抽油杆綜合保護器的製作方法
2023-11-04 17:11:07 4
專利名稱：抽油杆綜合保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田採油領域中一種防止抽油杆偏磨及機械震 動的裝置，尤其是抽油杆綜合保護器。
技術背景目前，採油過程多是以"三抽"設備(抽油機、抽油杆和抽油泵) 為主的有杆抽油系統來實現的。以遊梁式抽油機為例，其工作過程是 由動力機(通常為電動機或柴油機/天然氣發動機)經傳動皮帶將高速 旋轉動力傳遞給減速器，經三軸兩級減速後，由曲柄連杆機構將旋轉 運動變為遊梁的上、下擺動，掛在驢頭上的懸繩器通過抽油杆帶動抽 油泵柱塞作上、下往復運動，將井液抽汲至地面。在實際工作中，有杆泵抽油系統因偏磨、振動共同作用導致抽油 杆斷脫及其接箍脫扣的現象時有發生，給油田生產管理帶來很大困 難，同時增加了大量的生產成本。現有防止偏磨裝置主要有以下兩種 1、旋轉井口，在作業時安裝旋轉井口，依靠人力定期轉動，來使油 管磨損點均勻偏磨，從而延長檢泵周期，但操作不便，亦難跟蹤管理， 實施到位率低，效果無法保證。所以旋轉井口使油管轉動很難防止抽 油杆的偏磨。2、橫拉杆搖臂旋轉機構，目前使用的有拉杆的旋轉器 雖然體現了抽油杆旋轉的功能，但卻存在著難以克服的問題A、必 須利用一個外力來完成，拉杆對光杆形成了一個橫向推力，造成井口 與光杆偏磨加劇，易使盤根漏油，增加了管理難度；B、拉杆暴露在 外，無防盜功能，不適合現場的外部環境；C、拉杆或拉繩旋轉器結 構脆弱，易老化及損壞，失去原有功能；D、功能單一，易出現人為 操作不當，存在一定的安全隱患。 實用新型內容為了克服現有的橫拉杆搖臂旋轉機構需要外力實現、井口與光杆 偏磨加劇、易使盤根漏油、功能單一及操作難掌握的不足，本實用新 型提供一種抽油杆綜合保護器，該抽油杆綜合保護器解決了抽油杆偏 磨、斷脫及震動的問題，無需外部動力而形成對光杆足夠的力矩使其旋轉，防止了井口與光杆的偏磨，不影響盤根的密封性，具有功能多 樣、操作簡單及使用方便的特點。本實用新型的技術方案是該抽油杆綜合保護器包括下殼體及上 殼體，上殼體置於下殼體內，上殼體內自下到上依次安裝有儲能裝置、 旋轉裝置及星輪，儲能裝置上方有承壓導向套及承壓軸承，上殼體的 上端裝有夾杆器及壓頭，夾杆器的下端與星輪相嚙合。本實用新型具有如下有益效果由於採取上述方案，在抽油機運 行過程中抽油杆發生應力突變時，儲能裝置3能有效吸收高於平均值 80%的能量，再勻速釋放出來，通過旋轉裝置，產生一個足以克服抽 油杆與油管摩擦力的力矩。力矩通過星輪傳動作用在鎖緊光杆的夾杆 器上,這樣，夾杆器在力矩的作用下克服摩擦力帶動抽油杆產生單向 旋轉。解決了目前機杆泵抽油時抽油杆偏磨、斷脫及震動的問題，無 需外部動力而形成對光杆足夠的力矩使其旋轉，防止了井口與光杆的 偏磨，不影響盤根的密封性，具有防治杆管偏磨、降低機械損耗、防 脫杆及卡泵的多項功能，大幅度減少了因偏磨、震動造成的斷脫杆事 故，同時對保護機採設備、提高單井產量具有重要意義，大幅度地節 約了生產成本，具有功能多樣、操作簡單及使用方便的特點。
附圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中1-下殼體，2-上殼體，3-儲能裝置，4-旋轉裝置，5-星輪， 6-承壓導向套，7-承壓軸承，8-夾杆器，9-壓頭。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該抽油杆綜合保護器包括下殼體1及上殼體2，上 殼體2置於下殼體1內，上殼體2內自下到上依次安裝有儲能裝置3、 旋轉裝置4及星輪5，儲能裝置3上方有承壓導向套6及承壓軸承7， 上殼體2的上端裝有夾杆器8及壓頭9，夾杆器8的下端與星輪5相 嚙合。該裝置的工作原理是利用抽油機在帶動抽油杆作上下往復運動 過程中，每一個周期(即一個衝次)均會出現負荷交變(即負荷差)，利 用負荷差產生的能量推動抽油杆微量旋轉。為實現這一工況，該裝置應用減震原理，設計有一個彈性儲能裝置3，將上下衝程抽油機釋放 的負荷差機械能儲存起來，並在上下衝程內釋放能量，通過一個單向 旋轉裝置4，產生一個足以克服抽油杆與油管摩擦力的力矩。力矩通 過星輪5傳動作用在鎖緊光杆的夾杆器8上，這樣，夾杆器8在力矩 的作用下克服摩擦力帶動抽油杆產生單向旋轉。