CN100999982B - 一种接箍预置抽油杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种接箍预置抽油杆。在抽油杆上预置连接有接箍，接箍呈圆筒状，其外表的左边有两个互相平行的接箍，内壁从左到右分别是内接触面、退刀槽、内螺纹和支口，左侧面是圆环底；抽油杆自左向右依次分别为左叉口、外螺纹接头、左密封槽、台肩、台肩过渡区、扳手夹持部位、左过渡区、杆体、右过渡区、镦粗段、台阶、右密封槽、O形密封槽、右接头、右叉口；中心通孔由大内孔和小内孔组成，小内孔左起点与镦粗段的左起点相对应；左叉口和右叉口分别在管壁上具有相互配合的牙和缺口。本发明的预置抽油杆具有强度高、抗变形、不易脱扣、操作方便和密封性能好的优点。本发明预置抽油杆适宜在石油开采机具中应用。

Description

一种接箍预置抽油杆
技术领域
本实用新型涉及的是机械领域的石油开采机具，具体地说是一种接箍预置抽油杆。
背景技术
在抽油机井和螺杆泵抽油井中使用的抽油杆柱是由许多根抽油杆的外螺纹通过许多个接箍的内螺纹连接起来的。抽油杆的接头靠抽油杆台肩与接箍端面之间的预紧力来防止抽油杆脱扣，抽油杆接头抗脱扣扭矩的性能比较差。在抽油机井中，抽油杆柱主要承受拉-拉不对称循环载荷的作用，但是有些抽油机井由于井筒的某些部位倾斜或抽油杆在下行程时发生弯曲等原因，使抽油杆接头承受附加的脱扣扭矩，引起抽油杆脱扣事故。另外，在螺杆泵抽油井中，抽油杆主要承受扭转载荷，而抽油杆接头承受扭矩的性能比较差，常常发生撸扣现象，引起抽油杆柱失效。
国家实用新型专利：新型镦锻式防脱空心抽油杆(ZL00246569.8)，其主要特征在于：空心抽油杆的左右两端头都有互相配合的叉口(由牙和缺口组成)，左右两端部都有外螺纹。使用时，将接箍的内螺纹完全旋入第一根抽油杆的右端部的外螺纹接头，然后将第二根抽油杆的左端的叉口插入第一根抽油杆的右端部的叉口，最后将接箍反向旋转，与第二根抽油杆的左端部的外螺纹接头连接。这种空心抽油杆的优点是：抽油杆的接头靠互相插入的牙传递扭矩，具有很好的传递扭矩的性能和防脱性能。其缺点是：接箍从第一根抽油杆的右端部的外螺纹接头反向旋转，与第二根抽油杆的左端部的外螺纹接头连接时，很难对准螺矩，而使互相插入的牙和缺口延轴向有间隙，而且接箍来回旋转，很麻烦，增加了工作量，浪费时间；此外，通过接箍互相连接的两根抽油杆的外螺纹接头，在轴向没有约束力，工作时两个外螺纹接头晃动，引起外螺纹接头早期失效。
发明内容
为了克服现有抽油杆容易脱落或失效的缺点，本发明提出一种接箍预置抽油杆。该抽油杆通过接箍预置的方式解决抽油杆脱扣、提高接头的抗扭矩和抗疲劳性能的技术问题。
本发明解决技术问题所采取的方案是：
A、接箍预置抽油杆结构
它包括空心抽油杆和空心抽油杆连接的接箍，接箍呈圆筒状，其外表的左边有两个互相平行的接箍，内壁从左到右分别是内接触面、退刀槽、内螺纹和支口，左侧面是圆环底；抽油杆自左向右依次分别为左叉口、外螺纹接头、左密封槽、台肩、台肩过渡区、扳手夹持部位、左过渡区、杆体、右过渡区、镦粗段、台阶、右密封槽、O形密封槽、右接头、右叉口；中心通孔由大内孔和小内孔组成，小内孔左起点与镦粗段的左起点相对应；左叉口和右叉口分别在管壁上具有相互配合的牙和缺口。
