專利名稱：新型抽油桿防脫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采油用的機(jī)械設(shè)備，具體地說，是一種防止抽油桿脫扣和便于解卡的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
對有桿泵抽油井而言，特別是斜井一直存在著一個(gè)技術(shù)難題——常常發(fā)生抽油桿連接螺紋松動(dòng)、脫落的事故。分析起來，造成抽油桿柱抗脫能力低的原因很多，如由于井斜，造成油管的軸線方向與抽油桿柱的重力方向不一致，致使油管中的抽油泵柱塞和抽油桿柱承受著附加扭矩的作用；當(dāng)抽油桿柱下行運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受阻力造成下部抽油桿柱彎曲，也會(huì)產(chǎn)生附加扭矩；另外，在抽油桿制造過程中，螺紋軸線與臺(tái)肩端面垂直度之間也不可避免地會(huì)存在偏差以及組裝抽油桿柱的過程中預(yù)緊力不夠等，都易導(dǎo)致抽油桿柱的松脫。隨著抽油桿柱在油管中運(yùn)動(dòng)方向的變化，這些扭矩方向也會(huì)隨著改變，這種大小和方向經(jīng)常變化的扭矩，導(dǎo)致了抽油桿柱的連接螺紋旋松。采油生產(chǎn)中存在的另一個(gè)技術(shù)難題——油井因出砂、結(jié)蠟等原因而常常發(fā)生卡泵事故，直接影響到油井的正常生產(chǎn)，每排除一次脫扣或卡泵的事故，都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，付出大量的人力、物力。長期以來，為了解決抽油桿柱的脫扣和卡泵問題，人們設(shè)計(jì)與制造出多種防脫或解卡的裝置，其中專利號(hào)98221361.1、名稱為《油井抽油桿可倒扣防脫器》的技術(shù)較好，其原理是當(dāng)抽油桿上承受的扭矩過大時(shí)，球軸上端的球頭即會(huì)在上接頭與球座圍成的球腔中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而消除扭矩，防止抽油桿脫扣；當(dāng)發(fā)生卡泵事故時(shí)，采用常規(guī)的上提抽油桿的方法，隨后反向轉(zhuǎn)動(dòng)抽油桿，使某一部位的抽油桿連接螺紋旋松、脫離，便達(dá)到了解卡的目的。該專利技術(shù)兼有防脫和解卡的雙重功能，不足之處是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且各部件之間由于都采用了普通螺紋連接，長期運(yùn)行容易因螺紋連接松動(dòng)而脫扣；由于只有一個(gè)球運(yùn)動(dòng)副，在重負(fù)荷的作用下，球頭旋轉(zhuǎn)的阻力較大，難以保證長期運(yùn)行中防脫功能的可靠性；采用常規(guī)的反向旋轉(zhuǎn)抽油桿方法解卡時(shí)，操作較為繁鎖，且容易發(fā)生抽油桿損傷、斷裂乃至傷人等事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、方便實(shí)用的新型抽油桿防脫器，該防脫器在重負(fù)荷和長期運(yùn)行中，具有更加可靠的防脫和解卡效果。
本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)該裝置主要由上接頭、芯桿、定位環(huán)、壓緊套組成，裝置的上端有與抽抽桿連接的內(nèi)螺紋。芯桿在裝置的軸線處，其上體有徑向槽，下端有與抽油桿連接的外螺紋。定位環(huán)是一個(gè)嵌套在芯桿之徑向槽部位的空心球體或空心球臺(tái)部件，此空心球體或空心球臺(tái)部件的內(nèi)壁可以是環(huán)形凸起，此環(huán)形凸起嵌入芯桿徑向槽內(nèi)，凸起的厚度、弧長可根據(jù)受力情況預(yù)先做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)——既保證正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)被剪斷破壞，又要保證解卡提升抽油桿時(shí)凸起能被剪斷。該空心球體或空心球臺(tái)部件由兩個(gè)或多個(gè)分瓣組成。壓緊套活動(dòng)套連在芯桿上，壓緊套內(nèi)孔與芯桿之間有間隙，此間隙可以是等距離，也可以是一個(gè)上窄下寬的間隙區(qū)，壓緊套上端有一個(gè)與定位環(huán)相對應(yīng)的凹形，壓緊套外部有螺紋。上接頭套裝在定位環(huán)、壓緊套之外部，其下部與壓緊套螺紋連接，這種連接可采用抽油桿螺紋連接，上接頭中部有與定位環(huán)對應(yīng)的凹形。該裝置的組裝程序是先把壓緊套自上而下地套裝在芯桿上，再將定位環(huán)內(nèi)壁的凸起卡在芯桿的徑向槽內(nèi)，最后將上接頭套裝在壓緊套上，并與壓緊套螺紋連接。使用時(shí)，通過該裝置兩端的內(nèi)螺紋和外螺紋，分別與上方和下方的抽油桿連接。運(yùn)行時(shí)，當(dāng)抽抽桿承受到較大扭矩時(shí)，此扭矩傳遞到本裝置的芯桿上，于是芯桿既可沿著定位環(huán)凸起轉(zhuǎn)動(dòng)，定位環(huán)也可跟隨芯桿轉(zhuǎn)動(dòng)，又可在壓緊套內(nèi)自由擺動(dòng)，從而消除了由于井筒彎曲等原因所產(chǎn)生的扭矩及彎曲應(yīng)力，有效地防止了抽油桿脫扣事故的發(fā)生。一旦發(fā)生卡泵事故時(shí)，則采用常規(guī)的提升抽油桿的方法，以大于抽油桿工作載荷和小于抽油桿破壞載荷的拉力，將定位環(huán)上嵌入芯桿徑向槽內(nèi)的凸起剪斷，便可使與該防脫器相連接的上、下兩部分抽油桿柱彼此脫離，達(dá)到安全可靠、快速解卡的目的。