CN1013782B - 齿轮齿条式抽油杆井下增程装置 - Google Patents
齿轮齿条式抽油杆井下增程装置Info
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Abstract
本发明提供一种石油采油工程中用来增加抽油杆行程的齿轮齿条式抽油杆井下增程装置。该装置接于抽油泵上面可以将上部抽油杆输入的行程增加一倍，并从该装置下部输出出去，带动抽油泵活塞上下运动。为冲程较小的普通抽油机带动长冲程泵工作提供了新的途径。
Description
本发明属于石油有杆采油中用来增加抽油杆行程的一种抽油杆井下增程装置。
目前在石油有杆采油中，长冲程泵的充满系数高，有利于多采石油，有利于节能，但是采用长冲程泵的井需要用长冲程抽油机配合使用。中国专利86102979公布了一种链条抽油机，它的增程方式是通过增加抽油机的高度来增加抽油机的冲程，这种抽油机的冲程可以达到5米以上。对一口已开采井，需要采用长冲程泵采油时，就必须把地面上原来使用的常规抽油机换成长冲程抽油机。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，提供一种不需要对冲程较小的常规抽油机做任何改动就能带动长冲程泵工作的抽油杆井下增程装置。该装置应用齿轮齿条机构的运动特性，可以把从动力输入筒输入的冲程增加一倍，并从动力输出筒输出出去，为长冲程泵用于常规抽油机开拓了新的途径。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：在井下管柱上，抽油泵的上方，安装一种抽油杆井下增程装置（附图1）。该装置由外工作筒、内工作筒、齿轮齿条机构和脱接器组成。外工作筒上下两端连接在油管柱上，内工作筒固定在外工作筒中，内外工作筒之间留有过流通道，抽油泵采出的液体经过此通道从下向上流入上部油管。齿轮齿条机构
被密封安装在内工作筒中，齿轮齿条机构的动力输出筒从内工作筒下端伸出，与下部抽油杆连接，齿轮齿条机构的动力输入筒从内工作筒上端伸出，与脱接器连接，脱接器则通过对接锚与上部抽油杆连接。
本装置可以通过以下措施来实现。
脱接器由对接锚（2）、滑块（36、38）、弹簧（39）、脱接器体（3）和滚轮（5）组成。对接锚上端与抽油杆连接，下端可以与脱接器对接或脱离。脱接器体在下端与动力输入筒（8）连接，一组滚轮将它扶正在外工作筒中。从附图4、5、6可以看出滑块（36、38）的全部结构，滑块内侧有一圆弧面（41），外侧有圆弧形脱卡斜面（42）。两滑块被叠合着放入脱接器体的横向孔内，弹簧（39）使两滑块的圆弧面向中心闭合（见附图2的B-B剖面）。
在对接时，对接锚头部的锥形头（4）插入两滑块中间，迫使两滑块向外分开，当锥形头通过后，两滑块在弹簧作用下复位，卡在对接锚的径缩部位，使脱接器结合成一个整体。
在抽油情况下，脱接器在外工作筒内部内工作筒上方的空间里运动，两滑块的脱卡斜面始终不与上接头（1）上的脱卡斜面（30）接触，两滑块不能释放对接锚。
当需要起出抽油杆时，只要上提抽油杆，将脱接器提到外工作筒顶部，两滑块就会在上接头的脱卡斜面的推动下松开对接锚的径缩部，将对接锚释放。
外工作筒由三段筒体（6、14、24）、上接头（1）、下接头（29）和两个中间接头（9、20）连接而成。上下接头分别与上下油管连接，三段筒体可以制成上下两段筒径较小，中间一段筒径较大的阶梯式筒体，
使外工作筒能较好地适应油井井筒的弯曲。
内工作筒由两段筒体（16、21）、两个连接体（10、19）和扶正接头（23）连接而成。上段筒体（16）为长圆形截面，以加大安装齿轮齿条机构的空间。内工作筒通过中间接头（9、20）和连接体（10、19）固定在外工作筒中，内外工作筒之间有过流通道（11），抽油泵采出的液体经过此通道从下部油管流入上部油管。
齿轮齿条机构由动力输入筒（8）、齿轮架（13）、齿轮组（12）、定齿条（15）、动齿条（7）和动力输出筒（18）组成。动力输入筒上端与脱接器连接，下端与齿轮架连接，其内部空腔是动齿条的活动空间。动齿条是双面齿条，顶端装有扶正装置（31），下端与动力输出筒连接;动力输出筒下端通过球铰接头（35）与下部抽油杆连接。两根定齿条通过螺钉（40）对称地固定在内工作筒壁的凹槽内，齿轮组分两列铰连在齿轮架上，其外侧与定齿条啮合，内侧与动齿条啮合。齿轮架以定齿条为导轨上下滑动，将齿轮齿条机构定位在内工作筒中心上。
