抽油机安全带悬挂装置的研究

黄玉荣,熊玉刚,袁大庆

中国石化胜利油田分公司孤东采油厂采油管理一区，山东东营 257237

摘要：孤东采油厂目前采用游梁式抽油机采油，在工作中往往要在抽油机上进行工作，在工作中安全带的使用需要高挂抵用，受限于抽油机的结构限制，没有适合安全带悬挂的部位。因此为了安全生产研制了专门的抽油机安全带悬挂装置，保证在工人的安全生产。

关键词：安全带  悬挂部位  抽油机  高挂低用

1 研究背景

孤东采油厂采油管理一区，管理着孤东油田三区、四区、七区西、八区、东营组及沙河街等六个主要区块、21个开发单元，所辖油区面积11.7平方千米，地质储量7881.533万吨，注采比1.0，累产油2788.1万吨，采油速度0.78%，采出程度35.4%。采油一区管理着43座计量站、50座配水间、1102口油、水井，其中油井有638口，开井500口。在这些井中游梁式抽油机是目前油田主要使用的抽油机类型之一，在生产过程中，为保证抽油机的正常使用，经常要对抽油机的各部件进行拆装和保养。现有技术中，抽油机进行减速箱换机油或调整平衡等操作时，受减速箱高度及操作空间限制等因素影响，需要佩戴安全带进行操作。安全带的使用需要高挂抵用，受限于抽油机的结构限制，没有适合安全带悬挂的部位。通常做法是将安全带挂在曲柄连杆处或者用皮带（钢丝绳）通过抛物的方式挂到尾梁处，然后将安全带挂上。但是这几种悬挂方式存在较大的安全隐患。

2 问题的提出

2.1 抽油机减速箱上作业属于高空作业

游梁式抽油机减速箱是目前油田抽油设备的主要装置之一。目前再用的最多的机型为8型、10型、12型游梁式抽油机，其底部至减速箱的高度为4米、5米。

根据《中石化十大禁令》第二条规定，凡在坠落高度基准面 2 米及以上的高处进行的作业, 都应视作高处作业. 游梁式抽油机进行减速箱维护更换机油时, 本体上有大量的附件和相关设备安装、调平衡等操作, 都属于高处作业, 作业时必须采取防止坠落的措施。

2.2游梁式抽油机减速箱上安全活动范围小, 无安全带挂点

在更换机油、调平衡等工作时在减速箱上没有符合“高挂低用” 的安全带挂点. 特别是在调平衡时减速箱平台狭窄, 斜度大, 作业人员安全活动范围小(详见下图) . 在实际施工中现场无法使用脚手架、高空作业车以及升降平台作为防坠落安全措施, 只能采用系挂安全带方式.

2.3目前在游梁式抽油机减速箱上作业所采用的防坠措施效果不佳

在调平衡等操作时，由于调平衡的站立位置距离安全带悬挂位置大约在5-7米（8型机5米，10、12型机7米），安全带悬挂绳的长度受限，需要来回调节悬挂位置，给操作者带来不变和安全风险。

在减速箱上调平衡等施工过程中, 多采用直接将安全带挂在曲柄连杆处或者用皮带（钢丝绳）通过抛物的方式挂到尾梁处，然后将安全带挂在皮带上, 一是挂在连杆处容易存在一定的危险，如刹车未刹紧溜车时会将人员绞入连杆，造成人员伤亡； 二是皮带过长容易对施工人员牵绊, 增加作业风险容易发生意外； 三是尾梁的高度较高，减速箱距离地面2米以上，操作人员站在减速箱上在抛物的过程中安全带未悬挂，无防护措施，容易出现踩空及高空坠落的风险，并且尾梁处四周存在棱角，在使用时绳子来回移动存在断裂的风险，有较大安全隐患。特别是在调平衡操作时，由于调平衡的站立位置位于曲柄两侧，距离安全带悬挂位置大约在5-7米（8型机5米，10、12型机7米），安全带悬挂绳的长度受限，需要来回调节悬挂位置，给操作者带来不变和安全风险，施工工作点的转移也非常不便, 有人员高处坠落的风险. 这都是游梁式抽油机高空作业施工过程中一直存在的现实性问题。

3 解决方案

经过现场试验发现, 在尾梁处悬挂钢丝绳时，人员必须站在减速箱上将钢丝绳抛过尾梁，来实现钢丝绳的固定，在这一过程中，由于安全带无处悬挂，只能将安全带绕过连杆悬挂，但是这样悬挂安全带无法实现高挂低用的原则，安全带挂在连杆处滑落下来后，人员发生坠落后悬挂点至地面只有2米，安全带全部展开的长度为3米，大于这个距离，起不到保护作用。并且在移动过程中钢丝绳与尾梁摩擦容易发生断裂风险。同时, 通过力学分析, 安全绳在垂直拉紧状态, 挂点所承受的力最大 (图 1)。

为了克服这一难点, 使防坠落悬挂装置更方便、实用,对水平固定式悬挂进行改进,绘制了尾梁斜拉可调式悬挂装置受力图,并进行计算分析：F夹、U型卡子及可调式安全绳选用额定承重量为 1000kg 的产品,设 G 点需承受 200kg重量,即 100kg/人,共2人同时工作,由上图可知:G=200kg,F1=1000kg,sina=G/F1,根据力学公式F1sina=G,可得,α =arc sin G/F1,经计算当α =11° ,可承受约 381kg 重量.从受力曲线图中可知,随着α 角的增大,装置所能承受的负荷也增大.所以,如要承载 200kg 的重量, α ≥11.54° 则可实现。通过力学分析,确定了F夹在尾梁处所大概夹持的位置,为可调式悬挂装置的制作及使用提供科学的依据。

4 现场试验

将F夹型可调安全带悬挂装置安装在游梁式抽油机尾梁处，通过手动绞盘将保险带慢慢收紧，安全绳受力角a ＞110，进行承重试验，最终电子称显示305kg，试验成功,实现了安全带的安装便捷、强度可靠、实现保险带“高挂低用”要求承重达到200kg目标。

2021年7月10日在孤东管理一区GO7-25-314井进行现场试验。在调平衡过程中先安装好悬挂装置，在将抽油机停在水平位置，人员在登上减速箱后，迅速将安全带挂在合适位置，实现了安全带牢固安全可靠, “高挂低用” 要求，同时，装备简单易行, 使用灵活方便,使用时有效保障高处施工人员的人身安全。

5 结论

该F夹可调式防坠落悬挂装置安装简单、操作简便, 移动灵活, 便于携带, 外观精美, 在游梁式抽油机减速箱保养、调平衡等作业时，作为安全带的挂点, 能够有效防止作业人员高处坠落的措施.该防坠落装置能够满足 8型、10型、12型游梁式抽油机调平衡等在减速箱处工作时使用,具有应用和推广价值。

参考文献：

[1]冼东明.防坠落装置在高处作业上的应用[J].科技资讯，2010,27（36）：91-92，

[2]涂立强.怎样正确使用安全带[J].安全，1996,14（4）：26-27，

[3]马 鸣.高处作业：安全要点[J].安全与健康，2006,75（9）：35-36，

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