多功能扶正增油裝置的製作方法

2023-07-14 02:24:51

專利名稱：多功能扶正增油裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油工業採油機械技術的有杆泵採油，尤其是抽油杆上使用的防蠟、防砂、防偏磨、防斷脫和增油的扶正器、刮蠟器和增油器。所屬技術領域為H)4C 23/00，專門適用於彈性流體兩個或更多個泵的組合，每個是旋轉活塞式的或擺動活塞泵類型的；專門適用於彈性流體的泵送裝置；專門適用於彈性流體的多級泵。
背景技術：
油井，尤其是定向井有杆泵採油作業，普遍面臨偏磨、結蠟、出砂、卡泵、斷脫等影響工作時率和氣體滑脫、油水分異影響抽油泵效等問題。現有扶正器和增油器類型繁多，但功能相對單一，只能解決其中的一兩個問題，沒有同定凡爾，增油效果有限。例如近期能查到的公開的專利 ，各種扶正器能保護抽油杆及油管，共同的問題都是功能單一，只能扶正防偏磨；申請號200830148466.1，抽油杆刮臘扶正器，優點是把刮蠟與扶正結合起來，缺點是不能解決防脫防砂問題，也不能大幅度增加泵效；與本發明較接近的發明專利申請號201110131210.0，油杆增油轉動刮蠟扶正器，以上管接頭、中心杆、軸承、刮蠟輪、螺旋凹槽及下管接頭所組成，在刮蠟輪的圓柱形外圍設有若干個螺旋凹槽；刮蠟輪的下端；大圓窩的外圓筒壁與刮蠟輪的螺旋凹槽底是連通著的，以大圓窩上頂的軸承穿套在中心杆的凸圓臺上，中心杆上端擰入在上管接頭下端的螺孔中，中心杆下端固結在下管接頭的上端，上管接頭和下管接頭分別裝置著井杆，當井杆作往復運動時，在向下運動的過程中，油液通過刮蠟輪下面的大圓窩流入到螺旋凹槽中，於是使刮蠟輪自轉，增大油液的流體動力，實驗證明:具有減少衝程損失，防偏磨、耐高溫、耐腐蝕、同比增加採液量為12-15%。該扶正器優點是結構簡單，具有刮蠟、扶正、增油多種功能，缺點不能有效防砂、防脫，沒有柱塞作用，增油有限。與本發明最接近的實用新型專利申請號02289592.2，一種增油扶正器，由杆體、上扶正塊和下扶正塊構成。其特點是兩扶正塊的對接面為鋸齒形，下扶正塊鋸齒形對接面下凹底角頂線有30°以上的傾角，兩扶正塊外側導油槽的上、下兩端部呈流線體展寬。使用時串接在抽油杆上，不但能對抽油杆起扶正作用，而且可有效地提高原油產量。該扶正器優點是結構簡單，具有扶正和柱塞增油功能，缺點是不能有效防砂、防脫，沒有固定凡爾作用，增油有限。實用新型申請號200620012655.1，一種增油器，包括由上到下依次套接在抽油杆上的上接箍、扶正套、下接箍和過度接箍，在過度接箍的下端通過芯軸連接有一增油塞，在增油塞內開設有增油通道，增油塞相對芯軸表面上下滑動，控制增油通道的開啟和關閉。該增油器優點是具有扶正和柱塞增油功能，缺點是只有旋轉扶正套，不能防砂、防脫，沒有固定凡爾作用，增油有限
發明內容
為了克服現有扶正器和增油器功能相對單一和增油效果有限的不足，本發明通過改變扶正器和增油器的材料和結構，形成以可變為柱塞的旋轉扶正器和配套止回閥為特徵的多功能扶正增油裝置，集扶正、防磨、防脫、防蠟、防砂、防卡、節能、增油多種功能為一體，達到多功能共同增油目的。本發明目的通過以下技術方案實現:本發明的裝置組成:包括活動接箍、杆體、遊動尼龍螺旋導流套、固定尼龍螺旋導流套、固定接箍和止回閥。杆體、固定接箍、活動接箍採用高性能合金加工；固定螺旋導流套、遊動螺旋導流套採用耐磨稀土含油尼龍整體壓製成型，與油管成輕度過盈到過度配合；止回閥結構獨特，包括閥體和蓋片，閥體上有旋轉導流孔，止回閥閥體和蓋片採用耐磨聚氨酯整體壓製成型，蓋片是在止回閥整體上切出的。