CN105952392A - 一种辅助抽油增效器 - Google Patents
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Abstract
一种辅助抽油增效器，包括芯杆、套装在所述芯杆上的扶正套和设在所述芯杆上的环阀，所述环阀位于所述扶正套下方，所述扶正套上方设有限位件，所述扶正套可活动地设在所述限位件与所述环阀之间，所述芯杆的外壁与所述扶正套的内壁之间设有导油通道，所述扶正套包括本体和设在所述本体下端的第一封闭公头，所述环阀上设有封闭母头，所述第一封闭公头和所述封闭母头配合。按照本发明提供的辅助抽油增效器与现有技术相比具有如下优点：本发明结构简单、部件少、装配方便，可以有效减少抽油杆和油管之间的磨损，还可以实现井液的助抽，提高抽油泵的泵效。
Description
技术领域
本发明涉及石油设备，尤其涉及一种辅助抽油增效器。
背景技术
抽油机井一直以来都是国内外油田的主要采油方式，通过抽油杆向抽油泵传递动力来抽取油管中的井液。一方面，油田大量采用抽油杆扶正器来解决抽油杆与油管之间的磨损问题，随着油井深度的加大，使用环境温度的提高，油井中腐蚀介质的增加，较大弯曲和倾斜井的出现，常见的传统抽油杆扶正器的局限越来越多。以油田目前最常见的使用较多的柱状扶正器为例，其滑套扶正件大都使用尼龙等材料，耐热温度有限，与油管的摩擦系数较大造成较大摩擦阻力，由于容易在较短时间被磨损导致其对抽油杆偏磨的改善效果有限，而且需要经常更换。另一方面，由于抽油管柱中存在不同含量的气体，加上井液中也含有不同比例的气体，因此在抽油泵工作过程中，油管中的气体受到压缩，使得泵效降低，严重的情况下会出现“气锁”现象，使抽油泵完全抽不出井液。
采用合金涂层滑套和固体润滑剂可以较好地解决扶正器和油管的磨损问题，还可以不受使用温度的限制，因此成为抽油杆扶正器的一种新的发展趋势。而针对管柱中气体对泵效影响问题，各种新型结构的抽油泵同样得到不断开发，但是通常加工成本较高，直接更换还可正常使用的抽油泵不仅浪费，而且成本高昂。那么，如果将抽油杆扶正器赋予新的功能，实现在保护抽油杆和油管的同时，显著改善抽油泵的泵效，将可一举多得，成本既不高，又可很好地解决油田采油过程中当前存在的问题，具有很好的发展前景和社会经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种具有较高耐蚀耐磨性能，可以有效减少抽油杆和油管的磨损，还可以实现井液的助抽，提高抽油泵泵效的辅助抽油增效器。
按照本发明提供的辅助抽油增效器采用的主要技术方案为：包括芯杆、套装在所述芯杆上的扶正套和设在所述芯杆上的环阀，所述环阀位于所述扶正套下方，所述扶正套上方设有限位件，所述扶正套可活动地设在所述限位件与所述环阀之间，所述芯杆的外壁与所述扶正套的内壁之间设有导油通道，所述扶正套包括本体和设在所述本体下端的第一封闭公头，所述环阀上设有封闭母头，所述第一封闭公头和所述封闭母头配合。
本发明提供的辅助抽油增效器还采用如下附属技术方案：
所述第一封闭公头包括设在所述本体下端的至少两个均匀间隔分布的凸块；所述封闭母头包括设在所述环阀上的至少两个均匀间隔分布的缺槽；所述凸块与所述缺槽配合。
所述芯杆的外壁上设有限位块，所述扶正套的内壁是设有限位槽，所述限位块与所述限位槽配合。
所述本体与所述凸块之间平滑过渡。
所述扶正套还包括设在所述本体上端的第二封闭公头，所述第二封闭公头与所述第一封闭公头结构相同。
所述限位件为设在所述芯杆上端的第一接头，所述芯杆下端设有第二接头，所述第一接头和所述第二接头结构相同。
所述芯杆分别与所述第一接头和所述第二接头螺纹配合。
所述环阀与所述限位件之间的距离大于所述扶正套的长度至少6mm。
所述扶正套外表面设有自润滑合金涂层。
所述自润滑合金涂层由2％～6％质量百分含量的固体润滑颗粒与94％～98％质量百分含量的铁镍合金粉末均匀混合而成，所述固体润滑颗粒是由MoS2、WS2、Cu和Mo中的至少一种均匀混合而成，以质量百分比计所述铁镍合金粉末的成分组成为：碳0.5％～1.1％，铬10％～20％，硅1.5％～5.5％，硼1.0％～4.5％，铁25％～55％，余量为镍。
按照本发明提供的辅助抽油增效器与现有技术相比具有如下优点：首先，本发明结构简单、部件少、装配方便，可以有效减少抽油杆和油管之间的磨损，还可以实现井液的助抽，提高抽油泵的泵效；在扶正套和芯杆之间设置导油通道，采用环阀上的封闭母头和扶正套中的第一封闭公头配合，实现导油通道的打开和闭合，从而实现对油管中的井液分段抽取，既提高了井液抽取效率，同时还可以对油管中的气体分段隔离，减小了抽油泵抽取过程中气体的影响，完全避免气锁现象，显著提高泵效；其次，本发明将抽油杆扶正器创造性地赋予了井液助抽和泵效增效的功能，使得油田可以灵活地将其应用于任意油井当中，而不需要更换高成本的抽油泵，同时可根据油井的井况特点确定采用本发明中抽油杆扶正器的位置和数量，实现油田高效生产。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的结构分解图。
