CN114263440A - 防止光杆掉落的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种防止光杆掉落的装置，涉及有杆泵采油技术领域，该防止光杆掉落的装置包括支撑罩、在用光杆卡子和备用光杆卡子，支撑罩的内部中空并形成容置腔，备用光杆卡子设置在容置腔中，备用光杆卡子与支撑罩的内壁具有间隙，在用光杆卡子设置于支撑罩的顶面上，支撑罩的顶面和底面分别开设有用于穿设光杆的贯通孔。本发明提出的防止光杆掉落的装置能够防止油井光杆断裂后，光杆的上、下两段掉落，保证抽油机井的安全生产。

Description

防止光杆掉落的装置

技术领域

本发明涉及有杆泵采油技术领域，特别涉及用于抽油机采油井的一种防止光杆掉落的装置。

背景技术

目前，在抽油机有杆泵采油技术中，油井光杆是通过光杆方卡子悬挂在抽油机悬绳器上。为了确保光杆方卡子卡牢光杆的可靠性，光杆方卡子设计成有倒钩的牙子，牙子材料硬度大于光杆本体硬度，这样，光杆方卡子的倒钩牙子会对光杆本体产生不可逆转的伤痕，伤痕会降低光杆的抗拉强度，即使采取高强度光杆来弥补，在光杆方卡子底部伤痕处产生的应力集中和疲劳极限作用也无法改变，致使光杆极易沿此伤痕处发生裂断，形成上、下两段光杆掉落现象。下段光杆掉落会导致发生抽油机失去平衡空转，产生震动、烧皮带、烧电机等事故，下段光杆掉落井下管柱里或者备用光杆卡子坐在井口，会导致发生油井井口泄漏油气污染环境及油井停产、减产、热洗、检泵等事故；上段光杆连同光杆方卡子从悬绳器上高空坠落，会偶发砸坏井口压力表或致井口工作人员伤、残、死等事故。

综上所述，光杆卡子对光杆伤痕及其应力集中和疲劳极限是不可避免，光杆裂断是无法预知、预测、预判，掉落引发的经济损失和危害事故是严重的，因此，如何解决光杆裂断之后，防止其两段掉落问题就成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种防止光杆掉落的装置，以期解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止光杆掉落的装置，能够防止油井光杆断裂后，光杆的上、下两段掉落，保证抽油机井的安全生产。

为达到上述目的，本发明提出一种防止光杆掉落的装置，其中，所述防止光杆掉落的装置包括支撑罩、在用光杆卡子和备用光杆卡子，所述支撑罩的内部中空并形成容置腔，所述备用光杆卡子设置在所述容置腔中，所述备用光杆卡子与所述支撑罩的内壁具有间隙，所述在用光杆卡子设置于所述支撑罩的顶面上，所述支撑罩的顶面和底面分别开设有用于穿设光杆的贯通孔。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述防止光杆掉落的装置还包括栓系件，所述在用光杆卡子和所述支撑罩通过所述栓系件连接在一起。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述栓系件为一栓系绳索，所述支撑罩具有用于安装所述栓系绳索的连接部，所述栓系绳索贯穿所述连接部，所述栓系绳索的两端分别与所述在用光杆卡子能拆卸地连接。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述在用光杆卡子由两个夹板对扣而成，各所述夹板的内壁面为半圆弧面，两个所述半圆弧面围合形成用于穿设光杆的安装腔，所述半圆弧面上设有能够固定所述光杆的多个卡牙。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，两个所述夹板通过至少两个紧固组件固定连接在一起，两个所述紧固组件分别设置在所述安装腔的两侧，各所述紧固组件包括紧固螺栓和紧固螺母，所述紧固螺栓依次贯穿所述紧固螺母和两个所述夹板将两个所述夹板固定连接在一起。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述栓系绳索的两端分别设置有垫片，所述垫片设置在所述紧固螺母和所述夹板之间，所述紧固螺栓贯穿所述垫片。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述在用光杆卡子固定连接于所述支撑罩的顶面。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述支撑罩包括两个横向支撑板和两个竖向支撑板，两个所述横向支撑板上下间隔设置，各所述竖向支撑板设置在两个所述横向支撑板之间，各所述竖向的两端分别固接于两个所述横向支撑板，两个所述竖向支撑板间隔设置，两个所述横向支撑板和两个所述竖向支撑板围合形成容置腔。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，各所述横向支撑板上还开设有便于光杆安装的豁口，所述豁口的一端贯穿至所述贯通孔，所述豁口的另一端贯穿至所述横向支撑板的一侧边。