固定接箍與杆體下端連為一體，固定尼龍螺旋導流套鑲接在固定接箍上，活動接箍懸掛在杆體的另一端並可靈活的在杆體上滑動和旋轉，止回閥與油管成過盈配合，與抽油杆成過度配合。裝配及工作原理:活動接箍、杆體、遊動螺旋導流套、固定螺旋導流套、固定接箍組合在一起安裝在兩根抽油杆之間構成旋轉扶正器。上行時遊動螺旋導流套、固定螺旋導流套嚙合起柱塞作用，止回閥安裝在旋轉扶正器相鄰的下面一根抽油杆上，起固定凡爾作用，構成一套完整的抽油泵。多功能扶正增油裝置下井時止回閥被抽油杆接箍推至下限，止回閥因與油管成過盈配合而自動半固定在油管上。當抽油杆向下運動時，半固定止回閥因蓋片自然下蓋關閉旋轉導流孔而封閉，遊動尼龍螺旋導流套與固定尼龍螺旋導流套脫開，此時固定尼龍螺旋導流套的導流槽導致流體旋轉，遊動尼龍螺旋導流套因螺旋導流槽流體推動而在杆體上自由旋轉，起旋轉扶正器作用，兩尼龍套的螺旋導流槽形成流體通道，管內流體在縱向上相對靜止，徑向上旋轉；當抽油杆向上運動時，遊動尼龍螺旋導流套相對下滑，其楞凸齒尖插入固定尼龍螺旋導流套槽的凹齒尖內相嚙合，此時的遊動螺旋導流套不能轉動，流體通道被堵塞，扶正器起柱塞作用，柱塞以上流體隨柱塞上行，柱塞之下，半固定止回閥的蓋片向上開啟，閥下流體經旋轉導流孔和蓋片導流螺旋進入半固定止同閥之上。主要功能的實現:
①扶正。本發明旋轉扶正器上的固定尼龍螺旋導流套、遊動尼龍螺旋導流套以抽油杆為軸，外徑與油管為輕度過盈配合，可使抽油杆在油管中居中，起尼龍扶正器的減阻扶正功能；②防磨。本發明旋轉扶正器上的兩螺旋導流套採用耐磨稀土含油尼龍產品，摩擦係數很小，在油管中隨抽油杆上下往復運動時自身的磨損量很小，且遊動螺旋導流套不斷旋轉可以有效防止自身偏磨，進一步延長螺旋導流套使用壽命。同時，兩尼龍螺旋導流套長期運動也不會對油管造成明顯磨損，可以避免定向井狗腿等處磨損油管或者磨斷抽油杆；③防碎。本發明的兩尼龍螺旋導流套採用耐磨稀土含油尼龍產品，具有高強度、高彈性、抗腐蝕、耐高低溫(_30°C 150°C )、抗老化、低噪音、自潤滑、超耐磨的特點；止回閥採用耐磨聚氨酯整體壓製成型，具有耐磨、耐油、耐酸鹼、耐臭氧、耐老化等化學性能和耐撕裂、耐衝擊、高彈性、吸振力強，負載支撐容量大等物理性能。即使磨損也不會出現經常見到的扶正器破碎掉塊卡泵等情況；④防蠟。抽油杆在油管內作上下往復運動時，安裝在油管內結蠟段抽油杆上的多個旋轉扶正器(用於防蠟時不裝半固定止回閥)也隨之上下運動，螺旋導流套表面不易結蠟，上行時螺旋導流槽上的楞角可輕鬆刮去油管結蠟段上的蠟，下行時流體作用在螺旋導流槽上，遊動尼龍螺旋導流套不斷旋轉，可以進一步改善刮蠟效果；⑤防脫。隨抽油杆在油管內上下往復運動，由於受到上下衝程變載荷、井斜、流體、蠟阻影響及抽油泵柱塞在上下往復運動時的摩擦力，通常會產生一定的扭拒，當扭拒為松扣方向時，會迫使油管內的抽油杆及抽油杆連接的其他井下工具轉動而脫扣。本發明的活動接箍，轉動靈活，可隨時消除產生的扭拒，同時下行時固定螺旋導流套的導流槽受流體推動，產生一定緊扣扭拒，從而起到防止脫扣的作用；⑥防砂。兩尼龍螺旋導流套頂部有倒角和斜面，導流槽上下通暢，可以避免柱塞砂卡。半固定止回閥有較強彈性，可以避免砂卡。更主要的是由於下行時兩尼龍螺旋導流套的螺旋導流槽導流使流體旋轉，減小了含砂下沉速度，上行時柱塞分段推舉作用增加了含砂隨流體上行能力，柱塞之下半固定止回閥旋轉導流孔和蓋片導流使流體旋轉，可以有效控制沉砂，避免砂卡。⑦節能。