CN101839115A - 一种依靠井内原油润滑的扶正器 - Google Patents

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石永军
綦耀光
曹凤婷
李传秀
温长飞
叶勇
张晨
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Abstract

本发明涉及一种依靠井内原油润滑的扶正器，包括扶正器轴、接箍，弹簧垫圈和定位块，扶正器轴中部设有一凸体，扶正器轴和接箍的外端分别设有内螺纹与抽油杆相连接，其特征在于：扶正器轴凸体上分别开有上部轴向盲孔、上部径向小孔和下部轴向盲孔、下部径向小孔，抽油杆上下运动的过程中原油通过径向小孔流出从而形成连续的润滑油膜。该扶正器具有以下优点：开有轴向孔和径向小孔的扶正器轴与油管内壁接触时，由径向小孔不断流出原油，连续润滑和保护扶正器与油管壁，使得扶正器与油管之间的摩擦力大大降低，大大减轻了油管壁和扶正器自身的磨损。

Description

一种依靠井内原油润滑的扶正器
技术领域
本发明涉及一种油田有杆抽油设备中的抽油杆扶正装置，特别是指一种依靠井内原油润滑的扶正器。
技术背景
抽油机采油是我国石油工业传统而占主导地位的人工举升采油方式，经过多年的开发，许多老油田已进入高含水开发期。目前胜利油田已整体进入特高含水开发期，油井平均含水已达到90.3％以上。高含水期油田在开发过程中，抽油机井管杆偏磨问题是普遍存在的，存在的范围非常广，其中，胜利油田因油管、抽油杆偏磨造成的工作量占油井全部维护工作量的20-30％，并造成每年约上亿元的管杆材料费的损失。为了避免抽油杆与油管内壁之间的磨损，通常采用抽油杆扶正的原理，在杆管出现磨损的部位安装扶正器，确保抽油杆与油管隔离，不产生直接的接触磨损。
目前，常用的扶正器主要有滑动式、滚轮式和外滚轮式。滑动式扶正器多用尼龙和聚乙烯材料制成，导流槽一般设计成直槽，抽油杆尼龙扶正器在使用时，套在抽油杆上，随抽油杆下入井内，但滑动式扶正器杆管之间的摩擦力较大，若扶正器采用较高表面强度的材料制成，则油管磨损严重；若扶正器采用较低表面强度的材料制成，则扶正器磨损严重，需要经常更换扶正器。滚轮式和外滚轮式将杆管之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，在正常应用时，滚轮能沿油管内壁产生滚动，既有扶正效果，也具有减轻摩擦阻力的效果，但由于井内砂粒或其它杂质的影响，容易卡死或磨损使得轴承寿命较低。因此，为了实现抽油杆管偏磨的综合治理，有必要开发新型的扶正器，提高抽油杆与油管的工作寿命，达到有效延长高含水期油井免修期的目的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有扶正器工作寿命不足的问题，提供一种依靠井内原油润滑的扶正器，该扶正器通过原油保持扶正器与油管壁的润滑作用和保护作用，避免抽油杆与油管直接接触，提高抽油杆和油管的工作寿命。
根据实际经验，当油井产出液的含水小于74％时，井液为油包水型，抽油杆与油管之间不存在偏磨现象；当油井产出液的含水大于74％时，井液由油包水型转换为水包油型，杆管之间的润滑性能大大降低，管杆壁失去了原油的润滑作用和保护作用，摩擦力增大并且管杆腐蚀速度加快，使得杆管间磨损加剧。为了在高含水油井使杆管间获得良好的原油润滑作用和保护作用，基于以上考虑，本发明任务解决其技术问题所采用的技术方案是：扶正器主要由扶正器轴、接箍、弹簧垫圈和定位块组成。