CN102191920B - 抽油杆旋转抗磨助抽装置 - Google Patents
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Abstract
本发明抽油杆旋转抗磨助抽装置是防止或减少石油井油管与抽油杆之间的磨损，产生助抽作用、提高抽油泵泵效的一种装置。使用时连接在抽油杆柱中的抽油杆与抽油杆之间。石油井生产时，抽油杆柱上行，由于旋转抗磨助抽套与油管内壁接触相对下移，在销钉与销钉循环轨道的作用下旋转改变磨擦面。同时，旋转抗磨助抽套密封进液孔，产生抽吸现象。抽油杆柱下行，旋转抗磨助抽套则相对下移，在销钉与销钉循环轨道的作用下，再次旋转改变磨擦面。同时，进液孔打开，井液进入旋转抗磨助抽套上部的油管内腔。这样，随着抽油杆柱的上下往复运动，抽油杆旋转抗磨助抽装置不断旋转变化摩擦面，达到防止或减少油管与抽油杆之间的磨损，提高抽油泵泵效的目的。
Description
技术领域：本发明公开了一种石油井生产过程中，防止或减少生产管柱中油管与抽油杆之间的磨损，并产生助抽作用、提高抽油泵泵效的一种旋转抗磨助抽装置，其适用于各类油井，尤其适用于偏磨严重、大斜度井身结构、水平井身结构的石油井。
背景技术：随着油田开发进入中后期，石油井在地层运移作用下井身结构发生弯曲、变形，地层产液中含水、含砂逐年增高等因素的影响下，其生产管柱(油管与抽油杆)偏磨现象严重，造成石油井的生产周期大幅缩减，生产成本大幅上升。目前为减少石油井生产管柱偏磨，所使用的油管、抽油杆抗磨装置主要有抽油杆抗磨接箍、抽油杆抗磨副、防偏磨杆等几种。抽油杆抗磨接箍只是提高了接箍表面的光洁度，用降低了磨擦系数的方式，减缓对油管的磨损，磨损的位置单一，抗磨有效期较短；抽油杆抗磨副虽取得了较好的效果，但由于其防偏磨的主体总成部分结构较复杂，易脱落造成卡死抽油泵的井下事故；防偏磨杆是依靠防偏磨杆上的扶正块达到油管与抽油杆减少磨擦的目的，在轻微偏磨的石油井上有一定的效果，对于偏磨比较严重且存在一定腐蚀的石油井上，效果不理想。另外，以上三种抗磨装置由于外径较大，均存在减少井液过流面积，增加井液流动阻力的缺点。
发明内容：本发明的目的是提供一种抽油杆旋转抗磨助抽装置，它安装在石油井生产管柱抽油杆柱中。在石油井进行生产时，随着抽油杆柱的上下往复运动，不断旋转变化磨擦面，达到防止或减少生产管柱中油管与抽油杆之间的磨损，产生助抽作用、提高抽油泵泵效的目的，其避免了目前在石油井中使用的抗磨装置存在的缺陷，扩大了其适用范围。
本发明是采用以下技术方案实现的：抽油杆旋转抗磨助抽装置由：上分流接头、出液孔、分流管、销钉循环轨道、进液孔、密封锥形台阶、旋转抗磨助抽套、销钉孔、密封锥形孔、销钉、弹簧等组件组成。下入时，根据石油井产生偏磨的井段位置，将抽油杆旋转抗磨助抽装置连接在石油井生产管柱抽油杆柱中的抽油杆与抽油杆之间。石油井进行生产时，抽油杆柱在生产管柱的油管内腔中上行，由于旋转抗磨助抽套与油管内壁接触，产生向下的磨擦力，带动销钉及弹簧沿分流管上的销钉循环轨道相对下移，当销钉滑至销钉循环轨道下部时，销钉循环轨道给销钉一个推力，促使销钉带动旋转抗磨助抽套沿分流管旋转一定角度，以改变旋转抗磨助抽套与油管内壁的磨擦面。