图3是本发明中扶正套的结构图。
图4是本发明中扶正套的俯视图。
图5是本发明中环阀的结构图。
图6是本发明中环阀的俯视图。
图7是本发明在油管中使用时，第一封闭公头与封闭母头分离时的结构图。
图8是本发明在油管中使用时，第一封闭公头与封闭母头闭合时的结构图。
具体实施方式
参见图1至图8，按照本发明提供的辅助抽油增效器的实施例，包括芯杆1、套装在所述芯杆1上的扶正套2和设在所述芯杆1上的环阀3，所述环阀3位于所述扶正套2下方，所述扶正套2上方设有限位件，所述扶正套2可活动地设在所述限位件与所述环阀3之间，所述芯杆1的外壁与所述扶正套2的内壁之间设有导油通道4，所述扶正套2包括本体和设在所述本体下端的第一封闭公头21，所述环阀3上设有封闭母头31，所述第一封闭公头21和所述封闭母头31配合。
具体使用时，本发明的辅助抽油增效器安装在油管7内相邻的两个抽油杆之间，当抽油杆带动辅助抽油增效器处于下行程时，在井液阻力作用下扶正套2中的第一封闭公头21与环阀3上的封闭母头31分离，使导油通道4打开，井液从扶正套2内的导油通道4下方经导油通道4流向导油通道4的上方，并进入辅助抽油增效器上方的油管7空间；当抽油杆带动辅助抽油增效器处于上行程时，在井液阻力作用下扶正套2中的第一封闭公头21与环阀3上的封闭母头31闭合，同时与抽油泵一起带动本发明上方油管7内的井液流向井口。
所述扶正套2的外径与相应部位油管7的内径相互配合，配合间隙标准参照抽油泵柱塞或泵筒。
首先，本发明结构简单、部件少、装配方便，可以有效减少抽油杆和油管7之间的磨损，还可以实现井液的助抽，提高抽油泵的泵效；在扶正套2和芯杆1之间设置导油通道4，采用环阀3上的封闭母头31和扶正套2中的第一封闭公头21配合，实现导油通道4的打开和闭合，从而实现对油管7中的井液分段抽取，既提高了井液抽取效率，同时还可以对油管7中的气体分段隔离，减小了抽油泵抽取过程中气体的影响，完全避免气锁现象，显著提高泵效；其次，本发明将抽油杆扶正器创造性地赋予了井液助抽和泵效增效的功能，使得油田可以灵活地将其应用于任意油井当中，而不需要更换高成本的抽油泵，同时可根据油井的井况特点确定采用本发明中抽油杆扶正器的位置和数量，实现油田高效生产。
参见图1至图6，根据本发明上述的实施例，所述第一封闭公头21包括设在所述本体下端的至少两个均匀间隔分布的凸块23，本实施例中的凸块23优选为三个；所述封闭母头31包括设在所述环阀3上的至少两个均匀间隔分布的缺槽32，本实施例中的缺槽32优选为三个；所述凸块23与所述缺槽32配合。上述第一封闭公头21和封闭母头31结构简单，加工方便，对接顺畅，封闭效果好，同时对油管7的井液阻力小。
根据本发明上述的实施例，所述芯杆1的外壁上设有限位块(图中未示出)，所述扶正套2的内壁是设有限位槽(图中未示出)，所述限位块与所述限位槽配合。限位块和限位槽的设置防止扶正套2在上下运动的过程中发生自转，防止第一封闭公头21和封闭母头31不能有效闭合，导致导油通道4不能有效封闭。
参见图2至图4，根据本发明上述的实施例，所述本体与所述凸块23之间平滑过渡。该种结构可以有效减少井液对扶正套2的阻力，提高本发明井液助抽的效率。
参见图1至图3及图7和图8，根据本发明上述的实施例，所述扶正套2还包括设在所述本体上端的第二封闭公头22，所述第二封闭公头22与所述第一封闭公头21结构相同。该结构便于扶正套2的加工和装配，装配时无需区分扶正套2的上、下端，装配效率高；同时当封闭母头31配合的第一封闭公头21发生损坏时，可以将扶正套2两端颠倒，将没有损坏的第二封闭公头22与封闭母头31相对，从而降低了产品的维护成本。
参见图1、图2、图7和图8，根据本发明上述的实施例，所述限位件为设在所述芯杆1上端的第一接头5，所述芯杆1下端设有第二接头6，所述第一接头5和所述第二接头6结构相同。采用第一接头5作为限位件，结构简单，装配方便，降低芯杆1的加工工艺，同时，第一接头5和第二接头6的设置，方便了本发明与抽油杆的装配。
参见图2，根据本发明上述的实施例，所述芯杆1分别与所述第一接头5和所述第二接头6螺纹配合。所述芯杆1的两端均设有外螺纹，所述第一接头5和所述第二接头6的一端均设有与所述外螺纹配合第一内螺纹，所述第一接头5和所述第二接头6的另一端均设有与抽油杆外螺纹配合的第二内螺纹。装配方便，连接牢靠。
参见图1、图7和图8，根据本发明上述的实施例，所述环阀3与所述限位件之间的距离大于所述扶正套2的长度至少6mm。即所述扶正套2在所述环阀3与所述限位件之间可以实现至少6mm长度的上下位移。本实施例有选为10mm。保证井液的流量并且使得封闭公头与封闭母头31能够及时对接。
