CN105298404B - 油管柱旋转装置 - Google Patents

Abstract

一种油管柱旋转装置，包括旋转、锚定、扶正阻力结构，旋转结构由轨道轴外安装轨道套，导销插入轨道槽中起旋转定向作用构成，锚定结构由凸轮轴两端用销、定位销安装在基体上，基体上有均布的通孔槽，通孔槽安装带插条的卡牙，由凸轮轴控制卡牙的运动构成；扶正阻力结构由中间有通孔，扶正体外周边安装带有弹簧的扶正块构成；并由中接头、连接套将旋转、锚定、扶正阻力结构连接成一体。抽油机不断作上、下往复运动，导销控制螺旋形轨道轴作逆、顺方向转动，由于转动油管、抽油杆间磨损不会集中在同轴向同一位置上，会使磨损分散在油管内径180度圆周上，延长了油管和抽油杆使用寿命，彻底解决抽油机井长期存在未解决的油管、抽油杆间偏磨问题。

Description

油管柱旋转装置

技术领域

本发明涉及一种石油勘采行业中的专用设备，特别是一种安装在抽油机井下，上端连接泵筒下端连接筛管，用于防抽油杆柱同油管偏磨提高油管、抽油杆使用寿命的油管柱旋转装置。

背景技术

抽油机工作中，由于抽油杆柱自身重量的压力，下部受到泵筒内柱塞的阻力，使其在中和点以下呈弯曲状态，导致抽油杆柱上的抽油杆接箍与油管内壁在同一轴向点上的同一点发生载荷偏磨，而且是周期性、长时间、周而复始的载荷偏磨，特别是在泵筒上部300～500米处偏磨更严重，最后将导致油管磨穿或油管磨薄爆裂，此生产事故长期普遍存在各抽油机井中，并且一直未能得到很好的解决。

专利申请号2007101158436“防偏磨抽油管柱”就提供了一种由内、外抗磨体组成一对摩擦副，防偏磨抽油管柱内安装有两对以上的摩擦副，在内、外抗磨体的作用下消除油管与抽油杆之间的磨损，此结构功效不是很明显，增加无功载荷及上行液体阻力，导致抽油杆断裂生产事故发生，但仍无法解决杆、管间的偏磨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种油管柱旋转装置，彻底解决抽油机井中油管、抽油杆柱间发生的偏磨问题，并效果显著，修井作业率明显下降，极大提高了油管、抽油杆柱的使用寿命，油井综合性经济效益大大提高。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：油管柱旋转装置，包括有旋转结构、锚定结构、扶正阻力结构，所述旋转结构由轨道轴外安装轨道套，导销插入轨道槽在轨道槽中起旋转定向作用构成，将轨道轴、轨道套装配成动态体；所述锚定结构由凸轮轴的两端分别用销、定位销安装在基体上，基体上有均布的通孔槽，通孔槽中安装可径向运动带有插条的卡牙，由凸轮轴控制卡牙的运动构成；所述扶正阻力结构由在中间有通孔，扶正体的外周边安装带有弹簧的扶正块构成；并且由中接头将旋转结构和锚定结构连接成一体，由连接套将锚定结构和扶正阻力结构连接成一体，扶正阻力结构的下端连接带有下接头的下套组合成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用此油管柱旋转装置，使其不仅随抽油机不断作上、下往复运动，同时装置上的旋转结构，随抽油杆柱上、下往复运动的轨迹作逆、顺时针方向转动，带动油管柱在180度范围内转动，因油管柱的转动使油管、抽油杆柱间的磨损，不是仅发生并集中在同一轴向上的同一点位置上，而是将其间的磨损，分散、分开在油管内径180度的回转圆周上，从而延长了油管和抽油杆柱的使用寿命，使因偏磨事故而进行的修井作业率、停井现象明显下降，提高了油井的经济效益和产量，彻底解决了抽油机井长期一直存在未能解决的油管、抽油杆柱间的偏磨问题。

附图说明

图1、本发明的结构示意图。

图2、图1中的A—A放大图。

图3、图1中的B—B放大图。

图4、轨道轴结构示意图。

图5、图4的展开图。

图6、图4中的C—C视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

轨道轴3，由中间有通孔，周边壁上有两条对称180度螺旋形的轨道槽31组成，如图4、5、6所示，根据管径大小轨道槽可为两条以上。

旋转结构：由轨道轴3外安装轨道套4，导销2插入轨道槽31中，将轨道轴、轨道套装配成动态体，两导销2分别在两轨道槽31中控制螺旋形的轨道槽的走向构成。

扶正阻力结构：由在中间有通孔，两端有外螺纹的扶正体13的外周边，均布安装三个带有弹簧11的扶正块12，并扶正块12的两端为动态结构，安装在下套14和连接套9的一端构成。

在下套14阶梯形内腔中还嵌插有下端带外管螺纹的下接头15。

锚定结构：由在凸轮轴7的两端分别用能左右转动60度的销6、定位销10安装在基体8上，基体8中间部分轴向有均布的三通孔槽，三通孔槽中分别安装可径向运动带有插条21的三卡牙18构成。每个卡牙18的外表面上有相同的锯齿，锯齿相对的一表面上有与凸轮轴7上凸轮表面相配合的弧形面，中间矩形通孔内紧嵌插条21，插条两端以能进行动态形式安装在基体上，并在两端头上安装插条弹簧23，插条21两端的插条弹簧上再安装对称的压板19，用压板螺钉17将压板19固定在基体8上构成一整体，不影响凸轮轴7的转动，卡牙18以动配形式安装在基体8上，由凸轮轴7的转动控制卡牙18的径向运动，如图2、图3所示。