同时，旋转抗磨助抽套上的密封锥形孔与分流管上的密封锥形台阶结合，密封分流管上的进液孔，阻止井液通过。抽油杆柱继续上行，由于油管内腔与旋转抗磨助抽套形成的环形间隙较小，造成井液向下流动的阻力非常大，促使大部分井液随同旋转抗磨助抽套在油管内腔中上行，产生抽吸现象。抽油杆柱在生产管柱的油管内腔中下行，由于旋转抗磨助抽套与油管内壁接触，产生向上的磨擦力，带动销钉及弹簧沿分流管上的销钉循环轨道相对上移，当销钉滑至销钉循环轨道上部时，销钉循环轨道给销钉一个推力，促使销钉带动旋转抗磨助抽套沿分流管旋转一定角度，再次改变旋转抗磨助抽套与油管内壁的磨擦面。同时，分流管上的进液孔完全打开，抽油杆柱继续下行，井液通过进液孔经分流管内腔至出液孔顺利进入旋转抗磨助抽套上部的油管内腔。这样，随着抽油杆柱的上下往复运动，抽油杆旋转抗磨助抽装置不断旋转变化磨擦面，达到防止或减少生产管柱中油管与抽油杆之间的磨损，产生助抽作用、提高抽油泵泵效的目的。
有益效果：采用上述技术方案其优点有，第一、该装置最大的特点是其旋转抗磨助抽套能够连续不断的变化磨擦面，提高了抗磨性能，大幅延长了石油井的生产周期；第二、在石油井生产过程中，能够大幅降低油管内井液液柱对生产管柱底部抽油泵的压力，起到助抽、提高抽油泵泵效的作用；第三、结构简单，维修成本低，性能安全可靠；第四、无油性限制，使用范围广泛，由于井液过流通道宽敞，对油性要求降低，克服了以往抗磨装置在一般稠油井不能使用的局限性；第五、对石油井的日常维护(如：洗井、碰泵等维护作业)无限制，减少技术限制，利于日常维护延长石油井生产周期。
附图说明：图1是本发明抽油杆旋转抗磨助抽装置的纵向全剖面的结构图。
具体实施方式：下面结合说明书附图(图1)对本发明进一步说明。图中：(1)上分流接头、(2)出液孔、(3)分流管、(4)销钉循环轨道、(5)进液孔、(6)密封锥形台阶、(7)旋转抗磨助抽套、(8)销钉孔、(9)密封锥形孔、(10)销钉、(11)弹簧。
抽油杆旋转抗磨助抽装置的上分流接头(1)是一段圆钢柱，其上端钻孔后制内螺纹与抽油杆外螺纹连接，中下部钻孔后，中部间隔180°对称制两个跑道状出液孔(2)，使钻孔与外部连通，下端制内螺纹与分流管(3)的外螺纹连接；分流管(3)是一段圆钢柱，其上端制外螺纹与上分流接头(1)下端内螺纹连接，中部外圆柱面上0°-360°制销钉循环轨道(4)，通过销钉(10)来连接旋转抗磨助抽套(7)，并满足销钉(10)在其内循环滑动，从上端面钻孔至中下部，间隔180°对称制两个跑道状进液孔(5)，使钻孔与外部连通，进液孔(5)的下部扩径后制密封锥形台阶(6)，下端钻孔后制内螺纹与抽油杆外螺纹连接；旋转抗磨助抽套(7)是一段圆钢管，其外圆柱面上喷涂耐磨材料，上部内腔间隔180°对称制两个圆形销钉孔(8)，销钉(10)和弹簧(11)置于其内，实现与销钉循环轨道(4)的连接，下端内腔扩径后制密封锥形孔(9)；销钉(10)是一段圆钢柱，其上端钻孔，弹簧(11)置于其内，以固定销钉(8)始终处在销钉循环轨道(4)内。
