在油田节能化改造的进程中，特型双驴头抽油机凭借其节能优势（较传统机型能耗降低12%-15%），已成为胜利油田主力采油设备。然而，其后驴头与横梁间的驱动绳易断裂问题长期困扰现场生产。以孤东采油厂为例，2021年132台双驴头抽油机共发生驱动绳断裂故障52次，单次更换平均耗时179分钟，影响原油产量约0.2吨/小时。传统更换方法依赖吊车或人工拉拽，存在效率低、风险高、成本大等痛点。为此，技术团队历时8个月研制出驱动绳快速更换装置，通过结构优化与工具创新，将单次作业时间压缩至39.2分钟，人员配置由5-6人减少至2人，横梁定位精度提升至±2cm。该装置在7-25-5206等6口井的现场应用中，停井时间缩短78%，年均减少产量损失76吨，为油田高效生产提供了可靠解决方案。

传统更换方式的技术瓶颈

双驴头抽油机采用柔性连接设计，后驴头通过驱动绳与横梁联动。驱动绳断裂后，横梁因失去拉力处于自由倾倒状态（重量5000N），需重新定位连接。传统方法分两类操作模式，各具局限性：

吊车辅助更换的困境

吊车调度存在显著不确定性。孤东采油厂 2021 年数据显示，从驱动绳断裂故障上报到吊车抵达现场，平均耗时达 2.5 小时，最长一次耗时 4.2 小时。在吊装过程中，需要 3 名工人与吊车司机配合，通过手势与喊话协调作业，但这种沟通方式极易出现失误。2020 年 7 月，在 7-30-166 井的驱动绳更换作业中，吊车司机因误判指挥手势，致使横梁与游梁发生碰撞，造成横梁变形，引发二次停井维修，累计损失原油产量 3.8 吨。

人工固定方式的风险

人工使用麻绳或钢丝绳固定横梁时，需要 4 - 6 人协同操作。以 7-24-2014 井为例：2 名工人需攀爬至游梁顶部固定后驴头，地面 3 人则拉拽钢丝绳调整横梁位置。由于钢丝绳存在 1.2% 的拉伸形变，导致横梁实际位移达到 8cm，不得不重复调整 3 次，耗时 26 分钟。在此次高空作业中，一名工人的安全带挂钩意外脱扣，险些发生坠落事故。

存在的核心问题

一是定位精度不足。由于特型双驴头抽油机横梁与后驴头采用柔性连接，缺乏刚性支撑，人工对位误差可达 ±15cm。统计显示，63% 的更换作业延误都是因定位失败导致。二是工具适配性差。麻绳伸缩率为 0.3%，钢丝绳受拉力后形变达 1.2%，致使固定后的横梁位移超出允许范围，影响驱动绳更换。三是安全风险突出。每次更换作业，工人高空攀爬频次达 3 - 4 次/井，近三年累计发生 7 起险兆事件。现场数据表明，传统更换方法中，“驱动绳与横梁连接” 环节平均耗时 115 分钟，占总作业时间的 63.9%，成为制约更换效率提升的关键瓶颈。

快速更换装置的设计原理与技术突破

结构创新
研发团队从手拉葫芦与抽油机刹车连杆中汲取灵感，突破传统更换技术瓶颈。借鉴手拉葫芦刚性连接原理，以刚性结构替代柔性绳索牵引，有效解决横梁失去驱动绳拉力后的自由下垂难题；参照刹车连杆双向调节机制，利用正反螺纹设计实现横梁位置的精密调控（图1）。
 
装置采用模块化设计理念，各核心组件针对性强且功能明确。上悬挂钩经锻造工艺制成，钩口宽度 50-60mm，适配后驴头锚点，极限载荷达 5000N，确保稳固悬挂；旋紧本体选用 24mm 直径 A3 钢螺纹杆，正反螺纹导程 4mm/圈，调节精度控制在 ±1mm，可精准调整横梁位置；下悬挂钩为可调式卡具，适用于 80-120mm 横梁截面，通过防滑齿纹与螺栓双重紧固，有效消除连接位移，为驱动绳快速更换提供可靠保障。
    
关键技术参数与安全性验证

在关键技术参数与安全性验证上，研发团队进行了严谨测算与测试。装置工作载荷 Q 由结构不平衡重 Q1（1000N）与横梁分力 Q2（1300N）构成，合计 2300N。材料选用 A3 钢，其屈服强度 235MPa，考虑 10 倍安全系数，确定螺纹杆直径为 24mm，确保结构强度。
性能参数方面，定位精度达 ±2cm，较人工操作提升 7 倍，调节速度为 15cm/min，显著提高更换效率。2021 年 10 月，装置在油田设备检测中心接受静载测试，以 1.3 倍工作载荷（3000N）持续加载 24 小时，经检测结构无变形、螺纹无滑丝，充分验证了该装置在实际工况下的安全性与可靠性。