除上下殼體(2，1)外， 其內部構件均採用經過調質處理的38CrMoAlV鋼材料進行製造，提高 了構件的整體強度，下殼體l採用經調質處理的CrMo鋼，保證了該 裝置的可靠性。該裝置具有如下功能與特性(1) 防治杆管偏磨由於該裝置使抽油杆勻速旋轉，抽油杆與井壁磨損位置由原來的 15°擴大到360°，把原來的固定點磨損變為圓周磨損，從而使抽油杆 磨損壽命從理論上增加了 24倍；另一方面，由於抽油杆轉動時形成的附加扭矩，使抽油杆的彎曲 點和彎曲朝向發生偏移，從而把原來的抽油杆和油管的固定點磨損變 成非固定點磨損，因而大幅度提高了抽油杆和油管使用壽命。該裝置在運行時，由於單井的參數差異，抽油杆平均轉數為2— 10圈/24小時，旋轉時產生的附加扭矩很小，通過抽油杆在一個衝次 內釋放，不會對抽油機、抽油杆及井下設備造成破壞。因此，該裝置 對治理杆管偏磨有良好功效，抽油杆磨損壽命能提高4-8倍，油管磨 損壽命能提高7-10倍。(2) 減震因該裝置設計有高性能儲能裝置3，在抽油機運行過程中發生應 力突變時，能有效吸收高於平均值80%的能量，再勻速釋放出來，從 而大幅度減小了因震動而對抽油機造成的機械性損害。對應用該裝置 的井，因衝擊性震動造成的躺井作業可以減少85%以上。國產的儲能 裝置3中的儲能元件疲勞壽命僅20萬次左右，可引進日本特殊鋼材 並同核工業部直屬院所合作開發的新型高效儲能裝置，其中的儲能元 件疲勞壽命可達1.2X107次，例如衝次為4、 8、 12的井，其疲勞壽 命分別為5.7、 2.8、 1.9年，能夠滿足抽油機高強度工況的要求。(3) 保護抽油泵及泵內柱塞5由於該裝置能對抽油杆突然增大的拉力有極強的緩衝作用，故能 有效地避免由於抽油泵發卡等因素而引起的應力突增而造成的損壞。(4) 防止脫扣抽油機在運行過程中，由於應力突變，易對抽油杆產生反向附加 扭矩，從而使油杆接箍褪扣，該裝置始終帶動抽油杆作正向轉動，因 而有緊扣功能，可有效地防止因接箍脫扣而造成的停井事故，該裝置 可以取代原有的抽油杆防脫器。(5) 懸繩器功能 該裝置外殼是用高強度不鏽鋼鑄造而成，結構堅固，設計承載力50T，滿足抽油機運行時的最大載荷，使用時取代原有的懸繩器。(6) 轉速具有可調性該裝置中的旋轉裝置4中可設計有轉速調節機構，故可根據不同 油井工況要求對轉速進行方便的調整。結構緊湊，體積小，重量輕， 便於安裝、檢修、調整。(7) 適用性該裝置也可以與已有的部分井下防偏磨裝置同時使用，並能取得 更佳效果。(8) 便於安裝檢修安裝簡便，該裝置適用於各型抽油機，安裝時只需停機，用該裝 置換下原有懸繩器即可。本實用新型解決了目前機杆泵抽油時抽油杆偏磨、斷脫及震動的 問題，無需外部動力而形成對光杆足夠的力矩使其旋轉，防止了井口 與光杆的偏磨，不影響盤根的密封性，具有防治杆管偏磨、降低機械 損耗、防脫杆及卡泵的多項功能，大幅度減少了因偏磨、震動造成的 斷脫杆事故，同時對保護機採設備、提高單井產量具有重要意義，大 幅度地節約了生產成本，具有功能多樣、操作簡單及使用方便的特點。
權利要求1、一種抽油杆綜合保護器，包括下殼體(1)及上殼體(2)，上殼體(2)置於下殼體(1)內，其特徵在於上殼體(2)內自下到上依次安裝有儲能裝置(3)、旋轉裝置(4)及星輪(5)，儲能裝置(3)上方有承壓導向套(6)及承壓軸承(7)，上殼體(2)的上端裝有夾杆器(8)及壓頭(9)，夾杆器(8)的下端與星輪(5)相嚙合。
專利摘要一種抽油杆綜合保護器。主要解決現有的橫拉杆搖臂旋轉機構需要外力實現、井口與光杆偏磨加劇、易使盤根漏油、功能單一及操作難掌握的問題。其特徵在於上殼體(2)內自下到上依次安裝有儲能裝置(3)、旋轉裝置(4)及星輪(5)，儲能裝置(3)上方有承壓導向套(6)及承壓軸承(7)，上殼體(2)的上端裝有夾杆器(8)及壓頭(9)，夾杆器(8)的下端與星輪(5)相嚙合。該抽油杆綜合保護器解決了抽油杆偏磨、斷脫及震動的問題，無需外部動力而形成對光杆足夠的力矩使其旋轉，防止了井口與光杆的偏磨，不影響盤根的密封性，具有功能多樣、操作簡單及使用方便的特點。
文檔編號E21B17/00GK201110140SQ20072031063
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者畏 何 申請人:畏 何