CN103541688A - 一种清蜡梭 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清蜡梭，属于采油井配套装备领域，包括管状梭体，所述管状梭体内部设置有三对对称设置的抱簧，在管状梭体的管壁槽孔内设有止推齿，所述止推齿为棘爪式结构，止推齿的底部与管状梭体销接，每个抱簧的尾部为L形结构的弯头，L形短边指向管状梭体内部，每对抱簧之间的L形部位通过搭接槽板卡接，所述管状梭体由对称的两段组成，两段管状梭体通过环形固定板利用螺钉固定连接，并且固定板与抱簧的尾部之间为压嵌方式固定连接。本发明通过对抱簧固定方式的改进，使其能够解决抱簧固定处的应力集中问题，提高产品的使用寿命，使其达到抽油井中对清蜡设备的寿命要求。

Description

一种清蜡梭

技术领域

本发明涉及了一种采油井配套装备领域。

背景技术

自喷井机械清蜡设备包括机械刮蜡设备和机械清蜡设备。机械刮蜡主要为绞车、钢丝、扒杆、滑轮、防喷盒、防喷管、钢丝封井器、刮蜡片和铅锤。它是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器清除油管和抽油杆上的蜡。

自动清蜡器是近几年开发设计的一种用于自动清理抽油井管壁上积蜡的一种采油井配套装备，其结构中包括上换向器、下换向器和清蜡梭，上换向器和下换向器分别安装在油井抽油管上下两端，清蜡梭包括圆管状梭体、安装在圆管状梭体管壁上的两组方向相反的止推齿和分别安装在圆管状梭体两端的两组用于将清蜡梭可滑动固定在抽油杆上的动力传递簧，其中每组动力传递簧包括绕清蜡梭轴线均匀分布的三根板簧，每根板簧自由端设有轴线与清蜡梭轴线相重合的圆弧板；在具体使用过程中安装在清蜡梭两端的动力传递簧抱紧抽油杆，通过动力传递簧与抽油杆之间的摩擦力带动清蜡梭随着抽油杆移动，由于在清蜡梭管壁上还设有两组方向相反的止推齿，所以清蜡梭在一个运行周期内只能向一个方向步进。

一种清蜡梭（专利号：201120052517.7），包括圆管状梭体和设于圆管状梭体外壁上的第二长槽孔内的止推齿；清蜡梭还包括开设在圆管状梭体母线上的至少四个第一长槽孔和一端固定设于第一长槽孔端部的动力传递簧；所述动力传递簧开放端向圆管状梭体内延伸；所述动力传递簧为抱簧，其数量与第一长槽孔的数量相同、且相邻两根动力传递簧分别安装在相邻两个第一长槽孔的不同端。

该技术方案从原理上来讲一方面通过板簧固定的换向齿和换向器解决了清蜡梭换向运动的问题，另外一方面通过将抱紧抽油杆的板簧设置在管状梭体内缩小体积，并将板簧设置为六根，从理论上来讲缩小整体体积，能够起到实时清蜡的作用，但是由于板簧是通过螺钉固定在管状梭体上，固定部位容易产生应力集中，一般抽油井的检修周期为一年，而采用螺钉固定的抱簧的使用寿命根本达不到使用一年的要求，同时，换向齿借助于体积较小的板状弹簧固定，板状弹簧厚度较小，在具体应用过程中，由于原油具有一定的腐蚀性，致使板状弹簧使用一段时间以后由于化学腐蚀的作用，弹性降低，容易折断，缩短整体清蜡梭的使用寿命，种种实验结果表明，该技术方案所披露的清蜡梭从理论上实现是没有问题，但是在实际使用过程中的寿命根本不能与抽油井的使用周期相匹配，不但不能降低抽油井的检修成本，反而增加了提井的次数，严重影响生产。