節能功能主要通過以下幾方面實現:第一，旋轉扶正器含油尼龍使與油管的摩阻減小；第二，結蠟阻力減小；第三，串接在抽油杆上的本裝置構成多極泵，使液柱被分隔成多段上提，液柱分段和旋轉減緩了油氣水(砂)重力分異分離，降低了井筒總水油t匕，有利於降低各段和抽油機負荷，減少衝程損失；第四，液柱分段減輕了作用在抽油泵柱塞上方的液柱壓力，有利於提高抽油泵的充滿係數，減少抽油泵的漏失量，直接提高泵效，減小能量損失。⑧增油。增油功能主要通過以下幾方面實現:第一，因為不會結蠟，減少了周期性熱洗耗油；第二，抽油杆不會斷脫，減少了井底沉砂、掉塊，加上降低了抽油泵負荷，延長了泵在井下的工作壽命，因此，可以大幅度延長了檢泵周期，增加了生產時率；第三，本發明特殊的多極泵結構直接增油作用，串接在抽油杆上的每一套裝置都相當於一個抽油泵，液柱被分隔成多段上提，液柱分段減少了油氣水(砂)重力分異分離，降低了井筒總水油比；第四，多極泵減輕了作用在抽油泵柱塞上方的液柱壓力，有利於提高抽油泵的充滿係數，減少抽油泵的漏失量，直接起到增油作用。本發的優點:1、材料性能合理。扶正器、增油器材料不合理，磨損快、掉塊卡泵是有杆泵抽油井，尤其是定向井經常遇到的問題。本發明的材料性能合理，摩阻小、超耐磨、不掉塊，可以有效延長檢泵周期。杆體、固定接箍、活動接箍等採用高性能合金加工；兩尼龍螺旋導流套採用耐磨稀土含油尼龍產品，整體壓製成型，具有高強度、高彈性、耐高低溫(_30°C 150°C )、抗腐蝕、抗老化、低噪音、自潤滑、超耐磨的特點；止回閥採用耐磨聚氨酯產品整體壓製成型，具有耐磨、耐油、耐酸鹼、耐臭氧、耐老化等化學性能和耐撕裂、耐衝擊、高彈性、吸振力強，負載支撐容量大等物理性能。2、結構簡單實用。兩尼龍螺旋導流套採用耐磨稀土含油尼龍整體壓製成型產品，止回閥採用耐磨聚氨酯整體壓製成型產品，加工方便，裝配快捷，不會掉塊，能多功能兼顧。3、功能集 成全面。比較徹底地解決了有杆泵採油井的各種井筒問題，包括防偏磨、防斷脫、清蠟、排砂、防卡、防滑脫、防分異、減阻、節能、增油。4、增油效果顯著。通過減少周期性熱洗耗油、增加生產時率、流體分段上提減少流體分異、提高泵效多途徑增油，效果顯著。
本發明的有宜效果:安裝本發明的多功能扶正增油裝置後，集扶正、防磨、防脫、防蠟、防砂、防卡、節能、增油多種功能為一體，從減少熱洗耗油、增加生產時率、多極泵採油、提高泵效幾個方面實現增油目的，比不安裝可以延長檢泵周期I 2倍，可以節能15%，可以增油15-25%，經濟效益顯著。本發明可以廣泛用於直井、定向井、常規稠油井、一般出砂井有杆泵採油。


圖1是旋轉扶正器結構圖，自上而下順序包括:⑴活動接箍；⑵杆體；⑶遊動螺旋導流套；(4)固定螺旋導流套；(5)固定接箍。活動接箍(I)、杆體(2)、固定接箍(5)採用高性能合金加工；遊動螺旋導流套(3)、固定螺旋導流套(4)採用耐磨稀土含油尼龍整體壓製成型，與油管成輕度過盈到過度配合；固定接箍(5)與杆體(2)下端連為一體，固定尼龍螺旋導流套(4)鑲接在固定接箍(5)上，遊動尼龍螺旋導流套(3)可在杆體(2)上上下遊動並可在杆體⑵上自由旋轉。圖2是止回閥結構圖，包括:(6)止回閥蓋片；(7)止回閥體；(8)旋轉導流孔。止回閥結構獨特，止回閥閥體(2)和蓋片(I)採用耐磨聚氨酯整體壓製成型，蓋片(I)是在止回閥整體上切出的，止回閥與油管成過盈配合，與抽油杆成過度配合。
