CN102839924B - 一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器，包括接箍、上扶正器轴、下扶正器轴、弹簧垫圈和定位块，上扶正器轴和下扶正器轴上各设有凸体，上扶正器轴凸体和下扶正器轴凸体通过普通螺纹连接，在凸体端面上设有沿圆周均匀分布的轴向阶梯孔，轴向阶梯孔两端的孔径比中部的孔径小，在上扶正器轴凸体和下扶正器轴凸体外壁设有径向孔，径向孔与轴向阶梯孔连通，抽油杆上下运动的过程中井液在阶梯孔中压力增大使沉积在径向孔中的原油通过径向孔流出从而形成连续的润滑油膜。该扶正器具有以下优点：由径向孔不断挤压出原油，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

一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器

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，具体涉及一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器。

技术背景

有杆泵抽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。高含水期油田在开采过程中，抽油杆在油管内上下移动，由于大部分油井都有一定的弯曲，抽油杆与弯曲段的油管必然发生磨损；即使在直井中，由于抽油杆在中和点以下发生屈曲失稳，抽油杆与油管也必然发生磨损。杆管磨擦导致抽油杆与油管内壁磨损严重，甚至发生杆管断裂，影响油井的正常生产。为了避免抽油杆与油管内壁之间的磨损，在防偏磨工艺上发展了以隔离油管和抽油杆本体为手段的杆柱扶正技术，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。以隔离油管和抽油杆本体为手段的杆柱扶正技术避免了油管和抽油杆的直接磨损，但转化为扶正器和油管的磨损，如果扶正器选用较硬材料，则油管磨损严重，如果扶正器选用较软材料，则扶正器寿命较短。因此，为了实现抽油杆管偏磨的综合治理，需要开发新型的扶正器，提高抽油杆与油管的工作寿命。

发明内容

本发明的目的在于针对现有扶正器存在的问题，提供一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器，该扶正器通过高压井液中的原油增强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，摩擦力增大并且杆管腐蚀速度加快，使得杆管间磨损加剧。为了在高含水油井中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：扶正器主要由接箍、上扶正器轴、下扶正器轴、弹簧垫圈和定位块组成；接箍下部和下扶正器轴中部设计为圆锥面；上扶正器轴和下扶正器轴上各设有凸体，上扶正器轴凸体和下扶正器轴凸体通过普通螺纹连接，在凸体端面上设计出沿圆周均匀分布的轴向阶梯孔，轴向阶梯孔两端的孔径比中部的孔径小，在上扶正器轴凸体和下扶正器轴凸体外壁设计出径向孔，径向孔与轴向阶梯孔连通，由于井液不断从轴向阶梯孔和径向孔中流过，井液中原油粘度较大，部分井液中的原油逐渐存积在径向孔中。当抽油杆向上下运动时，扶正器轴凸体端面压力增加，井液先流经轴向阶梯孔端部的较小孔，然后进入轴向阶梯孔中部的较大孔，根据伯努利方程，流体过流面积增大，速度减小，压力增大，高压井液挤压径向孔中的原油，使原油由径向孔流出形成连续的润滑油膜，润滑和保护扶正器与油管壁，同时，由于井液的流动使井液中的原油又不断沉积在径向孔中。扶正器和油管被原油润滑油膜隔开而不直接接触，扶正器与油管之间的摩擦力显著下降，从而降低扶正器和油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，在轴向阶梯孔中井液压力增大使径向孔不断流出原油，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

附图为利用高压井液润滑的抽油杆扶正器结构示意图；

1接箍，2弹簧垫圈，3定位块，4上扶正器轴，5下扶正器轴，a接箍锥面，b轴向阶梯孔，c径向孔，d下扶正器轴锥面。

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。利用高压井液润滑的抽油杆扶正器主要由接箍1、上扶正器轴4、下扶正器轴5、弹簧垫圈2和定位块3组成，如附图所示。上扶正器轴4下部设有接箍锥面a，下扶正器轴5中部设有下扶正器轴锥面d。上扶正器轴4和下扶正器轴5上各设有凸体，上扶正器轴4凸体和下扶正器轴5凸体通过普通螺纹连接，在凸体端面上开有沿圆周均匀分布的轴向阶梯孔b，轴向阶梯孔b两端的孔径比中部的孔径小，在上扶正器轴4凸体和下扶正器轴5凸体外壁上设有沿圆周方向均匀分布的等直径径向孔c，径向孔c与轴向阶梯孔b连通。安装时，首先依次将定位块3和弹簧垫圈2安装在扶正器轴4上，再将接箍1通过普通螺纹连接在上扶正器轴4的上端，最后通过普通螺纹将下扶正器轴5与上扶正器轴4相连接。接箍1和下扶正器轴5的外端分别设有内螺纹，以便与抽油杆相连接。

由于井液不断从轴向阶梯孔b和径向孔c中流过，井液中原油粘度较大，部分井液中的原油逐渐存积在径向孔c中。当抽油杆向上运动时，上扶正器轴4凸体上端面压力增加，井液先流经轴向阶梯孔b端部的较小孔，然后进入轴向阶梯孔b中部的较大孔，根据伯努利方程，流体过流面积增大，速度减小，压力增大，高压井液挤压径向孔c中的原油，使原油由径向孔c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，下扶正器轴5凸体下端面压力增加，井液先流经轴向阶梯孔b端部的较小孔，然后进入轴向阶梯孔b中部的较大孔，根据伯努利方程，流体过流面积增大，速度减小，压力增大，高压井液挤压径向孔c中的原油，使原油由径向孔c流出形成连续的润滑油膜，润滑和保护扶正器与油管壁。同时，在抽油杆上下运动的过程中，由于井液的流动使井液中的原油又不断沉积在径向孔中。上扶正器轴4和下扶正器轴5凸体与油管之间形成连续油膜，两者隔离开，摩擦力显著下降，大大减轻了扶正器自身和油管壁的磨损。

Claims (3)

1.一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器，包括接箍(1)、上扶正器轴(4)、下扶正器轴(5)、弹簧垫圈(2)和定位块(3)，上扶正器轴(4)和下扶正器轴(5)上各设有凸体，其特征在于上扶正器轴(4)和下扶正器轴(5)凸体上开有沿圆周方向均匀分布的轴向阶梯孔(b)，在上扶正器轴(4)凸体和下扶正器轴(5)凸体外壁上设有沿圆周方向均匀分布的等直径径向孔(c)，径向孔(c)与轴向阶梯孔(b)连通；轴向阶梯孔(b)两端的孔径比中部的孔径小；抽油杆在上下运动的过程中，所有径向孔(c)不断流出原油。

2.根据权利要求1所述的一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器，其特征在于接箍(1)下部设有接箍锥面(a)，下扶正器轴(5)中部设有下扶正器轴锥面(d)。

3.根据权利要求1所述的一种利用高压井液润滑的抽油杆扶正器，其特征在于上扶正器轴(4)凸体和下扶正器轴(5)凸体通过普通螺纹连接。