在清蜡梭中利用两组方向相反的止推齿实现换向，当抽油杆运动方向与清蜡梭运动方向相反的时候，反方向的止推齿与抽油管之间的摩擦力阻止其向相反方向运动，只有当清蜡梭进入清蜡器的上换向器或者下换向器的时候才能重新改变其运动方向。

现有的换向结构均是通过在其两侧设置板簧实现换向时的弹性，但是由于原油本身的腐蚀性是不可见的，所以不论板簧采用何种材质，在使用过程中均可能出现腐蚀现象，经过腐蚀的板簧的弹性会急剧下降，甚至导致断裂，换向齿在使用过程中容易出现无法换向的问题，而且在遇到抽油杆接头时，容易卡滞，严重的时候需要提井进行维修，直接影响油井的正常生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种清蜡梭，该结构通过对抱簧固定方式的改进，使其能够解决抱簧固定处的应力集中问题，提高产品的使用寿命，使其达到抽油井中对清蜡设备的寿命要求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种清蜡梭，包括管状梭体，所述管状梭体内部设置有三对对称设置的抱簧，在管状梭体的管壁槽孔内设有止推齿，所述止推齿为棘爪式结构，止推齿的底部与管状梭体销接，其特征在于：每个抱簧的尾部为L形结构的弯头，L形短边指向管状梭体内部，每对抱簧之间的L形部位通过搭接槽板卡接，所述管状梭体由对称的两段组成，两段管状梭体通过环形固定板利用螺钉固定连接，并且固定板与抱簧的尾部之间为压嵌方式固定连接。

对上述结构作进一步说明，所述抱簧包括抱簧本体，所述抱簧本体为具有弹性的长条弧形片状结构，所述抱簧本体的自由端的外部固定有耐磨块，所述耐磨块为具有高耐磨材质的壳体，所述壳体内部设有强磁预紧装置。

对上述结构作进一步说明，所述止推齿的内部两侧设有弹性装置，所述弹性装置的一端固定连接于管状梭体上，另一端与止推齿的底部连接，弹性装置的中部套接于管状梭体上的销轴上。

对上述结构作进一步说明，所述抱簧本体的内表面为弧形结构，抱簧本体的上端边为向外扩散的圆弧形结构的圆头。

对上述结构作进一步说明，所述弹性装置为扭簧，所述扭簧为对称设置于止推齿的两侧，并且扭簧与止推齿端部铰接。

对上述结构作进一步说明，所述强磁预紧装置为强磁铁或永久性的磁铁。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

（1）本发明通过对清蜡梭中抱簧端部的固定结构的改进，把对称设置的抱簧邻近端，即抱簧的尾部设计为L形结构，利用搭接槽板从管状梭体内部连接固定，然后利用环形的固定板从抱簧邻近端的外部围绕，使抱簧尾部的外表面与管状梭体外表面共面，并利用固定板固定在清蜡梭本体内侧，固定方式采用压嵌的方式固定，保证抱簧尾部不向外扩张，保证清蜡梭整体结构的半径尺寸，承受反力的面积增大，并可以减少传统抱簧端部固定方式产生的应力集中，防止在经过抽油杆接头时出现的撞击造成板簧容易折断的风险，有效地提高产品寿命，使其达到抽油井中对清蜡设备的寿命要求；

（2）本发明通过对清蜡梭的换向结构进行改进，在止推齿的两侧用弹性装置对管状梭体内的抱簧进行调节，使其能够夹紧抽油杆，并利用棘齿调节方向，实现清蜡梭随抽油杆运动，以步进的方式在上下换向器之间往复作业，清除油管内壁和抽油杆上的积蜡和污垢；

（3）本发明的弹性装置采用扭簧代替传统结构的板簧，本身受力均匀，使用寿命长，止推齿可以自由转动，避免在使用过程中容易出现无法换向的问题，而且在遇到抽油杆接头时，避免出现卡滞现象；

