一種抽油井自動清蠟裝置的製作方法

2023-06-05 17:33:41 3

專利名稱：一種抽油井自動清蠟裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油井清蠟裝置，特別涉及一種抽油井自動清蠟裝置。
在石油開採過程中，地下原油從井底到地面，壓力、溫度逐漸下降，而原油中的蠟分子逐漸地凝固，沉積在油管的內壁和抽油杆上，油井通道逐漸變小，甚至被堵塞，使原油產量逐漸降低，甚至停產。為了使原油從井底暢通地開採出來，就必須定期對油管和抽油杆進行清蠟處理。現有技術中的清蠟方法有(1)熱熔法，在地面將原油高溫加熱後注入油井中，將積沉的蠟熔化，該方法雖然盛行，但要消耗大量的原油和能源，而且需要一套專用設備，專人管理，從而增加了石油開採的費用；(2)機械清蠟法，在抽油杆上安裝多個刮刀式清蠟器，將積沉的蠟刮掉，由於安裝的清蠟器很多，阻礙原油流出，不僅增加設備費用，而且還增加抽油機的負荷；(3)強磁防蠟法，在油井結蠟段安裝強磁防蠟器，通過其中的永磁體的磁場對油流進行磁化處。理，改變油中蠟的分子結構，延緩結蠟過程，該方法清蠟效果不明顯，現在已基本不用；(4)化學清蠟法，用特製的化學溶劑注入油管中，將蠟溶解以達到清蠟的目的，但此法成本仍然較高。定期清蠟方法的最大缺陷是兩次清蠟之間，油管壁和抽油杆上沉積的蠟逐漸增多，致使原油的沿程阻力增大，抽油機的負荷增大，泵效降低，原油產量下降，成本增加。中國專利公報1993年1月6日公開的名稱為「抽油井爬杆式除垢器」的發明專利申請，公開號為CN1067703A。該技術存在以下問題一是壓力板彈簧上安裝的掛齒的齒尖對抽油杆有嚴重拉傷，嚴重破壞了抽油杆的強度；二是換向齒兩側的短齒齒尖為直線，與管道內壁為點接觸，抗衝擊差，且極易磨鈍，對油管內壁有嚴重拉傷，換向齒齒尖磨鈍後，刮蠟器就在原位置上來回滑動，不能繼續上行或下行，失去了自動清蠟的作用；三是必須在每根油管的接箍中墊環，否則刮蠟器在通過接箍部位時，換向齒的短齒在復位彈簧反彈慣性力的作用下，齒尖率先進入下一根油管的入口而被卡位，失去清蠟的作用；又由於油管扣為錐管扣，油管的旋合長度受旋緊力和加工精度的影響，使得每根油管扣的旋合長度不等，因此，需要加工長度不等的墊環與之配合，操作非常繁鎖和困難，難以施實。
本實用新型的目的在於針對現有技術存在的不足，提供結構合理、安裝使用簡便、能夠可靠地自動運行、使用壽命長的抽油井清蠟裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。它包括夾持在抽油杆上的刮蠟器和分別連接在需要清蠟油管段兩端的上、下換向器；刮蠟器由刮刀體、換向齒、弧形彈簧片和復位扭簧組成，刮刀體上下兩端分別安裝有三片弧形彈簧片，其相對位置錯開60度，以便全部清除抽油杆上沉積的蠟；在刮刀體的圓周上開有三排以上的位置錯開的長方形通孔和工字型槽孔，兩端有位置相錯60度的螺旋刃口；在工字型槽孔的兩邊有位置錯開的圓形凹坑，裝在換向齒上的限位鋼球滑入圓形凹坑時，即實現對換向齒的限位；在工字型槽孔的上、下方有槽向內的凹槽，復位扭簧對稱地安裝在凹槽內，使換向齒的短齒尖緊靠油管內壁；其特徵在於換向齒安裝工字型槽孔的中部，換向齒兩邊的，短齒的齒尖呈圓弧狀，其圓弧半徑與油管半徑相近，換向齒中間齒的齒為圓角。以減少對油管內壁的劃傷，同時也提高齒尖抗衝擊的能力。