扶正器轴中部设有一凸体，在凸体端面上设计出沿圆周均匀分布的轴向盲孔，在扶正器轴凸体外壁设计出径向小孔，与轴向盲孔连通，在抽油杆上下运动的过程中油水混合物由轴向盲孔流入，由径向小孔流出。当油水混合物不断地流经轴向盲孔和径向小孔，油水混合物中的原油逐渐存积在轴向盲孔和径向小孔中。当抽油杆向上运动时，扶正器轴凸体端面上部压力增加，挤压上部的轴向盲孔和径向小孔中的原油，使原油由径向小孔流出形成连续的润滑油膜，润滑和保护扶正器与油管壁；当抽油杆向下运动时，扶正器轴凸体端面上部压力增加，挤压下部轴向盲孔和径向小孔中的原油，使原油由径向小孔流出形成连续的润滑油膜，润滑和保护扶正器与油管壁。抽油杆和油管被润滑油膜隔开而不直接接触，杆管之间的摩擦力显著下降，从而降低杆管之间的摩擦和磨损。
本发明的有益效果是：抽油杆在上下运动的过程中，由径向小孔不断流出原油，连续润滑和保护扶正器与油管壁，使得扶正器与油管之间的摩擦力大大降低，大大减轻了油管壁和扶正器自身的磨损；扶正器结构简单，可靠性高。
附图说明
图1为依靠井内原油润滑的扶正器结构示意图；
图2为扶正器A-A剖视图；
1接箍，2弹簧垫圈，3定位块，4扶正器轴，a上部轴向盲孔，b下部轴向盲孔，c上部径向小孔，d下部径向小孔，e扶正器轴凸体上端面，f扶正器轴凸体下端面
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式加以说明。依靠井内液体润滑的扶正器主要由扶正器轴(4)、接箍(1)，弹簧垫圈(2)和定位块(3)组成，如图1所示。扶正器轴(4)中部设有一凸体，扶正器轴(4)凸体上开有6个上部轴向盲孔(a)和6个下部轴向盲孔，如图2所示。每个上部轴向盲孔(a)对应3个上部径向小孔(c)，每个下部轴向盲孔(b)对应3个下部径向小孔(d)。首先依次安装定位块(3)和弹簧垫圈(2)在扶正器轴(4)上，最后将接箍(1)通过螺纹连接在扶正器轴(4)的上端，通过弹簧垫圈(2)避免接箍(1)出现松脱现象。扶正器轴(4)和接箍(1)的外端分别设有内螺纹，以便与抽油杆相连接。
抽油杆初始阶段向上运动时，油水混合物由上部轴向盲孔(a)流入，由上部径向小孔(c)流出；抽油杆初始阶段向下运动时，油水混合物由下部轴向盲孔(b)流入，由下部径向小孔(d)流出。当油水混合物不断地流经上部轴向盲孔(a)、上部径向小孔(c)和下部轴向盲孔(b)、下部径向小孔(d)时，油水混合物中的原油逐渐存积在上部轴向盲孔(a)、上部径向小孔(c)、下部轴向盲孔(b)和下部径向小孔(d)中。随着抽油杆的进一步上下运动，当抽油杆向上运动时，扶正器轴凸体上端面(e)压力增加，挤压上部轴向盲孔(a)和上部径向小孔(c)中的原油，使原油由上部径向小孔(c)流出形成连续的润滑油膜；当抽油杆向下运动时，扶正器轴凸体下端面(f)压力增加，挤压下部轴向盲孔(b)和下部径向小孔(d)中得原油，使原油由下部径向小孔流出形成连续的润滑油膜。扶正器轴(4)与油管之间形成连续油膜，两者隔离开，摩擦力显著下降，大大减轻了扶正器轴(4)自身和油管壁的磨损。

Claims (3)

1.一种依靠井内原油润滑的扶正器，包括扶正器轴(4)、接箍(1)，弹簧垫圈(2)和定位块(3)，其特征在于扶正器轴(4)中部设有一凸体，凸体上部开有上部轴向盲孔(a)和上部径向小孔(c)，凸体下部开有下部轴向盲孔(b)和下部径向小孔(d)。
2.根据权利要求1所述的一种依靠井内原油润滑的扶正器，上部轴向盲孔(a)和下部轴向盲孔(b)半径和孔深相等。
3.根据权利要求1所述的一种依靠井内原油润滑的扶正器，上部轴向盲孔(a)和下部轴向盲孔(b)沿圆周方向均匀分布。
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