CN110359857A - 一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置，包括下接头、下减振弹簧元件、T型接头、上减振弹簧元件、上端盖。上减振振弹簧元件安装在上端盖内腔中；下减振弹簧元件安装在下接头内腔中；T型接头杆柱部分穿过上减振弹簧元件和上端盖中心的圆孔；T型接头圆板部分位于上减振弹簧元件和下减振弹簧元件之间；上端盖与下接头之间焊接；上接头顶部的公扣与抽油杆底部的母扣通过螺纹连接；下接头底部的母扣通过螺纹与抽油泵顶部的公扣相连。该装置填补了抽油杆纵向减振技术的空缺，在不改变抽油设备的情况下，利用弹簧来吸收振动，可以减轻抽油杆因振动而引发断裂和疲劳，加深泵挂，提高泵效，实现有杆抽油系统的节能深抽。

Description

一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置

技术领域

本发明属于采油工程领域，具体来说是一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置。

背景技术

有杆抽油泵是指利用抽油杆上下往复运动所驱动的柱塞式抽油泵，具有结构简单、寿命长、适应性强、维修管理方便、安装方便等特点，是油田最常见的井下采油设备。抽油杆作为有杆抽油泵的关键部件之一，是一种起传递动力作用的细长杆。在抽油过程中，抽油杆因受到多种载荷的综合作用而在井筒内不断振动，变形和运动状态极其复杂。抽油杆的振动按振动形式不同可分为纵向振动、横向振动和扭转振动，三者之间相互作用、相互影响，并以纵向振动为主，横向振动和扭转振动均属于次级振动。剧烈的纵向振动会使得抽油杆和井下设备承受较大冲击载荷，这不仅会加剧抽油杆的断裂和疲劳，也会使得抽油泵因磨损而漏失失效，最终极大增加采油成本。

目前，为减轻抽油杆的纵向振动以提高其使用寿命和采油效率，研究者往往采取优化抽油杆参数的方法，尽量使抽油杆的工作频率避开其固有频率以防止出现共振，以减小振动对整个井下抽油系统的影响。然而，尚未有学者提出一种可以减轻井下抽油杆纵向振动的减振装置。

发明内容

针对现有抽油杆纵向减振技术的空缺，本发明公开了一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置。

本发明所采用的技术方案是：

该装置包括下接头、下减振弹簧元件、T型接头、上减振弹簧元件、上端盖。上减振振弹簧元件安装在上端盖内腔中；下减振弹簧元件安装在下接头内腔中；T型接头杆柱部分穿过上减振弹簧元件和上端盖中心的圆孔；T型接头圆板部分位于上减振弹簧元件和下减振弹簧元件之间；上端盖与下接头之间焊接；上接头顶部的公扣与抽油杆底部的母扣通过螺纹连接；下接头底部的母扣通过螺纹与抽油泵顶部的公扣相连。

该弹簧减振装置安装于抽油杆与抽油泵之间，用于阻隔抽油杆和抽油泵之间振动的传递。当T型接头向下运动时，下减振弹簧元件为主要受力和减振元件，下减振弹簧元件受到T型接头和下接头的压力而变形，抽油杆的振动传递到下减振弹簧元件时，由于下减振弹簧元件的阻尼特性，下减振弹簧元件会吸收部分振动，使抽油泵受到的振动载荷减小，达到减振目的。当T型接头向上运动时，上减振弹簧元件为主要受力和减振元件，上减振弹簧元件受到T型接头和上端盖的压力而变形，抽油杆的振动传递到上减振弹簧元件时，由于上减振弹簧元件的阻尼作用，上减振弹簧元件会吸收部分振动，使抽油泵受到的振动载荷减小，达到减振目的。

本发明具有以下优点：

1、本发明填补了现有抽油杆纵向减振技术的空缺，利用弹簧的阻尼特性来吸收振动，有助于减轻抽油杆因振动而引发断裂和疲劳，可以延长抽油泵的检泵周期，增加抽油泵的使用寿命。