中接头5的上端外管螺纹与轨道套4下端的内管螺纹连接成一体，下端内管螺纹与凸轮轴7上端外管螺纹连接成一体。即中接头将旋转结构和锚定结构连接成一体。

连接套9上端的内管螺纹与基体8下端的外管螺纹连接成一体，连接套下端的内管螺纹与扶正体13上端的外管螺纹连接成一体，扶正体13下端的外管螺纹与下套14上端的内管螺纹连接成一体，即连接套将锚定结构和扶正助力结构连接成一体，构成整体的油管柱旋转装置，如图1所示。

为使下井方便，还在轨道轴3与轨道套4连接处增加剪切螺钉16。上行时螺钉自行断开。

中接头5与轨道套4连接处配有活动销22，下套14与扶正体13处增加防松销20。

工作时，在轨道轴3的上端用螺纹连接上接头1，上接头1的上端与泵筒下端连接，下接头15的下端螺纹与筛管连接。

油管放入套管内，油管柱最后一根油管下端与泵筒上端连接，抽油杆柱放入油管内，抽油杆柱与抽油机连接，抽油机带动抽油杆柱上、下往复运动（此部分图均未画）。

管柱在内、外力作用下上升，上升时带动轨道轴3上升，导销2控制轨道槽31作180度的螺旋形逆时针转动，同时通过中接头5带动凸轮轴7逆时针方向转动，当转动到小于30度，卡牙18逆时针方向被凸轮轴7顶出，卡牙18被顶出后支撑在套管内壁上形成锚定力，在锚定力作用下，保证轨道轴3继续作逆时针方向旋转。

管柱下行时，导销2控制轨道槽31作180度顺时针螺旋形的回转回到起始点，同时带动凸轮轴7顺时针方向转动，当卡牙18被顺时针方向转动的凸轮轴顶出，支撑在套管内壁上形成锚定力，保证轨道轴3继续在大于120度在180度范围内顺时针方向旋转。

随着抽油机的上、下往复运动，带动油管柱旋转装置中的轨道轴3作周而复始的逆、顺时针方向周期性转动，从而彻底消除抽油杆接箍同油管内径仅在同一轴向上同一点的偏磨，实现抽油杆及接箍能在油管内径180度范围内环游转动，不会始终只有一点接触油管内壁，使油管与抽油杆柱间的偏磨这一长期未能解决的问题得以解决，极大提高了油管、抽油杆柱的使用寿命，修井作业率、停井现象明显下降。

若抽油机井需作修井操作时，只需直接向上提拉管柱，就可将此油管柱旋转装置同管柱一起提上来，使用操作简单、方便。

Claims (5)

1.一种油管柱旋转装置，其特征在于包括有旋转结构、锚定结构、扶正阻力结构，所述旋转结构由轨道轴（3）外安装轨道套（4），导销（2）插入轨道槽（31）在轨道槽中起旋转定向作用构成，将轨道轴（3）、轨道套（4）装配成动态体；所述锚定结构由凸轮轴（7）的两端分别用销（6）、定位销（10）安装在基体（8）上，基体上有均布的通孔槽，通孔槽中连接可径向运动带有插条（21）的卡牙（18），由凸轮轴（7）控制卡牙（18）的运动构成；所述扶正阻力结构由在中间有通孔，扶正体（13）的外周边安装带有弹簧（11）的扶正块（12）构成；并且由中接头（5）将旋转结构和锚定结构连接成一体，由连接套（9）将锚定结构和扶正阻力结构连接成一体，扶正阻力结构的下端连接带有下接头（15）的下套（14）组合成。

2.根据权利要求1所述的油管柱旋转装置，其特征在于所述轨道轴（3），由中间有通孔，周边壁上有两条对称180度螺旋形的轨道槽（31）组成，两导销（2）分别在两轨道槽（31）中控制螺旋形轨道槽的走向。

3.根据权利要求1所述的油管柱旋转装置，其特征在于所述基体（8）中间部分轴向有均布的三通孔槽，三通孔槽中分别安装可径向运动带有插条（21）的三卡牙（18），每个卡牙（18）的外表面上有相同的锯齿，锯齿相对的一表面上有与凸轮轴（7）上凸轮表面相配合的弧形面，中间矩形通孔内紧嵌插条（21），插条两端以能进行动态形式安装在基体上，并在两端头上安装插条弹簧（23），插条（21）两端的插条弹簧上再安装对称的压板（19），用压板螺钉（17）将压板（19）固定在基体（8）上构成一整体，卡牙（18）以动配形式安装在基体（8）上。

4.根据权利要求1所述的油管柱旋转装置，其特征在于所述中接头（5）的上端外管螺纹与轨道套（4）下端的内管螺纹连接成一体，下端内管螺纹与凸轮轴（7）上端外管螺纹连接成一体。

5.根据权利要求1所述的油管柱旋转装置，其特征在于所述连接套（9）上端的内管螺纹与基体（8）下端的外管螺纹连接成一体，连接套下端的内管螺纹与扶正体（13）上端的外管螺纹连接成一体，扶正体（13）下端的外管螺纹与下套（14）上端的内管螺纹连接成一体。