由于在该齿轮齿条机构中动力输入筒、齿轮架和齿轮组是主动件、动齿条和动力输出筒是从动件，定齿条固定不动，所以当动力输入筒从下止点运动到上止点走过一个冲程的距离时，该齿轮齿条机构的运动特性就会使动力输出筒以两倍于动力输入筒的运动速度同步向上运动，走过两个冲程的距离，起到增大冲程的作用，在下冲程时也是一样。
为了提高动齿条和动力输出筒的运动稳定性，动齿条上没有齿的两个侧面作成与动力输出筒外径一致的圆柱面，在内工作筒的中部装有扶正套（33），将动齿条和动力输出筒稳定在内工作筒中心上。
为了提高动齿条在动力输入筒中的运动稳定性，可以将动力输入筒的内孔制成与动齿条外圆柱面作滑动配合。
为了使齿轮齿条机构得到润滑，内工作筒制成密封的，在内工作筒两端装有导向密封装置（32、34），与动力输入筒和动力输出筒配合密封，形成一个润滑密封腔，润滑油从动力输出筒下端加入，充满内工作筒，内工作筒中的空气从扶正接头（23）上的排气螺钉（25）排出。
由于动力输出筒的运动速度是动力输入筒运动速度的两倍，为了使润滑密封腔内的体积不变，动力输入筒的横截面积应设计为动力输出筒的两倍。
为了使润滑密封腔内的压力与外工作筒中的压力相等，消除液压力对动力输入筒和动力输出筒的影响，在动力输出筒内装有平衡活塞（22），活塞两边分别通过孔（17）和孔（25）与内工作筒和外工作筒连通，使平衡活塞能随内外压差的变化上下移动，起到调节压力平衡的作用。
为了将动力输出筒的下端稳定在下部油管中，在球铰接头的连接螺母（27）上，可以设置扶正滚轮（28）或扶正块。
附图说明：
附图1表示抽油杆井下增程装置的组装结构示意图。
附图2表示附图1的B-B剖面图。
附图3表示附图1的A-A剖面图。
附图4表示滑块的主视图。
附图5表示滑块的俯示图。
附图6表示滑块的左示图。
从附图1中可以看出抽油杆井下增程装置由外工作筒、内工作筒、
齿轮齿条机构和脱接器四大部分组成的情况。其中，外工作筒由筒体（6、14、24）、中间接头（9、20）、上接头（1）和下接头（29）连接而成，其上下两端连接在油管柱上。
内工作筒由筒体（16、21）、连接体（10、19）和扶正接头（23）连接而成，并通过中间接头（9、20）和连接体（10、19）固定在外工作筒中。
齿轮齿条机构由动力输入筒（8）、齿轮架（13）、齿轮组（12）、定齿条（15）、动齿条（7）和动力出筒（18）连接啮合而成，整个齿轮齿条机构安装在内工作筒中，其动力输入筒（8）从内工作筒上端伸出与脱接器连接，其动力输出筒（18）从内工作筒下端伸出，通过球铰接头（35）与下部抽油杆连接。
脱接器由对接锚（2）、滑块（36、38）、弹簧（39）、脱接器体（3）和滚轮（5）构成。对接锚（2）的上端与上部抽油杆连接，下端通过滑块（36、38）可以与脱接器体（3）对接或脱离，脱接器体在下端与动力输入筒（8）连接。
从附图2中可以看出两滑块在脱接器体内卡住对接锚径缩部位的情况。
从附图3中可以看出外工作筒与内工作筒的截面形状和它们之间形成的过流通道。还可以看出齿轮齿条机构中的齿轮架、齿轮组、定齿条和动齿条在内工作筒中的布置情况，以及它们之间的相互连接和啮合情况。
从附图4、5、6中可以看出滑块的详细结构。
具体实施：在泵筒上接数根油管下入井中，将活塞接上活塞杆和适当长的抽油杆下入泵筒中，将本装置动力输出筒下端的球铰接头与
下部抽油杆连接，再将外工作筒下接头与下部油管连接，然后接上油管将本装置下入井中预定位置。在抽油杆的下端接上对接锚，从油管中下入，直至对接锚与脱接器对接上。将脱接器放至下止点，适当上提抽油杆，调好防冲距，起动抽油机即可工作。
Claims (10)
1、一种由外工作筒、内工作筒、齿轮齿条机构和脱接器组成的石油采油工程中用以增加抽油杆行程的抽油杆井下增程装置，其特征在于：外工作筒的上下两端与油管柱连接，内工作筒固定在外工作筒中，内外工作筒之间有产出液的过流通道，齿轮齿条机构被密封在内工作筒中润滑，齿轮齿条机构的动力输出筒从内工作筒下端伸出，与下部抽油杆连接，齿轮齿条机构的动力输入筒从内工作筒上端伸出，与脱接器连接，脱接器在外工作筒中内工作筒上方的空间里运动，脱接器的对接锚与上部抽油杆连接。
2、根据权利要求1所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的脱接器是由对接锚、脱接器体、两块滑块、弹簧和滚轮组成的，左右滑块被叠合着放入脱接器体的横向孔内，在两滑块之间装有弹簧，对接锚被两滑块卡在径缩部位，与脱接器连接成一体，两滑块在外工作筒上接头内的脱卡斜面作用下释放对接锚，一组滚轮将脱接器扶正在工作筒中。
