CN103775005A

CN103775005A - 煤层气井用抽油杆防偏磨装置

Info

Publication number: CN103775005A
Application number: CN201410015226.9A
Authority: CN
Inventors: 侯锦秀; 牛振华; 张益民; 杨波
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2014-05-07

Abstract

煤层气井用抽油杆防偏磨装置，包括扶正机构，扶正机构中心设有用于插设抽油杆的安装孔，扶正机构的外周沿安装孔中心均匀设有若干个滚轮，每个滚轮的回转方向所在平面均通过扶正机构的中心线，所有滚轮的外表面位于同一圆上。本发明具有以下显著的有益效果：在井筒弯曲的部位，当抽油杆随着井筒弯曲时，首先是安装在扶正机构上的滚轮与抽油管直接接触，在抽油杆的上下运动中，滚轮沿着抽油管的内壁滚动，这样就把现有扶正器与管壁的滑动摩擦改为滚动摩擦，大大减轻了摩擦阻力、减轻了二者的磨损，延长了扶正装置和抽油管的使用寿命。大大提高了抽气井筒的工作时间，从而节省了大量的维修费用和维修时间。

Description

煤层气井用抽油杆防偏磨装置

技术领域

本发明属于煤层气开发技术领域，尤其涉及一种用于煤层气井有杆泵抽水采气的抽油杆防偏磨装置。

背景技术

在煤层气的开采过程中，需要不断的排出煤层中的水以降低煤储层压力，使吸附的甲烷达到解吸压力之下而解吸，这个过程中需要不断排出煤层水以维持较低的煤层压力。目前主要采用抽油机来排水采气的工艺技术，在抽油机提升过程中存在着抽油杆与抽油管之间产生的偏磨现象，尤其是在深井、定向井、水平井、羽状水平井等弯曲井筒部位，更容易出现偏磨现象。在抽油杆上下运动过程中，抽油杆与抽油管反复摩擦，随着时间推移，产生的磨损越来越严重，最终导致抽油杆与抽油管均不能使用，这造成抽气井维修期加长，维修费用增多，停产时间增加，降低了煤层气的开采效率。

目前，煤层气开采基本上都是借用油田开采的设备和工艺。在油田开采过程中，为了解决抽油杆与抽油管产生偏磨的问题，在存在偏磨的抽油杆部位加装了多种形式的扶正器，如柱状、旋转式、螺旋式等滑动式扶正器，这些类型的扶正器在油田开采使用过程中均一定程度上解决了偏磨问题。但是，煤层气开采和油田开采存在一定差别：油田中抽油管内抽出的是原油，原油具有一定的润滑作用，各种扶正器与抽油管内壁的摩擦系数小，摩擦力对抽油杆的上下运动影响不大，扶正器的使用寿命尚可；而煤层气开采过程中，抽油管中抽出的是水，各种扶正器与抽油管内壁的摩擦系数大，摩擦力较大，对抽油杆上下运动影响较大，扶正器与抽油管之间磨损较严重，防偏磨效果不好。原油田使用的滑动式扶正器不能满足煤层气开采过程中的防偏磨需要。

发明内容

本发明为了解决现有技术中滑动式扶正器存在的摩擦系数大、摩擦力大影响抽油杆的运动、以及扶正器寿命短的缺陷，在保证抽油杆顺利运动和防止与抽油管产生偏磨的前提下，提供一种结构简单、功能可靠、安装方便的煤层气井用抽油杆防偏磨装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤层气井用抽油杆防偏磨装置，包括扶正机构，扶正机构中心设有用于插设抽油杆的安装孔，扶正机构的外周沿安装孔中心均匀设有若干个滚轮，每个滚轮的回转方向所在平面均通过扶正机构的中心线，所有滚轮的外表面位于同一圆上。

所述滚轮在扶正机构中部设有两层，每层的滚轮均设有六个，上层和下层的滚轮一一对应，每两个上下对应的滚轮均通过一个支架设在到扶正机构上，相邻支架之间形成水流通道。

所述扶正机构由关于中心线对称的两个半筒体组成，两个半筒体在其连接面的外侧均设有一块连接板，相邻两块连接板之间通过螺栓固定连接。

所述两个半筒体之间设有径向对应设有定位孔，定位孔内穿设有径向穿过抽油杆的定位销轴。

所述滚轮中心设有滚动轴承，滚动轴承通过轮轴转动连接在支架上，滚轮的径向横截面的外部性状为圆弧线段。

采用上述技术方案，抽油杆穿设在扶正机构的安装孔内，扶正机构采用由两个半筒体构成的剖分式结构，通过连接板和螺栓把两个半筒体连接成一体，这样很容易且方便地安装在抽油杆的预定部位；两个半筒体的径向对应位置还设置有定位孔，可采用定位销轴或紧定螺钉把扶正机构固定在抽油杆的某一部位，并保证扶正机构与抽油杆无相对移动；扶正机构上用于安装滚轮的支架之间具有较大的间隙，不影响抽油管内的水流通过。

