密封（fēng）改善了減速器的密封性能，從根本上杜絕了滲漏油（yóu）現象，具有密封性（xìng）能可靠，使用壽命長，對軸無磨損，功率損耗小，運轉工（gōng）作期間無需（xū）維修等優點。
結（jié）論
1.機械密封結構運用（yòng）於抽油機減速器軸頭密封，代替軟填料密封是切實可行的，是根治目前減速器漏油問題的有效（xiào）方法之一，具有較高的推廣應用價值（zhí）。
2.原減速器軸頭（tóu）密封位置空間較大（dà），可以（yǐ）在不改動原密封結構的基礎上，加裝一套機械密封裝置，對軸頭起到雙層密封的作用，使密封更可靠（kào），實現長年無需（xū）維護的目標。
3.機械密封（fēng）結（jié）構不僅可以用於新（xīn）機，而且更適合大量在用的各種抽油機減速器的改造。
參考文獻
1.蘇德勝，任永林.抽油機減速器漏油防治方法.小型油氣藏，1996，1(3)：50 ～51
2.鄔亦（yì）炯，劉卓均，趙貴祥等.抽油機.北京:石油工業出版社，1994：216～227
來源：《石油機械》1999年 第27卷 第9期