（4）本发明对抱簧的结构做了改进，在抱簧的上端增加了产生预紧力的磁铁，并在磁铁表面加装具有高耐磨性的壳体，这样可以在不改变材料本身特性的前提下，通过在其上端设置磁铁补偿压紧力，确保持续的压紧力，保证抱簧本身能够持续与抽油杆抱紧，满足抱簧在清蜡过程中的使用要求，确保了清蜡梭本体的使用寿命和抽油井的检修周期相匹配。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中沿中心轴的全剖视图；

图3是本发明中抱簧的固定结构示意图；

图4是本发明中抱簧的结构示意图；

图5是图4沿长度方向上的剖视图；

图6是本发明中止推齿传动换向结构的示意图；

图7是图6的仰视图；

其中：1、耐磨块，2、抱簧，3、管状梭体，4、止推齿，5、固定板，6、弯头，7、圆头，8、磁铁，9、抱簧本体，10、弹性装置，11、搭接槽板。

具体实施方式

根据附图1和附图2可知，本发明具体涉及一种清蜡梭，主要用于自动清理抽油井管壁上积蜡，本产品具体包括管状梭体3，管状梭体3内部设置有三对对称设置的抱簧2，在管状梭体3的管壁槽孔内设有止推齿4，止推齿4通过弹簧与抱簧2接触，抱簧2的尾部为指向管状梭体3内部的L形结构，对称设置的抱簧2之间的L形结构通过搭接槽板11连接，使一对抱簧2在长度方向上固定，抱簧2的外部通过环形的固定板5围绕，并利用螺钉把固定板5和抱簧2固定为一体。

另外，在抱簧2的自由伸出端设有耐磨块1，如附图4和5所示，耐磨块1向管状梭体3外部突出。抱簧2在其他清蜡梭中也存在，但是由于材料本身和使用环境的问题，抱簧2会出现压紧力不够的问题，因此通过在其自由端设置耐磨块1，并且在耐磨块1内设置磁铁补偿压紧力，确保持续的压紧力，确保清蜡梭本体的使用寿命和抽油井的检修周期相匹配。

本发明中，如附图2所示，固定板5设于管状梭体3中间部位，其长度小于管状梭体3的长度，并且通过螺钉与管状梭体3连接，固定板5的作用是用于限制抱簧2尾端外伸，使清蜡梭中部的尺寸始终在要求范围内，并且利用固定板5压制抱簧2，从而消除应力集中问题，提高产品使用寿命。

根据附图4和5可知，抱簧2包括抱簧本体9，抱簧本体9为具有弹性的长条弧形片状结构，抱簧本体9的外侧上端固定有强磁预紧装置，强磁预紧装置外表面设有耐磨层。在不改变材料本身的前提下，确保抱簧能够与抽油杆持续压紧，满足抱簧的使用要求，确保清蜡梭本体的使用寿命和抽油井的检修周期相匹配。

另外，为了配合抽油杆的使用，让抱簧能够完全抱紧抽油杆，把抱簧本体9的内表面为弧形结构，抱簧本体9的上端边为向外扩散的圆弧形结构的圆头7，使抽油杆与抱簧本体9的内侧弧形结构，并避免上端边划伤抽油杆。

在抱簧本体9的下端设有L形的弯头6，弯曲方向指向抱簧本体9内侧。抱簧在使用中，需要一对抱簧对称设置，然后利用固定装置把一对抱簧固定为一体，为了方便连接，并避免集中应力的产生，在对称设置的抱簧2之间的L形结构通过搭接槽板连接，使一对抱簧2在长度方向上固定，抱簧2的外部通过环形的固定板围绕，并利用螺钉把固定板5和抱簧2固定为一体。

由于抱簧2本身的材质为具有弹性的钢片结构，因此强磁预紧装置强磁铁或永久性磁铁8，使其与钢制结构的抽油杆配合，来提供预紧力。

本发明对换向结构也做了相应改进，通过在管状梭体3的侧壁孔内设有止推齿4，止推齿4与管状梭体3铰接，止推齿4的底部两侧设有弹性装置10，弹性装置10的一端固定连接于管状梭体3上，另一端与止推齿4的底部连接，弹性装置10的中部套接于管状梭体3上的销轴上，如附图6和7所示。