具體實施例方式下面通過實施例，並結合附圖，對本發明裝置的結構和作用進一步描述。在井內將旋轉扶正器活動接箍⑴上連抽油杆，固定接箍(5)下連抽油杆；將止回閥安裝在旋轉扶正器相鄰·的下面一根抽油杆上。安裝密度根據具體情況和不同需要確定，以增油為主要目的時100米左右一套；以扶正為主要目的時根據井斜程度確定，狗腿附近可30米左右一套；結蠟段加密安裝，保證相鄰旋轉扶正器隨衝程運動的井段能相接，且不帶止回閥。多功能扶正增油裝置下井時止回閥被抽油杆接箍推至下限，並因與油管成過盈配合而自動半固定在油管上。當抽油杆向下運動時，半固定止回閥的蓋片￠)自然下蓋到閥體(7)上而封閉旋轉導流孔(8)阻止流體下行，遊動尼龍螺旋導流套(3)與固定尼龍螺旋導流套(4)脫開，此時固定尼龍螺旋導流套(4)的導流槽導致流體旋轉，遊動尼龍螺旋導流套(3)因螺旋導流槽流體推動而在杆體上自由旋轉，起旋轉扶正器作用，兩螺旋導流套的螺旋導流槽形成流體通道，油管內流體在縱向上相對靜止，徑向上旋轉；當抽油杆向上運動時，遊動尼龍螺旋導流套(3)相對下滑，其楞凸齒尖插入固定尼龍螺旋導流套(4)導流槽的凹齒尖內相嚙合，此時的遊動螺旋導流套不能轉動，液體通道被堵塞，扶正器起柱塞作用，柱塞以上流體上行，半固定止回閥的蓋片(6)向上翹離閥體(7)而使旋轉導流孔(8)開啟，半固定止回閥以下流體經旋轉導流孔(8)和蓋片(6)導流螺旋進入半固定止回閥之上。
權利要求
1.多功能扶正增油裝置，其特徵在於組成包括活動接箍、杆體、遊動尼龍螺旋導流套、固定尼龍螺旋導流套、固定接箍和止回閥。
2.如權利要求I所述的多功能扶正增油裝置，其特徵在於活動接箍、杆體、遊動螺旋導流套、固定螺旋導流套、固定接箍組合在一起安裝在兩根抽油杆之間構成旋轉扶正器，上行時遊動螺旋導流套與固定螺旋導流套嚙合起柱塞作用，止回閥安裝在旋轉扶正器相鄰的下面一根抽油杆上，半固定在油管上起固定凡爾作用，構成一套完整的抽油泵。
3.如權利要求I所述的多功能扶正增油裝置，其特徵在於半固定止回閥結構獨特，包括閥體和蓋片，閥體上有旋轉導流孔，止回閥閥體和蓋片採用耐磨聚氨酯整體壓製成型，蓋片是在止回閥整體上切出的，止回閥因與油管成過盈配合而自動半固定在油管上。
4.如權利要求I所述的多功能扶正增油裝置，其特徵在於當抽油杆向下運動時，遊動尼龍螺旋導流套與固定尼龍螺旋導流套脫開，固定尼龍螺旋導流套的導流槽導致流體旋轉，遊動尼龍螺旋導流套因螺旋導流槽流體推動而在杆體上自由旋轉，起旋轉扶正器作用，兩螺旋導流套的螺旋導流槽形成流體通道，當抽油杆向上運動時，遊動尼龍螺旋導流套楞凸齒與固定尼龍螺旋導流套槽的凹齒尖相嚙合而不能轉動，流體通道被堵塞，扶正器起柱塞作用。
5.如權利要求I所述的多功能扶正增油裝置，其特徵在於當抽油杆向下運動時，半固定止回閥因蓋片自然下蓋關閉旋轉導流孔而封閉，當抽油杆向上運動時，半固定止回閥的蓋片向上開啟，起固定凡爾作用。
全文摘要
一種以可變為柱塞的旋轉扶正器和配套止回閥為特徵的多功能扶正增油裝置。包括活動接箍、杆體、遊動尼龍螺旋導流套、固定尼龍螺旋導流套、固定接箍和止回閥。活動接箍、杆體、遊動螺旋導流套、固定螺旋導流套、固定接箍組合在一起安裝在兩根抽油杆之間構成旋轉扶正器，上行時遊動螺旋導流套與固定螺旋導流套嚙合起柱塞作用，止回閥安裝在鄰的下面一根抽油杆上，半固定在油管上起固定凡爾作用，構成一套完整的抽油泵。通過改變材料和結構，集扶正、防磨、防脫、防蠟、防砂、防卡、節能、增油多種功能為一體，從減少熱洗耗油、增加生產時率、多極泵採油、提高泵效兒個方面實現增油目的，可廣泛用於直井、定向井、常規稠油井、一般出砂井有杆泵採油。
文檔編號E21B17/10GK103256012SQ20121003756
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者陶慶學 申請人:天津市正方科技發展有限公司