CN1042212A - 抽油杆井下增程装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石油采油工程中用来增加抽油杆行程的齿轮齿条式抽油杆增程装置。该装置接于抽油泵上面可以将上部抽油杆输入的行程增加一倍，并从该装置下部输出出去，带动抽油泵活塞上下运动。为冲程较小的普通抽油机带动长冲程泵工作提供了新的途径。

Description

本发明属于石油有杆采油中用来增加抽油杆行程的一种齿轮齿条式抽油杆增程装置。

目前石油有杆采油中，长冲程泵的充满系数较高，有利于多采石油，有利于节能，但是采用长冲程泵的井需要用长冲程抽油机配合使用。中国专利86102979公布了一种链条抽油机，它的增程方式是通过增加抽油机的高度来增加抽油机的冲程，这种抽油机的冲程可以到5米以上。对一口已开采井，需要采用长冲程泵采油时，就必须把地面上原来使用的常规抽油机换成长冲程抽油机。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，提供一种不需要对冲程较小的常规抽油机做任何改动就能带动长冲程泵工作的齿轮齿条式抽油杆增程装置，该装置应用齿轮齿条机构的运动特性，可以把从动力输入筒输入的冲程增加一倍，并从动力输出筒输出出去，为长冲程泵用于常规抽油机开拓新的途径。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：在井下管柱上安装一种齿轮齿条式抽油杆增程装置。该装置由齿轮齿条机构、内工作筒、外工作筒、密封件、连接体、脱卡器、对接锚组成。装置的外工作筒上端与上部油管连接，下端与下部油管或泵筒连接;外工作筒与内工作筒之间用连接体相互连接;内工作筒的横截面为圆弧曲面，在内工作筒的两端装有密封装置，形成一个润滑密封腔，齿轮齿条机构就安装在内工作筒里，得到密封润滑。对接锚的上端与上部抽油杆连接，下端在工作状态时与脱卡器对接成一个整体;脱卡器与齿轮齿条机构的动力输入筒连接，齿轮齿条机构的动力输出筒与下部抽油杆或抽油泵活塞杆连接。在内工作筒与外工作筒之间开有过流通道，经抽油泵采出的液体流过此通道进入上部油管。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：齿轮齿条机构的上端与脱卡器钢性连接，脱卡器由脱卡器体、滑块、弹簧组成。左右滑块被叠合着放入脱卡器体的横向通道内，在两滑块之间装有弹簧，滑块向外伸出的部份有脱卡斜面。当对接锚由抽油杆送入脱卡器体时，其头部的导向锥插入左右滑块中间，迫使两滑块向外分开，让其通过;当锥形头通过后，两滑块在弹簧的作用下复位卡在对接锚的径缩部位，把对接锚和脱卡器结合成一体，使得对接锚的上下运动通过两滑块和脱卡器体传递到动力筒，带动齿轮组运动。在抽油工况下，滑块向外突出的脱卡斜面始终不与上接头的导向斜面接触，脱卡器不能释放对接锚。当需要起出抽油杆时，只要将脱卡器上提到外工作筒顶部，使滑块上的脱卡斜面与上接头下端的导向斜面相接触并继续上提，两滑块就会在导向斜面的推动下松开对接锚的径缩部位将对接锚释放。

齿轮齿条机构由动力输入筒、齿轮架、齿轮组、定齿条、动齿条、动力输出筒组成。齿轮齿条机构的上端与脱卡器钢性连接，下端与抽油杆或抽油泵活塞杆连接;齿轮组通过齿轮轴铰接在动力输入筒下端的齿轮架上，齿轮架以定齿条的两侧面为导轨将齿轮组和动齿条定位在内工作筒的中心线上，齿轮组在外侧与固接在内工作筒上的定齿条啮合，在内侧与位于工作筒中心线上的动齿条啮合，动齿条的下端与动力输出筒连成一体。当上部抽油杆带动动力输入筒上下运动时，齿轮组就要随之上下运动。由于齿轮组在外侧与定齿条啮合，在内侧与动齿条啮合所以当动力输入筒从下止点移动到上止点时，铰连在其上的齿轮组就会带动动齿条走过两个冲程的距离，在下冲程时也是一样。由于动力输出筒的运动速度是动力输入筒的两倍，为了使润滑密封腔内的体积保持不变，动力输入筒的横截面积设计为动力输出筒横截面积的两倍。

齿轮、齿条机构的动力输入筒为空芯筒其内部空腔是动齿条的活动空间。动力输出筒是空芯的，内部装有平衡活塞，两端开有连通孔。动力输出筒下端通过球铰接头与下部抽油杆或活塞杆连接。为了使润滑密封腔内的压力与过流通道内产出液的压力相等，消除液压力对动力输入筒和动力输出筒的影响，在动力输出筒内安放平衡活塞，并在动力输出筒两端开有通孔，使得平衡活塞能随着内外液压差的变化上下移动起到调节润滑密封腔和产出液内外压力平衡的作用。为了便于连接下部抽油杆，并使抽油泵的活塞能在泵筒内转动，在动力输出筒的下端设计成球铰接头。