上、下換向器由短節套、開口限位環和塔形彈簧組成，其特徵在於上換向器的開口限位環安裝在短節套上部錐形環槽內，不允許刮蠟器向上通過，塔形彈簧倒置安裝在短節套下部的環形槽內，使每個換向齒實現換向而不磨損齒尖，下換向器的開口限位環安裝在短節套下部的倒錐形環槽內，不允許刮蠟器向下通過，塔形彈簧安裝在短節套上部的環形槽內，使每個換向齒實現換向而不磨損齒尖。
為了對換向齒在復位彈簧反彈到自由狀態時的位置進行限制，在換向齒安裝孔的附近加工有一通孔，限位彈簧安裝在孔內，孔的兩端各裝一粒限位鋼球，限位鋼球滑入到刮刀體工字型槽孔兩邊的一圓形凹坑內即可對換向齒的位置進行限制。也可採取在換向齒的安裝孔的一端加工有直徑大於安裝孔的沉孔，沉孔內安裝圓形彈簧，對換向齒的位置進行適度的限制。
為了延長清蠟裝置的使用壽命，在每片孤形彈簧的一端可鑲嵌耐磨材料。
由於本實用新型對換向齒的中間齒和兩邊短齒的形狀進行了改進，避免了對油管內壁的劃傷，提高了換向齒抗衝擊的能力和使用壽命，弧形彈簧片的一端鑲嵌耐磨材料，從而使使用壽命延長，由於安裝了對換向齒位置限制的構件，在油管接箍中間就不必再墊環了，刮蠟器在通過油管接箍進入下一根油管時就不會被卡死；由於本發明的上、下換向器內安裝有塔形彈簧，可使每個換向齒順利換向，刮蠟器上下運行自如，每天可對油管和抽油杆進行多次清蠟，使原油暢通地被開採出來而不使泵效降低，節省了高額的清蠟費用，經濟效果非常明顯。


圖1為本實用新型的使用狀態示意圖。
圖2為換向器的裝配示意圖。
圖3為弧形彈簧片的形狀圖。
圖4為刮刀體的展開圖和截面圖。
圖5為刮刀體工字型槽孔兩的圓形凹坑位置圖。
圖6為換向齒的形狀圖。
圖7為換向齒的裝配示意圖。
圖8為另一種換向齒的構造圖。
圖9為復位彈簧的構造圖。
圖10為刮蠟器通過油管接箍時換向齒轉動示意圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。先將上換向器連接在油管7的上端，即井口處，下換向器連在需要清蠟油管7段的下端，再將刮蠟器夾持在抽油杆9上，並將所有的換向齒4的齒尖向上，隨抽油杆9從上換向器進入需要清蠟的油管段內，即安裝完畢。當抽油杆9向下運動時，刮蠟器隨抽油杆9向下移動，刮刀體3的下端刃口19對油管內壁進行清蠟，當抽油杆9向上運動時，由於換向齒4的單向作用，刮蠟器不能隨抽油杆9向上移動，抽油杆9與刮蠟器兩端的弧形彈簧片2產生相對滑動，即實現弧形彈簧片2對抽油杆9進行清蠟，抽油杆9上下位復運動，刮蠟器不斷對油管內壁和抽油杆9進行清蠟，同時從油的上端移動到下端，當刮蠟器通過油管接箍8時，由於安裝在刮刀體3工字型槽孔上、下方的凹槽17內的復位彈簧16反彈到自由狀態時，換向齒4在復位扭簧慣性力的作用下會繼續轉動，這時換向齒4的短齒與軸向的夾角β，通過安裝在換向齒4上的通孔18內的限位彈簧13推頂鋼球14滑入刮刀體3上的工字型槽孔一邊的圓形凹坑內來進行限制，使換向齒4在與復位彈簧16處於自由狀態接觸時的β角，小於或等於90度，以保證刮蠟器順利通過油管接箍8而不被卡住。對換向齒4位置的限制，也可採用在換向齒4的安裝孔的一端加工沉孔15，沉孔內安裝圓形彈簧來實現。