根据本发明上述的实施例，所述扶正套2外表面设有自润滑合金涂层(图中未示出)。本发明在扶正套2的外壁与油管7的内壁相互配合，类似于活塞和泵筒的关系，从而实现在油管7内帮助抽油泵一起抽取井液，在扶正套2外表面制备有自润滑合金涂层，既确保了油管7和扶正器之间的和谐共处，又可长效确保抽油杆的扶正。
根据本发明上述的实施例，所述自润滑合金涂层由2％～6％质量百分含量的固体润滑颗粒与94％～98％质量百分含量的铁镍合金粉末均匀混合而成，所述固体润滑颗粒是由MoS2、WS2、Cu和Mo中的至少一种均匀混合而成，以质量百分比计所述铁镍合金粉末的成分组成为：碳0.5％～1.1％，铬10％～20％，硅1.5％～5.5％，硼1.0％～4.5％，铁25％～55％，余量为镍。本实施例中的自润滑合金涂层由4％质量百分含量的固体润滑颗粒与96％质量百分含量的铁镍合金粉末均匀混合而成，所述固体润滑颗粒是由CU和MO均匀混合而成，以质量百分比计所述铁镍合金粉末的成分组成为：碳0.8％，铬15％，硅3.2％，硼2.5％，铁55％，余量为镍。
在实验室条件下对以上实施事例中的自润滑合金涂层进行摩擦磨损性能评价。磨损试验在MM-200型摩擦磨损试验机上进行，块试样采用N80油管钢，环试样分别为45钢试样(基材试样)和45钢基材表面喷焊0.25～1.00毫米厚的自润滑合金涂层试样(MC辅助抽油增效器试样)。实验表明，在400N的载荷，400转/分的转速，以及20分钟时间和水润滑条件下，与N80块/基材试样相比，实施例中的MC辅助抽油增效器试样的磨损量和对应的块试样的磨损量均降低了5倍以上，并且在块试样的磨损表面发现了固体润滑颗粒的转移现象，表显出良好的润滑性能，对油管形成有效保护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种辅助抽油增效器，特征在于：包括芯杆、套装在所述芯杆上的扶正套和设在所述芯杆上的环阀，所述环阀位于所述扶正套下方，所述扶正套上方设有限位件，所述扶正套可活动地设在所述限位件与所述环阀之间，所述芯杆的外壁与所述扶正套的内壁之间设有导油通道，所述扶正套包括本体和设在所述本体下端的第一封闭公头，所述环阀上设有封闭母头，所述第一封闭公头和所述封闭母头配合。
2.根据权利要求1所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述第一封闭公头包括设在所述本体下端的至少两个均匀间隔分布的凸块；所述封闭母头包括设在所述环阀上的至少两个均匀间隔分布的缺槽；所述凸块与所述缺槽配合。
3.根据权利要求2所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述芯杆的外壁上设有限位块，所述扶正套的内壁是设有限位槽，所述限位块与所述限位槽配合。
4.根据权利要求2所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述本体与所述凸块之间平滑过渡。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述扶正套还包括设在所述本体上端的第二封闭公头，所述第二封闭公头与所述第一封闭公头结构相同。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述限位件为设在所述芯杆上端的第一接头，所述芯杆下端设有第二接头，所述第一接头和所述第二接头结构相同。
7.根据权利要求6所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述芯杆分别与所述第一接头和所述第二接头螺纹配合。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述环阀与所述限位件之间的距离大于所述扶正套的长度至少6mm。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述扶正套外表面设有自润滑合金涂层。
10.根据权利要求9所述的辅助抽油增效器，其特征在于：所述自润滑合金涂层由2％～6％质量百分含量的固体润滑颗粒与94％～98％质量百分含量的铁镍合金粉末均匀混合而成，所述固体润滑颗粒是由MoS2、WS2、Cu和Mo中的至少一种均匀混合而成，以质量百分比计所述铁镍合金粉末的成分组成为：碳0.5％～1.1％，铬10％～20％，硅1.5％～5.5％，硼1.0％～4.5％，铁25％～55％，余量为镍。
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