B、预置抽油杆的制造工序
①、毛坯锻粗工序，把选择的管材的左端镦锻成符合成品要求的毛坯，右端镦锻成符合镦粗段要求的等直径杆；
②、抽油杆坯料淬火和回火工序，对抽油杆镦锻好的坯料进行整体水淬火，淬火后回火处理；
③、接箍热处理与加工工序，对接箍进行热处理与精加工；
④、接箍穿入抽油杆工序，将接箍从抽油杆的左端穿入抽油杆的中间；
⑤、镦锻毛坯工序，将右端镦锻成符合产品要求的毛坯；
⑥、镦粗段和镦锻毛坯局部热处理工序，对一部分镦粗段和右端部镦锻的毛坯进行局部热处理，采用中频感应加热，进行淬火和回火热处理；
⑦、精加工工序，将抽油杆的左端部和右端部进行精加工
按照本发明方法制造的空心或实心预置抽油杆具有强度高、抗变形、不易脱扣、操作方便和密封性能好的优点。适宜在石油开采机具中应用。
附图说明
图1为本发明空心预置抽油杆结构图
图2为本发明预置抽油杆A-A剖面图
图3为本发明预置抽油杆B-B剖面图
图4为本发明预置抽油杆接箍结构图
图5为本发明预置抽油杆C-C剖面图
图6为本发明预置抽油杆接头结构图
图7为本发明实心预置抽油杆结构图
图中，1.叉口，2.外螺纹接头，3.左密封槽，4.台肩，5.台肩过渡区，6.扳手夹持部位，7.左过渡区，8.杆体，9.右过渡区，10.镦粗段，11.台阶，12.右密封槽，13.O形密封槽，14.右接头，15.右叉口，16.大内孔，17.小内孔，18.连接段，19.接箍，19.1.圆环底，19.2.接箍平面，19.3.内接触面，19.4.退刀槽，19.5.内螺纹，19.6.支口。
具体实施方式
A、预置抽油杆结构
如图1～图7所示，本实用新型接箍预置抽油杆，它包括空心抽油杆和空心抽油杆连接的接箍19，接箍呈圆筒状，其外表的左边有两个互相平行的接箍平面19.2，内壁从左到右分别是内接触面19.3、退刀槽19.4、内螺纹19.5和支口19.6，左侧面是圆环底19.1；抽油杆自左向右依次分别为左叉口1、外螺纹接头2、左密封槽3、台肩4、台肩过渡区5、扳手夹持部位6、左过渡区7、杆体8、右过渡区9、镦粗段10、台阶11、右密封槽12、O形密封槽13、右接头14、右叉口15；中心通孔由大内孔16和小内孔17组成，小内孔左起点与镦粗段的左起点相对应；左叉口1和右叉口15分别在管壁上具有相互配合的牙和缺口。
图7中，在外螺纹接头2与台肩4之间设有连接段18。
A-A剖面图中所表示的扇形牙的圆弧角度β为89.2-90.0°，在89.6°圆弧角度，β角如果大于90.0°，则左叉口1和右叉口15的牙和缺口无法配合；如果小于89.2°，则左叉口1和右叉口15的牙和缺口配合间隙比较大，会导致相互冲击而损坏。
扳手夹持部位6的横截面是正六边形
镦粗段10的外径增大到39mm(杆体外径为38mm)，内孔17mm的外径为18mm(杆体外径为26mm)，镦粗段10的左起点到台阶11的距离为120mm。
抽油杆也可以是实心抽油杆，它与空心抽油杆的差别是实心，右接头上没有密封槽和O形密封圈，左外螺纹接头上的密封槽由卸荷槽替代，它的镦粗段的外径比杆体外径大30％左右。小内孔16的左起点与镦粗段10的左起点相对应。
B、预置抽油杆的制造工序
