CN107956455A - 一种抽油机减载装置 - Google Patents

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    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121—Lifting well fluids
    • E21B43/126—Adaptations of down-hole pump systems powered by drives outside the borehole, e.g. by a rotary or oscillating drive
    • E21B43/127—Adaptations of walking-beam pump systems

Abstract

本发明公开了一种抽油机减载装置，属于石油开采技术领域。该抽油机减载装置包括：上接油管；在上接油管下端连接的外管；在外管下端连接的下接油管；在外管内部设置有剪叉装置；在剪叉装置上端连接的上抽油杆；在剪叉装置下端连接的下抽油杆；穿过剪叉装置中部，并与外管的内壁相连接的芯轴。本发明通过使用剪叉装置横向和纵向的接触或远离带动抽油杆的上、下行。由于芯轴穿过剪叉装置的中部，并且，芯轴的两端连接并固定于外管的内壁上，当抽油机的驴头上行时，带动上抽油杆上行，同时下抽油杆及其下端的抽油泵下行，使下抽油杆、抽油泵及下接油管内液体的重量抵消一部分抽油机的举升负荷，进而减小抽油机所承受的负荷。

Description

一种抽油机减载装置
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种抽油机减载装置。
背景技术
目前，油田采油生产主要靠机械采油工艺将油层内的原油抽汲至地面，举例来说，机械采油工艺包括有杆泵采油、螺杆泵采油、沉没式电潜泵采油等。特别地，有杆泵采油基于使用可靠，运行稳定等特点在油田开发中得到了广泛应用，其主要设备包括抽油机、抽油杆、油管、与油管下端连接并导通的抽油泵，通过修井作业将抽油杆及下接的抽油泵柱塞下入油管内与抽油泵泵腔内，通过抽油杆的上下运动带动柱塞在泵腔内运动以改变其内部压力，进而将原油吸入油管内。其中，抽油机包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机，游梁式抽油机主要包括游梁、横梁、电动机、曲柄、连杆、减速箱、驴头、悬绳器。在游梁式抽油机工作过程中，由电动机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄，带动曲柄做低速旋转，曲柄通过连杆带动游梁做上下摆动，挂在驴头上的悬绳器便通过抽油杆带动抽油杆下端的抽油泵做上、下往复运动，进而将原油抽汲至地面。具体地，在上冲程中，驴头承受向上的力，需要提起井下抽油杆和油管内的液体，电动机要做功才能使驴头上行。在下冲程中，驴头只承受抽油杆和油管内液体的重力，这时电动机不需要做功。这样会导致抽油机在上、下冲程中不平衡，进而降低了电动机的使用效率和寿命，影响抽油机和抽油泵的正常工作。因此，有必要调整抽油机在上、下冲程中的平衡。
现有技术通过人工向游梁尾部加减平衡块，使抽油机与井下的抽油杆和油管内液体的力矩相平衡，使上、下冲程中电动机做功接近相等，进而使抽油机在上、下冲程中平衡。其中，井下的抽油杆和油管内液体的重量一般能达到2000Kg以上。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术提供的方法中，抽油机承受的负荷较大。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种抽油机减载装置。具体技术方案如下：
一种抽油机减载装置，所述抽油机减载装置包括：
上接油管；
在所述上接油管下端连接的外管；
在所述外管下端连接的下接油管；
在所述外管内部设置有剪叉装置；
在所述剪叉装置上端连接的上抽油杆；
在所述剪叉装置下端连接的下抽油杆；
穿过所述剪叉装置中部，并与所述外管的内壁相连接的芯轴。
优选地，所述剪叉装置包括多个自上而下顺次连接的剪刀叉；
所述剪刀叉包括上端和下端均设置有轴承孔，且通过中部设置的中心轴孔相连接的两个剪叉管。
优选地，各所述剪刀叉之间、所述剪刀叉中的两个剪叉管之间均通过销轴相连接。
优选地，所述销轴的长度小于所述芯轴的长度。
优选地，所述剪叉管的长度小于所述外管的内径。