下入时，根据石油井产生偏磨的井段位置，将抽油杆旋转抗磨助抽装置连接在石油井生产管柱抽油杆柱中的抽油杆与抽油杆之间。石油井进行生产时，抽油杆柱在生产管柱的油管内腔中上行，由于旋转抗磨助抽套(7)与油管内壁接触，产生向下的磨擦力，带动销钉(10)及弹簧(11)沿分流管(3)上的销钉循环轨道(4)相对下移，当销钉(10)滑至销钉循环轨道(4)下部时，销钉循环轨道(4)给销钉(10)一个推力，促使销钉(10)带动旋转抗磨助抽套(7)沿分流管(3)旋转一定角度，以改变旋转抗磨助抽套(7)与油管内壁的磨擦面。同时，旋转抗磨助抽套(7)上的密封锥形孔(9)与分流管(3)上的密封锥形台阶(6)结合，密封分流管(3)上的进液孔(5)，阻止井液通过。抽油杆柱继续上行，由于油管内腔与旋转抗磨助抽套(7)形成的环形间隙较小，造成井液向下流动的阻力非常大，促使大部分井液随同旋转抗磨助抽套(7)在油管内腔中上行，产生抽吸现象。抽油杆柱在生产管柱的油管内腔中下行，由于旋转抗磨助抽套(7)与油管内壁接触，产生向上的磨擦力，带动销钉(10)及弹簧(11)沿分流管(3)上的销钉循环轨道(4)相对上移，当销钉(10)滑至销钉循环轨道(4)上部时，销钉循环轨道(4)给销钉(10)一个推力，促使销钉(10)带动旋转抗磨助抽套(7)沿分流管(3)旋转一定角度，再次改变旋转抗磨助抽套(7)与油管内壁的磨擦面。同时，分流管(3)上的进液孔(5)完全打开，抽油杆柱继续下行，井液通过进液孔(5)经分流管(3)内腔至出液孔(2)顺利进入旋转抗磨助抽套(7)上部的油管内腔。这样，随着抽油杆柱的上下往复运动，抽油杆旋转抗磨助抽装置不断旋转变化磨擦面，达到防止或减少生产管柱中油管与抽油杆之间的磨损，产生助抽作用、提高抽油泵泵效的目的。
实施例2：该抽油杆旋转抗磨助抽装置有多种型号，适用范围较广。
Claims (3)
1.一种由上分流接头、分流管、旋转抗磨助抽套、销钉、弹簧组件组成的抽油杆旋转抗磨助抽装置，其特征是：抽油杆旋转抗磨助抽装置的上分流接头(1)是一段圆钢柱，其上端钻孔后制内螺纹与抽油杆外螺纹连接，中下部钻孔后，中部间隔180°对称制两个跑道状出液孔(2)，使钻孔与外部连通，下端制内螺纹与分流管(3)的外螺纹连接；分流管(3)是一段圆钢柱，其上端制外螺纹与上分流接头(1)下端内螺纹连接，中部外圆柱面上0°-360°制销钉循环轨道(4)，通过销钉(10)来连接旋转抗磨助抽套(7)，并满足销钉(10)在销钉循环轨道(4)内循环滑动，从分流管(3)上端面钻孔至中下部，间隔180°对称制两个跑道状进液孔(5)，使钻孔与外部连通，分流管(3)在进液孔(5)的下部扩径后制密封锥形台阶(6)，分流管(3)下端钻孔后制内螺纹与抽油杆外螺纹连接。
2.按权利要求1所述的抽油杆旋转抗磨助抽装置，其特征是：旋转抗磨助抽套(7)是一段圆钢管，其外圆柱面上喷涂耐磨材料，上部内腔间隔180°对称制两个圆形销钉孔(8)，销钉(10)和弹簧(11)置于其内，实现与销钉循环轨道(4)的连接，下端内腔扩径后制密封锥形孔(9)。
3.按权利要求1所述的抽油杆旋转抗磨助抽装置，其特征是：销钉(10)是一段圆钢柱，其上端钻孔，弹簧(11)置于其内，以固定销钉(8)始终处在销钉循环轨道(4)内。
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