附图的图面说明：

附图一表示齿轮齿条式抽油杆增程装置的组装结构示意图

附图二表示滑块的结构示意图

下面对附图进行图面说明：从附图一中可以看出齿轮齿条式抽油杆增程装置是由齿轮齿条机构、外工作筒（7）、内工作筒（14）、连接体（21）、对接锚（3）、脱卡器（4）、密封装置（19，22）组成。齿轮齿条机构由动力输入筒（5）、齿轮架（10）、齿轮组（9）、定齿条（11）、动齿条（6）动力输出筒（13）组成。脱卡器由脱卡器体（25）、两块滑块（24，26）、弹簧（23）组成。装置的外工作筒（7）通过上接头（2）及油管短节（1）与上部油管连接，下端通过下接头（17）与下部油管或泵筒连接。装置的内工作筒（14）通过连接体（21）与外工作筒（7）连接。在内工作筒（14）的两端装有密封装置（19，22），整个齿轮齿条机构被密封在内工作筒（14）中润滑。在外工作筒（7）与内工作筒（14）之间有过流通道（8），经连接体（21）中的过流通道（20）与上部油管连通。对接锚（3）的上端与上部抽油杆连接，下端在工作状态时与脱卡器（4）对接成一个整体。脱卡器（4）与齿轮齿条机构的动力输入筒（5）钢性连接，动力输入筒（5）是空芯的其内部空腔是动齿条（6）的活动空间。齿轮齿条机构的齿轮组（9）通过齿轮轴铰接在与动力输入筒（5）连接的齿轮架（10）上，齿轮组（9）在外侧与固定在内工作筒（14）上的定齿条（11）啮合，在内侧与位于工作筒中心线上和动力输出筒（13）连成一体的动齿条（6）啮合。动力输出筒（13）是空芯的内部装有平衡活塞（15），两端开有连通孔（12，16）。动力输出筒（13）通过球铰接头（18）与下部的抽油杆或抽油泵活塞杆连接。从A-A剖示图可以看出齿轮组（9）、齿轮架（10）、定齿条（11）、动齿条（6）与内工作筒（18）外工作筒（9）之间的相互关系。从B-B剖示图可以看出外工作筒（7）、脱卡器（4）、对接锚（3）之间的相互关系。

从附图二可以看出脱卡器（4）滑块的全部结构。

具体实施：上部将齿轮齿条式抽油杆增程装置的动力输出筒下端的球铰接头与抽油杆或抽油泵活塞杆连接，再将外工作筒下接头与下部油管或泵筒连接，上接头与上部油管连接，然后将本装置下入井下。在抽油杆的下端连上对接锚下入井下，通过下放抽油杆使对接锚压入脱卡器。适当上提抽油杆，调好防冲距，起动抽油机即可工作。

Claims (9)

1、一种石油采油工程中用以增加抽油杆行程的齿轮齿条式抽油杆增程装置。本发明的特征在于：该装置是由齿轮齿条机构、外工作筒(7)、内工作筒(14)、连接体(21)、对接锚(3)、脱卡器(4)、密封装置(19，22)组成。装置外工作筒(7)的上端与上部油管连接，下端与下部油管或泵筒连接，外工作筒(7)与内工作筒(14)之间通过连接体(21)相互连接，对接锚(3)的上端与上部抽油杆连接，下端在工作状态时与脱卡器(4)对接成一个整体，齿轮齿条机构的上端与脱卡器(4)钢性连接，下端与抽油杆或活塞杆连接，内工作筒(14)的两端装有密封装置(19，22)，整个齿轮齿条机构被密封在内工作筒(14)中润滑。

2、根据权利要求1所述的齿轮齿条式抽油杆增程装置，其特征在于该装置安装在井下的管柱上。

3、根据权利要求1所述的齿轮齿条式抽油杆增程装置，其特征在于该装置的内工作筒（14）与外工作筒（7）之间有过流通道，经抽油泵采出的液体通过此通道流入上部油管。

4、根据权利要求1所述的齿轮齿条式抽油杆增程装置，其特征在于所说的脱卡器（4）是由脱卡器体（25）、两块滑块（24，26）、弹簧（23）组成，左右滑块（24，26）被叠合着放入脱卡器体（25）的横向孔内，在两滑块（24，26）之间装有弹簧（23），滑块向外伸出的部份有脱卡斜面（27）。

5、根据权利要求1所述的齿轮齿条式抽油杆增程装置，其特征在于所说的齿轮齿条机构是由动力输入筒（5）、齿轮架（10）、齿轮组（9）、定齿条（11）、动齿条（6）、动力输出筒（13）组成，齿轮齿条机构的上端与脱卡器（4）钢性连接，下端通过球铰接头（18）与抽油杆或活塞杆连接，齿轮组（9）通过齿轮轴铰接在与动力输入筒（5）连接的齿轮架（10）上，齿轮组（9）在外侧与固接在内工作筒（14）上的定齿条（11）啮合，在内侧与位于工作筒中心线上和动力输出杆（13）连成一体的动齿条（6）啮合，齿轮组（9）是齿轮齿条机构的主动件，动齿条（6）是从动件。

6、根据权利要求5所述的齿轮齿条机构，其特征在于所说的动力输出筒（13）是空芯的内部装有平衡活塞（15），两端开有通孔（12，16），动力输出筒（13）通过球铰接头（18）与下部抽油杆或活塞杆连接。

7、根据权利要求5所述的齿轮齿条机构，其特征在于动力输入筒（5）是空芯的其内部空腔是动齿条的活动空间。

8、根据权利要求5所述的齿轮齿条机构，其特征在于动力输入筒（5）的横截面积为动力输出杆（13）横截面积的两倍。

9、根据权利要求1所述的齿轮齿条式抽油杆增程装置，其特征在于所说的内工作筒（14）横截面的形状是圆弧曲面。