优选地，所述芯轴的材质为合金钢。
优选地，所述外管包括自上而下顺次连接并导通的第一外管、第二外管、第三外管。
优选地，所述第二外管的管壁上设置有两个径向对应的通孔。
优选地，所述第一外管与所述上接油管螺纹连接。
优选地，所述第三外管与所述下接油管螺纹连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的抽油机减载装置，通过使用剪叉装置横向和纵向的接触或远离带动上抽油杆和下抽油杆的上、下行。由于芯轴穿过剪叉装置中部的剪刀叉的两个中心轴孔，并且，芯轴的两端穿过并固定于第二外管的两个径向对应的通孔内，进而改变了下抽油杆的运动方向，当抽油机的驴头上行时，带动上抽油杆上行，同时下抽油杆及其下端的抽油泵下行，使下抽油杆、抽油泵及下接油管内液体的重量抵消一部分抽油机的举升负荷，进而减小抽油机所承受的负荷，提高了抽油机的系统效率，产生了较好的节电效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的抽油机减载装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的剪刀叉的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的剪叉管的结构示意图。
附图标记分别表示：
1上接油管；
2外管，201第一外管，202第二外管，203第三外管；
3下接油管；
4剪叉装置，401剪刀叉，4011轴承孔,4012中心轴孔；
5上抽油杆；
6下抽油杆；
7芯轴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种抽油机减载装置，参见附图1、附图2、附图3，抽油机减载装置包括：上接油管1；在上接油管1下端连接的外管2；在外管2下端连接的下接油管3；在外管2内部设置有剪叉装置4；在剪叉装置4上端连接的上抽油杆5；在剪叉装置4下端连接的下抽油杆6；穿过剪叉装置4中部，并与外管2的内壁相连接的芯轴7。
本发明实施例提供的抽油机减载装置，通过使用剪叉装置4横向和纵向的接触或远离带动抽油杆的上、下行。由于芯轴7穿过剪叉装置4的中部，并且，芯轴7的两端连接并固定于外管2的内壁上，改变了下抽油杆6的运动方向，当抽油机的驴头上行时，带动上抽油杆5上行，同时下抽油杆6及其下端的抽油泵下行，使下抽油杆6、抽油泵及下接油管3内液体的重量抵消一部分抽油机的举升负荷，进而减小抽油机所承受的负荷。
其中，剪叉装置4上端可以通过脱接器与上抽油杆5相连接。本发明实施例中的脱接器为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，例如，其可以为濮阳市明通实业有限公司的型号为TJZ的一种结构简单、性能可靠的脱接器。
在本发明实施例中，剪叉装置4包括多个自上而下顺次连接的剪刀叉401。剪刀叉401包括上端和下端均设置有轴承孔4011，且通过中部设置的中心轴孔4012相连接的两个剪叉管。在抽油机的作业过程中，通过抽油机驴头的上、下行，带动多个剪刀叉401上、下行，同时，使各剪刀叉401的两个剪叉管的端部横向和纵向接触或远离，进而带动与剪叉装置4下端相连接的下抽油杆6及下抽油杆6下端的抽油泵上、下行，保证了抽油作业的顺利进行。
进一步地，基于销轴既可静态固定连接，又可与被连接件做相对运动的特点，各剪刀叉401之间以及各剪刀叉401的两个剪叉管之间均通过销轴相连接。具体地，使用多个销轴穿过并固定于多个相连接的剪刀叉401的多个轴承孔4011内，同时使用多个销轴穿过并固定于各剪刀叉401的两个剪叉管中部的中心轴孔4012内，使各相连接的剪刀叉401以及各剪刀叉401的两个剪叉管不仅转动灵活，工作安全可靠，而且拆卸方便，便于对销轴和剪叉管的更换。
进一步地，由于芯轴7穿过剪叉装置4中部的剪刀叉401的两个中心轴孔4012，并且芯轴7的两端与外管2的内壁相连接，为了保证剪叉装置4正常的收缩和伸展，多个销轴的长度小于芯轴7的长度。举例来说，当多个销轴的长度等于芯轴7时，多个销轴均抵住外管2的内壁，使剪叉装置4的多个剪刀叉401固定于外管2内，抽油机作业时无法带动剪叉装置4的收缩和伸展，进而无法带动下抽油杆6及下抽油杆6下端的抽油泵上、下行完成抽油作业。