3、根据权利要求1所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的齿轮齿条机构是由动力输入筒、齿轮架、齿轮组、定齿条、动齿条和动力输出筒组成的，动力输入筒的下端与齿轮架连接，两根定齿条对称地固定在内工作筒中，齿轮架以定齿条为导轨上下运动，齿轮组分两列铰连在齿轮架上，其外侧与定齿条啮合，内侧与动齿条啮合，动齿条下端与动力输出筒连接，动力输入筒和齿轮架是主动件，动齿条和动力输出筒是从动件。
4、根据权利要求3所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的动齿条是双面齿条，齿条上无齿的两侧面可以制成与动力输出筒外径一致的圆柱面，齿条的顶端可以装有扶正装置。
5、根据权利要求3所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的动力输入筒是空心的，其内孔可以制成与动齿条外圆柱面滑动配合，其内部空腔是动齿条的活动空间。
6、根据权利要求3所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的动力输出筒是空心的，内部装有平衡活塞，两端分别与内工作筒和外工作筒连通，动力输出筒的下端通过球铰接头与下部抽油杆连接。
7、根据权利要求3所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的动力输入筒的横截面积为动力输出筒横截面积的两倍。
8、根据权利要求1所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的外工作筒可以由数段筒体连接而成，可以制成两端筒体直径较小，中间筒体直径较大的阶梯式筒体。
9、根据权利要求1所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的内工作筒不仅是齿轮齿条机构的构架，而且构成了齿轮齿条机构的润滑密封腔，它的两端装有导向密封装置与动力输入筒和动力输出筒配合密封，中部装有扶正套，下端装有排气螺钉，筒的横截面可以制成长圆形的。
10、根据权利要求1所述的抽油杆井下增程装置，其特征在于：所说的内工作筒通过外工作筒上的两个中间接头和内工作筒上的两个连接体固定在外工作筒中。
Priority Applications (1)
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| CN 89107134 CN1013782B (zh) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 齿轮齿条式抽油杆井下增程装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 89107134 CN1013782B (zh) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 齿轮齿条式抽油杆井下增程装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1045627A CN1045627A (zh) | 1990-09-26 |
| CN1013782B true CN1013782B (zh) | 1991-09-04 |
Family
ID=4857058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 89107134 Expired CN1013782B (zh) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 齿轮齿条式抽油杆井下增程装置 |
Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-09-06 CN CN 89107134 patent/CN1013782B/zh not_active Expired
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