操作流程优化

为提升驱动绳更换效率与安全性，快速更换装置（图2）的操作流程进行了系统性优化，分为预固定、精调定位、驱动绳更换、复位检测四个阶段。

 
预固定阶段（5 分钟）
作业人员先将上悬挂钩精准扣入后驴头锚点，确保钩口与锚点紧密咬合；随后，使用下悬挂钩卡紧横梁，通过调节卡具上的螺栓，使下悬挂钩与横梁牢固连接。完成悬挂操作后，初步旋紧螺纹杆，通过顺时针旋转螺纹杆，逐步施加向上的拉力，直至横梁脱离自由下垂状态，为后续精调定位做好准备。

精调定位（3 分钟）
参照装置上的定位孔对齐标记（图 2），作业人员以每顺时针旋转螺纹杆 90 度提升横梁 1mm 的精度，对横梁位置进行微调。同时，使用水平仪实时校验横梁水平度，确保偏差控制在 0.5° 以内。这一阶段通过双重校准机制，保证横梁与后驴头处于最佳对位状态，为驱动绳更换创造有利条件。

驱动绳更换（25 分钟）
此阶段由 2 名作业人员协同操作。首先，使用专用工具剪断旧驱动绳，同步抽出旧绳完成拆除工作；随后，将新驱动绳穿过后驴头滑轮，确保绳索走向正确，再将新绳末端牢固固定于横梁连接环。最后，使用张力计检测双侧驱动绳张力，通过微调确保张力差控制在 5% 以内，保证新绳受力均匀，避免因张力不均导致的异常磨损或断裂风险。

复位检测（6 分钟）
完成驱动绳更换后，缓慢松开装置，密切观察驱动绳在受力状态下的均匀性。确认驱动绳受力正常后，进行空载试运行，让抽油机完成 2 个冲程动作，同步检查各部件运行状态，确认无异常振动、异响等问题。通过这一系列复位检测，确保抽油机恢复正常运行，整个更换作业安全、高效完成。

现场应用效果与综合效益分析

效率提升数据对比

在孤东采油厂 6 口井的对比试验中，驱动绳快速更换装置展现显著效能。应用后单次作业时间从 179 分钟锐减至 39.2 分钟，效率提升 78%。横梁固定环节耗时从 26.5 分钟缩短至 3.3 分钟；驱动绳连接步骤更从 115 分钟压缩至 2.3 分钟。人员配置方面，作业人数从 5 - 6 人减少至 2 人，劳动强度降低 60%。

以 7-25-5206 井为例（图3），更换效果对比鲜明。2022 年 3 月采用旧方法时，需 6 人参与，耗时 186 分钟，还因横梁滑脱重复操作 2 次；而 2022 年 9 月使用新装置，仅 2 人操作，38 分钟即一次性完成定位安装，大幅提升作业效率与稳定性。
 


安全效益量化评估

在安全效益量化评估上，快速更换装置成效显著。应用后，高空作业频次从 3.2 次/井直接降至 0 次，彻底消除了工人攀爬游梁等高处作业风险。

从事故统计数据来看，近两年未发生任何驱动绳更换相关安全事故，有效保障了作业人员安全。在人力负荷方面，人力拉拽负荷从人均 500N 大幅降至 50N，工人仅需旋转手柄即可完成操作，肌肉骨骼损伤风险降低 90%，切实改善了一线员工的作业安全环境。

经济效益分析

快速更换装置带来显著直接经济效益。单井次可节省吊车费用 2800 元，按年均 60 井次计算，年节约成本 16.8 万元；产量损失每年减少 76 吨，以 4500 元/吨价格计算，实现增收 34.2 万元。两项相加，每年直接经济效益达 51 万元。
装置的间接收益同样可观。设备可用率提升 0.7%，促使年增产原油 220 吨；维修班组因效率提升，可多承接 15% 的日常维护任务。经测算，在孤东采油厂 132 台设备中全面推广，年综合效益可达 210 万元，展现出良好的推广应用价值。

特型双驴头抽油机驱动绳快速更换装置的研发，是油田生产痛点驱动的技术创新典范。通过将手拉葫芦的悬挂功能与螺纹精密调节相结合，实现了柔性连接设备检修的刚性化、精准化操作。现场应用证明，该装置使单次作业效率提升78%，安全风险降低95%，年均经济效益超200万元。未来，随着智能化与轻量化改造推进，此类“小装置解决大问题”的创新模式，为油田开发节能增效、安全生产打下基础。