本发明既可以单个使用，也可根据井筒的弯曲程度，多个安装，抽油杆通过本发明在抽油管内滚动，保证抽油管与抽油杆不直接接触。

滚轮的中心安装有滚动轴承，保证滚轮转动灵活。滚轮与抽油管的内壁接触面为圆弧面，保证滚轮与内壁接触面积大，接触部位应力小，滚轮和内壁的磨损轻，这样确保滚轮与抽油管内壁零间隙接触。

综上所述，本发明具有以下显著的有益效果：在井筒弯曲的部位，当抽油杆随着井筒弯曲时，首先是安装在扶正机构上的滚轮与抽油管直接接触，在抽油杆的上下运动中，滚轮沿着抽油管的内壁滚动，这样就把现有扶正器与管壁的滑动摩擦改为滚动摩擦，大大减轻了摩擦阻力、减轻了二者的磨损，延长了扶正装置和抽油管的使用寿命。大大提高了抽气井筒的工作时间，从而节省了大量的维修费用和维修时间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A方向的剖视图；

图3是图1中B-B方向的剖视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的煤层气井用抽油杆防偏磨装置，包括扶正机构，扶正机构中心设有用于插设抽油杆5的安装孔，扶正机构的外周沿安装孔中心均匀设有若干个滚轮4，每个滚轮4的回转方向所在平面均通过扶正机构的中心线，所有滚轮4的外表面位于同一圆上。

滚轮4在扶正机构中部设有两层，每层的滚轮4均设有六个，上层和下层的滚轮4一一对应，每两个上下对应的滚轮4均通过一个支架6设在到扶正机构上，相邻支架6之间形成水流通道。

扶正机构由关于中心线对称的两个半筒体3组成，两个半筒体3在其连接面的外侧均设有一块连接板8，相邻两块连接板8之间通过螺栓9固定连接。

两个半筒体3之间设有径向对应设有定位孔，定位孔内穿设有径向穿过抽油杆5的定位销轴7。

滚轮4中心设有滚动轴承，滚动轴承通过轮轴10转动连接在支架6上，滚轮4的径向横截面的外部性状为圆弧线段。

抽油管2设在井筒套管1内，抽油杆5设在抽油管2内，抽油杆5穿设在扶正机构的安装孔内，扶正机构采用由两个半筒体3构成的剖分式结构，通过连接板8和螺栓9把两个半筒体3连接成一体，这样很容易且方便地安装在抽油杆5的预定部位；两个半筒体3的径向对应位置还设置有定位孔，可采用定位销轴7或紧定螺钉把扶正机构固定在抽油杆5的某一部位，并保证扶正机构与抽油杆5无相对移动；扶正机构上用于安装滚轮4的支架6之间具有较大的间隙，不影响抽油管2内的水流通过。

本发明既可以单个使用，也可根据井筒的弯曲程度，多个安装，抽油杆5通过本发明在抽油管2内滚动，保证抽油管2与抽油杆5不直接接触。

滚轮4的中心安装有滚动轴承，保证滚轮4转动灵活。滚轮4与抽油管2的内壁接触面为圆弧面，保证滚轮4与内壁接触面积大，接触部位应力小，滚轮4和内壁的磨损轻，这样确保滚轮4与抽油管2内壁零间隙接触。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.煤层气井用抽油杆防偏磨装置，其特征在于：包括扶正机构，扶正机构中心设有用于插设抽油杆的安装孔，扶正机构的外周沿安装孔中心均匀设有若干个滚轮，每个滚轮的回转方向所在平面均通过扶正机构的中心线，所有滚轮的外表面位于同一圆上。

2.根据权利要求1所述的煤层气井用抽油杆防偏磨装置，其特征在于：所述滚轮在扶正机构中部设有两层，每层的滚轮均设有六个，上层和下层的滚轮一一对应，每两个上下对应的滚轮均通过一个支架设在到扶正机构上，相邻支架之间形成水流通道。

3.根据权利要求1或2所述的煤层气井用抽油杆防偏磨装置，其特征在于：所述扶正机构由关于中心线对称的两个半筒体组成，两个半筒体在其连接面的外侧均设有一块连接板，相邻两块连接板之间通过螺栓固定连接。

4.根据权利要求4所述的煤层气井用抽油杆防偏磨装置，其特征在于：所述两个半筒体之间设有径向对应设有定位孔，定位孔内穿设有径向穿过抽油杆的定位销轴。

5.根据权利要求4所述的煤层气井用抽油杆防偏磨装置，其特征在于：所述滚轮中心设有滚动轴承，滚动轴承通过轮轴转动连接在支架上，滚轮的径向横截面的外部性状为圆弧线段。