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、使用安全，由于該裝置的上、下體之間，既可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以自由擺動(dòng)，能夠及時(shí)而充分地消除扭矩、彎曲阻力等，因此具有良好的防脫和解卡功能，有效地保證了抽油桿的安全運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是兩個(gè)二分之一空心球體組成的定位環(huán)的縱向剖面圖；圖3是兩個(gè)二分之一空心球體組成的定位環(huán)的俯視圖；圖4是空心球臺(tái)組成的防脫器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是兩個(gè)二分之一空心球臺(tái)組成的定位環(huán)的縱向剖面圖；圖中1是內(nèi)螺紋、2是上接頭、3是定位環(huán)、4是芯桿、5是壓緊套、6是間隙區(qū)、7是外螺紋、8是徑向槽、9是凸起、10是芯桿上端的球面。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖敘述兩個(gè)實(shí)施例實(shí)施例1防脫器的上下兩端分別有一個(gè)與抽油桿連接的內(nèi)螺紋1和外螺紋7。防脫器的中心軸線位置上有一個(gè)芯桿4，芯桿直徑30mm。芯桿的上體有一個(gè)環(huán)形槽8，槽寬5mm，槽深4mm。芯桿的外側(cè)套裝著一個(gè)壓緊套5，壓緊套的上端與定位環(huán)3呈活動(dòng)配合。壓緊套內(nèi)孔與芯桿之間有一個(gè)上窄為3mm、下寬為6mm的圓錐形間隙區(qū)6。定位環(huán)3由兩個(gè)二分之一空心球體組成，空心球體的中部有一個(gè)凸起，定位環(huán)的凸起嵌入芯桿的環(huán)形槽內(nèi)。上接頭2套裝在定位環(huán)、壓緊套之外側(cè)，并通過抽油桿螺紋與壓緊套固連一起，上接頭中部與定位環(huán)對應(yīng)處為凹形，二者呈活動(dòng)配合。凹形體為圓弧面，設(shè)計(jì)的解卡載荷為140KN，據(jù)此，算出定位環(huán)凸起的剪切面積為弧長25mm、厚5mm、寬4mm。當(dāng)用于直井或其它工況，只需要芯桿轉(zhuǎn)動(dòng)，但不需要其自由擺動(dòng)時(shí)，壓緊套5與芯桿4的配合間隙(空間)，可以是等距離的，并且應(yīng)取小值，例如0.2mm。
實(shí)施例2該防脫器的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于定位環(huán)3是由兩個(gè)二分之一空心球臺(tái)組成，定位環(huán)3與壓緊套5的上體部、上接頭2的中部凹形，呈活動(dòng)配合。同時(shí)芯桿上端球面與上接頭2中部凹形，也呈活動(dòng)配合。球體中部的凸起，厚5mm、寬4mm、弧長30mm。當(dāng)用于直井或其它工況，只需要芯桿轉(zhuǎn)動(dòng)，但不需要其自由擺動(dòng)時(shí)，壓緊套5與芯桿4的配合間隙(空間)，可以是等距離的，并且應(yīng)取小值，例如0.2mm。
權(quán)利要求
1.新型抽油桿防脫器，上端和下端分別有與抽油桿連接的內(nèi)螺紋1和外螺紋7，其特征是主要由上接頭2、芯桿4、定位環(huán)3、壓緊套5組成，芯桿的上體有徑向槽8，下端有與抽油桿連接的外螺紋7，定位環(huán)是一個(gè)嵌套在芯桿之徑向槽部位的空心球體或空心球臺(tái)部件，此空心球體或空心球臺(tái)部件的內(nèi)側(cè)有凸起9，該凸起能插入徑向槽內(nèi)，壓緊套5套裝在芯桿4上，其間有間隙6，上接頭2套裝在定位環(huán)、壓緊套的外面，并與壓緊套呈螺紋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防脫器，其特征在于所述的定位環(huán)3的空心球體或空心球臺(tái)部件，是由二個(gè)或多個(gè)帶有凸起9的球形分瓣構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防脫器，其特征在于所述的壓緊套5套裝在芯桿4上，其間的間隙可以是等距離間隙，也可以是上窄下寬的間隙。定位環(huán)和芯桿相對壓緊套、上接頭可以旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采油用的抽油桿保護(hù)裝置——新型抽油桿防脫器。主要由上接頭2、芯桿4、定位環(huán)3、壓緊套5組成。芯桿的上端有徑向槽8,定位環(huán)是一個(gè)套接在芯桿之徑向槽部位的空心球體或空心球臺(tái)部件,此空心球體或空心球臺(tái)部件上有嵌入徑向槽的環(huán)形凸起9,壓緊套5套裝在芯桿4上,其間有上窄下寬的間隙6;上接頭套裝在定位環(huán)、壓緊套的外面并與壓緊套螺紋連接。本發(fā)明防脫器,由于工作時(shí)芯桿可以自由地旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng),因而能隨時(shí)消除扭矩而避免抽油桿發(fā)生松動(dòng)、脫落事故;工作時(shí),一旦發(fā)生卡泵事故,采用常規(guī)的提升抽油桿的辦法,就能方便地解卡,同時(shí)也能達(dá)到保護(hù)抽油桿的目的。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B17/02GK1376850SQ0210080
公開日2002年10月30日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
發(fā)明者張川民 申請人:張川民