2、在不改变抽油设备的情况下，应用此弹簧减振装置可以加深泵挂，提高泵效和系统效率，实现有杆抽油系统的节能深抽。

3、整个弹簧减振装置具有结构简单、维修管理方便和安装方便等优点。

附图说明

图1是本发明一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置的结构示意图。

图中：1.下接头，2.下减振弹簧元件，3.T型接头，4.上减振弹簧元件，5.上端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置包括：下接头1、下减振弹簧元件2、T型接头3、上减振弹簧元件4、上端盖5。

下接头1与上端盖5间焊接，形成一个封闭的内腔。下减振弹簧元件2、T型接头3和上减振弹簧元件4安装在下接头1与上端盖5形成的内腔中。上减振弹簧元件4外缘与下接头1内腔内壁紧密贴合，上减振弹簧元件4上端与上端盖5内腔顶部接触，上减振弹簧元件4下端与T型接头3圆板上表面接触，T型接头3杆柱部分穿过上减振弹簧元件4和上端盖5中心的圆孔，上减振弹簧元件4始终处于压缩状态。下减振弹簧元件2外缘与下接头1内腔内壁接触，下减振弹簧元件2上端与T型接头3圆板下表面接触，下减振弹簧元件2下表端与下接头1内腔底部接触，下减振弹簧元件2始终处于压缩状态。T型接头3安装于上端盖5和下接头1形成的内腔中；T型接头3杆柱部分直径小于上端盖5中心通孔直径；T型接头3圆板被夹于上减振弹簧元件4和下减振弹簧元件2之间，T型接头3圆板外壁与下接头1内腔之间有个很小的间隙。

装配时，先将下减振弹簧元件2安装在下接头1内腔里，再将上减振弹簧元件4和T型接头3一起安装入下接头1内腔，最后使T型接头3杆柱部分穿过和上端盖5中心的圆孔，使用夹具将上端盖5和下接头1端面对齐，并施加预设的预紧力，用焊接的方式固连上端盖5和下接头1。

工作时，该弹簧减振装置安装于抽油杆和抽油泵之间，上接头5顶部的公扣与抽油杆底部的母扣通过螺纹连接，下接头1底部的母扣通过螺纹与抽油泵顶部的公扣相连。当T型接头3向下运动时，下减振弹簧元件2为主要受力和减振元件，下减振弹簧元件2受到T型接头3和下接头1的压力而变形，抽油杆的振动传递到下减振弹簧元件2时，由于下减振弹簧元件2的阻尼特性，下减振弹簧元件2会吸收部分振动，使抽油泵受到的振动载荷减小，达到减振目的。T型接头3向上运动时，上减振弹簧元件4为主要受力和减振元件，上减振弹簧元件4受到T型接头3和上端盖5的压力而变形，抽油杆的振动传递到上减振弹簧元件4时，由于上减振弹簧元件4的阻尼特性，上减振弹簧元件4会吸收部分振动，使抽油泵受到的振动载荷减小，达到减振目的。

Claims (2)

1.一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置，包括下接头(1)、下减振弹簧元件(2)、T型接头(3)、上减振弹簧元件(4)、上端盖(5)；其特征在于：上减振振弹簧元件安装在上端盖内腔中，下减振弹簧元件安装在下接头内腔中，T型接头杆柱部分穿过上减振弹簧元件和上端盖中心的圆孔，T型接头圆板部分位于上减振弹簧元件和下减振弹簧元件之间，上端盖与下接头之间焊接，上接头顶部的公扣与抽油杆底部的母扣通过螺纹连接，下接头底部的母扣通过螺纹与抽油泵顶部的公扣相连。

2.如权利要求1所述的一种用于减轻井下抽油杆纵向振动的弹簧减振装置，其特征在于：所述的上减振弹簧元件安装在T型接头圆板上部，下减振弹簧元件安装在T型接头圆板下部，上减振弹簧和下减振弹簧是整个装置的减振核心元件。