管状梭体3两端设有刮刀；设于管状梭体3的侧壁孔内的相邻两个止推齿4的方向相反，止推齿4 的方向相反的作用在于使清蜡梭在一个运行周期内只能跟随抽油杆向一个方向移动，而当抽油杆运动方向与清蜡梭运动方向相反的时候，反方向的止推齿4与抽油管之间的摩擦力阻止其向相反方向运动，只有当清蜡梭进入清蜡器的上换向器或者下换向器的时候才能重新改变其运动方向。

本发明中的止推齿4为可旋转换向的棘齿结构，其外侧为棘齿，一般为三齿尖单侧向棘齿，相邻的棘齿相对安装，该棘齿进入腔内，倒向换向器上端，与油管连接的标准罗扣，装有清蜡梭运行时，可阻挡上行换向器的带复位弹簧的止推齿4。

另外，弹性装置10为扭簧，扭簧为对称设置于止推齿4的两侧，并且扭簧与止推齿4端部铰接。现有的换向齿两侧均采用板簧，但是由于板簧本身耐腐蚀性较差，使用寿命短，而扭簧由于受力均匀，使用寿命长，因此在本方案中选用扭簧，以此改变因板簧使用寿命短而影响整体清蜡梭使用周期与抽油井检修周期不匹配的问题。

在具体使用过程中，将动力传递簧固定安装在清蜡梭管壁上设置的长槽孔内，且动力传递簧的开放端伸入管状梭体3内，即使动力传递簧与抽油杆的接触点位于抽油杆接头的时候，其张开的开放端也不会超过清蜡梭的边界， 圆管状梭体外壁上的长槽孔还可以均匀设置成六个，两两对称设置，相对的两个在长槽孔内安装的动力传递簧的方向相同，以达到抱紧抽油杆的目的。 

Claims (6)

1.一种清蜡梭，包括管状梭体（3），所述管状梭体（3）内部设置有三对对称设置的抱簧（2），在管状梭体（3）的管壁槽孔内设有止推齿（4），所述止推齿（4）为棘爪式结构，止推齿（4）的底部与管状梭体（2）销接，其特征在于：每个抱簧（2）的尾部为L形结构的弯头（6），L形短边指向管状梭体（3）内部，每对抱簧（2）之间的L形部位通过搭接槽板（11）卡接，所述管状梭体（3）由对称的两段组成，两段管状梭体（3）通过环形固定板（5）利用螺钉固定连接，并且固定板（5）与抱簧（2）的尾部之间为压嵌方式固定连接。

2.根据权利要求１所述的一种清蜡梭，其特征在于：所述抱簧（2）包括抱簧本体（9），所述抱簧本体（9）为具有弹性的长条弧形片状结构，所述抱簧本体（9）的自由端的外部固定有耐磨块（1），所述耐磨块（1）为具有高耐磨材质的壳体，所述壳体内部设有强磁预紧装置。

3.根据权利要求1所述的一种清蜡梭，其特征在于：所述止推齿（4）的内部两侧设有弹性装置（10），所述弹性装置（10）的一端固定连接于管状梭体（2）上，另一端与止推齿（4）的底部连接，弹性装置（10）的中部套接于管状梭体（2）上的销轴上。

4.根据权利要求2所述的一种清蜡梭，其特征在于：所述抱簧本体（9）的内表面为弧形结构，抱簧本体（9）的上端边为向外扩散的圆弧形结构的圆头（7）。

5.根据权利要求3所述的一种清蜡梭，其特征在于：所述弹性装置（10）为扭簧，所述扭簧为对称设置于止推齿（4）的两侧，并且扭簧与止推齿（4）端部铰接。

6.根据权利要求2所述的一种清蜡梭，其特征在于：所述强磁预紧装置为强磁铁或永久性的磁铁（8）。

Images