在本发明实施例中，多个剪叉管的长度优选小于外管2的内径。通过如此设置，在抽油机作业过程中，通过驴头的上、下行带动剪叉装置4的伸展和收缩，在剪叉管的长度小于外管2的内径时，能够保证剪叉装置4完全收缩，有效地提高了剪叉装置4的工作效率，避免剪叉装置收缩不完全，工作效率降低，同时，还可以避免剪叉管卡在外管2的内壁上，使剪叉装置4停止运动，无法进行抽油作业。
在本发明实施例中，芯轴7优选是一个材质为合金钢的轴。基于合金钢有较好的强度和韧性，同时能够受力较大的性能，优选使用合金钢作为芯轴7的材质。
在本发明实施例中，外管2包括自上而下顺次连接并导通的第一外管201、第二外管202、第三外管203。其中，第一外管201的上端与上接油管1相连接，第三外管203与下接油管3相连接，第二外管内连接有芯轴7，通过设置第一外管201、第二外管202和第三外管203，便于对外管2进行拆卸，能够方便对外管2内的剪叉装置4进行维修，同时便于更换芯轴7和剪叉装置4中的剪叉管。
进一步地，第二外管202的管壁上设置有两个径向对应的通孔。具体地，在芯轴7穿过剪叉装置4中部的剪刀叉401的两个中心轴孔4012的同时，穿过两个径向对应的通孔，并且芯轴7的两端固定于两个径向对应的通孔内，其固定方式在此不做限定，举例来说，可以为焊接。通过设置两个径向对应的通孔，不仅便于在外管2内安装剪叉装置4，而且还能够在保证芯轴7与第二外管202连接牢固。
在本发明实施例中，第一外管201与上接油管1螺纹连接。其中，第一外管201的外壁上端设置有外螺纹，上接油管1的内壁下端设置有与该外螺纹相适配的内螺纹。通过螺纹连接不仅能够保证第一外管201与上接油管1之间连接的紧固性，还便于对第一外管201与上接油管1的更换。
在本发明实施例中，第三外管203与下接油管3螺纹连接。其中，第三外管203的外壁下端设置有外螺纹，下接油管3的内壁上端设置有与该外螺纹相适配的内螺纹。通过螺纹连接不仅能够保证第三外管203与下接油管3之间连接的紧固性，还便于对第三外管203与下接油管3的更换。
综上所述，本发明实施例提供的抽油机减载装置，通过使用剪叉装置4横向和纵向的接触或远离带动上抽油杆5和下抽油杆6的上、下行。由于芯轴7穿过剪叉装置4中部的剪刀叉401的两个中心轴孔4012，并且，芯轴7的两端穿过并固定于第二外管202的两个径向对应的通孔内，进而改变了下抽油杆6的运动方向，当抽油机的驴头上行时，带动上抽油杆5上行，同时下抽油杆6及其下端的抽油泵下行，使下抽油杆6、抽油泵及下接油管3内液体的重量抵消一部分抽油机的举升负荷，进而减小抽油机所承受的负荷，提高了抽油机的系统效率，产生了较好的节电效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抽油机减载装置，其特征在于，包括：
上接油管(1)；
在所述上接油管(1)下端连接的外管(2)；
在所述外管(2)下端连接的下接油管(3)；
在所述外管(2)内部设置有剪叉装置(4)；
在所述剪叉装置(4)上端连接的上抽油杆(5)；
在所述剪叉装置(4)下端连接的下抽油杆(6)；
穿过所述剪叉装置(4)中部，并与所述外管(2)的内壁相连接的芯轴(7)。
2.根据权利要求1所述的抽油机减载装置，其特征在于，所述剪叉装置(4)包括多个自上而下顺次连接的剪刀叉(401)；
所述剪刀叉(401)包括上端和下端均设置有轴承孔(4011)，且通过中部设置的中心轴孔(4012)相连接的两个剪叉管。
3.根据权利要求2所述的抽油机减载装置，其特征在于，各所述剪刀叉(401)之间以及各所述剪刀叉(401)的两个剪叉管之间均通过销轴相连接。
4.根据权利要求3所述的抽油机减载装置，其特征在于，多个所述销轴的长度小于所述芯轴(7)的长度。
5.根据权利要求2所述的抽油机减载装置，其特征在于，多个所述剪叉管的长度小于所述外管(2)的内径。
6.根据权利要求1所述的抽油机减载装置，其特征在于，所述芯轴(7)的材质为合金钢。
7.根据权利要求1所述的抽油机减载装置，其特征在于，所述外管(2)包括自上而下顺次连接并导通的第一外管(201)、第二外管(202)、第三外管(203)。
8.根据权利要求7所述的抽油机减载装置，其特征在于，所述第二外管(202)的管壁上设置有两个径向对应的通孔。
9.根据权利要求7所述的抽油机减载装置，其特征在于，所述第一外管(201)与所述上接油管(1)螺纹连接。
10.根据权利要求7所述的抽油机减载装置，其特征在于，所述第三外管(203)与所述下接油管(3)螺纹连接。
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