①、毛坯锻粗工序，把外径为38mm、内径为26mm的35CrMo管材的左端镦锻成符合成品要求的毛坯，右端镦锻成符合镦粗段10要求的等直径杆；
②、抽油杆坯料淬火和回火工序，对抽油杆镦锻好的坯料进行整体水淬火，温度为900℃，回火温度580℃；
③、接箍热处理与加工工序，对接箍19进行热处理与精加工；
④、接箍穿入抽油杆工序，将接箍19从抽油杆的左端穿入抽油杆的中间；
⑤、镦锻毛坯工序，将右端镦锻成符合产品要求的毛坯；
⑥、镦粗段和镦锻毛坯局部热处理工序，对一部分镦粗段10和右端部镦锻的毛坯进行局部热处理，采用中频感应加热，进行热处理，水淬火温度900℃，回火温度580℃；
⑦、精加工工序，将抽油杆的左端部和右端部进行精加工。
由于工序②对抽油杆的锻造毛坯进行了整体热处理，工序⑥对一部分镦粗段10和右端部镦锻的毛坯进行了局部热处理，使整根抽油杆得到了比较理想的金相组织，从而保证整根抽油杆有很好的力学性能。工序⑤对抽油杆的右端部进行镦锻后，锻造热影响区的力学性能下降，虽然工序⑥对这部位进行了局部热处理，锻造热影响区的力学性能有所提高，但仍比杆体8差。为此镦粗段10加大了外径(为39mm)，内孔的直径减小到18mm，增大了横截面积，降低了应力水平，从而保证此部位与杆体8的强度。
使用时，将第一根抽油杆的右叉口15和第二根抽油杆的左叉口1的牙分别插入对方的缺口中，在外螺纹接头2的左密封槽3和右接头14的密封槽12中安装入O形密封圈13，使接箍19的内螺纹19.5与第二根抽油杆的外螺纹接头2相连接，并使接箍19的圆环底19.1的内侧面紧靠第一根抽油杆的台阶11。这样抽油杆接头靠互相配合插入的牙传递扭矩，接箍19将右接头14和外螺纹接头2紧密地连在一起，使接头具有很好的抗扭性能和防脱扣性能，而且操作方便，接头密封性好。

Claims (5)

1.一种接箍预置抽油杆，它包括空心抽油杆和空心抽油杆连接的接箍，其特征是：接箍(19)呈圆筒状，其外表的左边有两个互相平行的接箍平面(19.2)，内壁从左到右分别是内接触面(19.3)、退刀槽(19.4)、内螺纹(19.5)和支口(19.6)，左侧面是圆环底(19.1)；抽油杆自左向右依次分别为左叉口(1)、外螺纹接头(2)、左密封槽(3)、台肩(4)、台肩过渡区(5)、扳手夹持部位(6)、左过渡区(7)、杆体(8)、右过渡区(9)、镦粗段(10)、台阶(11)、右密封槽(12)、O形密封槽(13)、右接头(14)、右叉口(15)；中心通孔由大内孔(16)和小内孔(17)组成，小内孔左起点与镦粗段的左起点相对应；左叉口(1)和右叉口(15)分别在管壁上具有相互配合的牙和缺口。
2.根据权利要求1所述的预置抽油杆，其特征是：扳手夹持部位(6)的横截面是正六边形。
3.根据权利要求1所述的预置抽油杆，其特征是：镦粗段的外径略比杆体的外径大，其内径比杆体的内径小30％，镦粗段的左起点到台阶的距离为100-120mm。
4.根据权利要求1所述的预置抽油杆，其特征是：所述左叉口和右叉口的牙分别为两个横截面呈扇形并且以扇形的圆心为对称中心的圆弧牙。
5.根据权利要求4所述的预置抽油杆，其特征是：扇形牙的圆弧角度为89.2～90.0°。
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