隨著抽油杆9的繼續上下往復運動，刮蠟器也隨之繼續向下移動，當進入下換向器時，刮蠟器首先通過安裝在短節套1上部環形槽內的塔形彈簧6，再推動安裝在短節套1下部倒錐形環槽內開口限往環5向下移動，由於倒錐形槽的作用，開口限位環5的直徑逐步縮小，到小於刮刀體3的直徑時，刮蠟器不再隨抽油杆9向下運動而向下移動，但可隨抽油杆9向上運動而向上移動，當向上通過塔形彈簧6時，所有的換向齒均改變方向，向下傾斜，這樣刮蠟器即可隨抽油杆9向上運動而繼續向上移動，刮刀體3上端的刃口19對油管內壁進行清蠟，當抽油杆9向下運動時，刮蠟器則不在隨之向下移動，此時抽油杆9與弧形彈簧片2產生相對滑動，即對抽油杆9進行清蠟，隨著抽油杆9的上下運動，刮蠟器逐漸向上移動，當進入上換向器後，又換向向下移動，如此周而復始，刮蠟器上下移動對油管內壁和抽油杆進行自動清蠟，每天可清蠟多次。由於換向齒4兩邊短齒的齒尖呈圓弧狀11，其半徑與油管半徑相近，換向齒4的中圓齒的齒尖呈圓角狀12，避免了對油管內壁的劃傷，提高了齒尖抗衝擊和耐磨的能力，延長了使用壽命。
權利要求1.一種抽油井自動清蠟裝置，包括夾持在抽油杆上的刮蠟器和分別連接在需要清蠟油管段兩端的上、下換向器A)刮蠟器由刮刀體(3)、換向齒(4)、弧形彈簧片(2)和復位扭簧(16)組成，刮刀體(3)上下兩端分別安裝有三片弧形彈簧片(2)，其相對位置錯開60度，在刮刀體(3)的圓周上開有三排以上的位置錯開的長方形通孔和工字型槽孔，兩端有位置相錯60度的螺旋刃口(19)，其特徵在於在工字型槽孔的兩邊有位置錯開的圓形凹坑(10)，在工字型槽孔的上方和下方有槽口向內的凹槽(17)，換向齒(4)安裝在工字型槽孔的中部，復位扭簧(16)對稱地安裝在工字型槽孔的上方和下方的凹槽(17)內，換向齒(4)兩邊的短齒的齒尖(11)呈圓弧狀，其圓弧半徑與油管半徑相近，中間齒的齒端(12)為圓角；B)上、下換向器由短節套(1)、開口限位環(5)和塔形彈簧(6)組成，其特徵在於上換向器的開口限位環(5)安裝在短節套(1)上部的錐形環槽內，塔形彈簧(6)倒置安裝在短節套(1)下部的環形槽內；下換向器的開口限位環(5)安裝在短節套(1)下部的倒錐形環槽內，塔形彈簧(6)安裝在短節套(1)上部的環形槽內。
2.根據權利要求1所述的一種抽油井自動清蠟裝置，其特徵在於每個換向齒(4)的安裝孔附近加工有一通孔(18)，限位彈簧(13)裝在孔(18)內，孔的兩端各裝一粒鋼球(14)。
3.根據權利求1或2所述的一種抽油井自動清蠟裝置，其特徵在於在換向齒(4)還可以在安裝孔的一端加工有直徑大於安裝孔的沉孔(15)，沉孔內安裝圓形彈簧。
4.根據權利要求1至3任一種抽油井自動清蠟裝置，其特徵在於每片弧形彈簧片(2)的一端鑲嵌有耐磨材料。
專利摘要本實用新型涉及一種抽油井自動清蠟裝置,它包括由刮刀體(3)、換向齒(4)、弧形彈簧片(2)和復位扭簧(16)組成的刮蠟器和由短節套(1)、開口限位環(5)和塔形彈簧(6)組成的上、下換向器。工作時,刮蠟器夾持在抽油杆(9)上,上、下換向器分別連接在需要清蠟油管段的上端和下端,刮蠟器隨著抽油杆的上下運動,而單方向向上或向下移動,不斷對油管內壁和抽油杆進行清蠟,移動方向的改變在上、下換向器中進行。本實用新型具有結構合理、安裝使用簡便,能可靠地自動運行,使用壽命長的特點。
文檔編號E21B37/00GK2463537SQ0120294
公開日2001年12月5日 申請日期2001年1月8日 優先權日2001年1月8日
發明者羅紹東 申請人:羅紹東