如上所述的防止光杆掉落的装置，其中，所述备用光杆卡子的底面与所述支撑罩的内壁面之间的间隙小于10毫米。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的防止光杆掉落的装置使用时，将支撑罩放置在抽油机悬绳器上方，利用抽油机悬绳器为支撑罩提供支撑；抽油机的光杆依次贯穿支撑罩和抽油机悬绳器，在用光杆卡子和备用光杆卡子分别抱紧光杆；在用光杆卡子设置在支撑罩上方，通过支撑罩对在用光杆卡子提供支撑，支撑罩起到承接与传递光杆负荷作用，最终实现对光杆的支撑，备用光杆卡子放置在支撑罩的容置腔内，且备用光杆卡子与容置腔的底面预留有间隙，此时，备用光杆卡子对光杆没有支撑作用。一旦光杆裂断，备用光杆卡子瞬间自动承接光杆负荷，防止了下段光杆的掉落，避免了光杆掉落引发的事故和产生的经济损失。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明提出的防止光杆掉落的装置的结构示意图；

图2为本发明中防止光杆掉落的装置在光杆断裂后的示意图；

图3为本发明中在用光杆卡子的结构示意图；

图4为本发明中支撑罩的结构示意图；

图5为本发明中支撑罩的俯视图；

图6为本发明中支撑罩的局部剖视图。

附图标记说明：

100、防止光杆掉落的装置； 10、支撑罩；

11、容置腔； 12、贯通孔；

13、连接部； 14、横向支撑板；

15、竖向支撑板； 17、第一豁口；

20、在用光杆卡子；

21、夹板； 22、紧固螺栓；

23、紧固螺母； 30、备用光杆卡子；

40、栓系件； 41、垫片；

200、悬绳器； 300、光杆。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

本文中所述的方位用语“上”、“下”、“顶”、“底”以图1所示为准，该些方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图6所示，本发明提出的防止光杆掉落的装置100包括支撑罩10、在用光杆卡子20和备用光杆卡子30，支撑罩10内部中空并形成容置腔11，备用光杆卡子30设置在容置腔11内，且备用光杆卡子30与支撑罩10的内壁具有间隙，在用光杆卡子20设置在支撑罩10的顶面上，支撑罩10的顶面和底面分别开设有用于穿设光杆的贯通孔12。

本发明提出的防止光杆掉落的装置100使用时，将支撑罩10搭设在抽油机悬绳器200上方，利用抽油机悬绳器200为支撑罩10提供支撑；抽油机的光杆300依次贯穿支撑罩10和抽油机悬绳器200，在用光杆卡子20和备用光杆卡子30分别抱紧光杆300；在用光杆卡子20设置在支撑罩10上方(在用光杆卡子20可以直接搭设在支撑罩10上或者在用光杆卡子20可以固定连接在支撑罩10上)，支撑罩10对在用光杆卡子20提供支撑，进而起到承接与传递光杆负荷作用，实现对光杆300的支撑；备用光杆卡子30放置在支撑罩10的容置腔11内，备用光杆卡子30至少与容置腔11的底面之间预留有间隙，此时，备用光杆卡子30处于悬空状态，备用光杆卡子30对光杆300没有支撑作用。一旦光杆300裂断，备用光杆卡子30下移一小段距离与容置腔11的底面接触进而瞬间自动承接光杆负荷，防止了下段光杆的掉落，避免了光杆掉落引发的事故和产生的经济损失。

本发明提出的防止光杆掉落的装置100其结构新颖独特，精致小巧耐用，造价低廉实用等特点，可广泛推广抽油机油井上使用，特别是油井光杆负荷重，易发裂断光杆的油井，实现光杆裂断之后的防止掉落功能，消除光杆断裂后掉落导致诸多事故及经济损失。

在本发明一个可选的实施方式中，防止光杆掉落的装置100还包括栓系件40，在用光杆卡子20和支撑罩10通过栓系件40连接在一起。采用上述结构，即使光杆300断裂，上段光杆连通在用光杆卡子20能够被栓系件40栓系在支撑罩10上而不会掉落，进而避免了上段光杆从抽油机悬绳器200上高空坠落，偶发砸坏井口压力表、取样闸门或致井口工作人员伤、残、死等事故。使得在旷野中运行的抽油机，能够实现无需人员看护管理维护，仍继续保持安全平稳生产，提高油井生产时率，稳定油井产量、减少维护成本、增加生产效益、促进生产安全。

在该实施方式一个可选的例子中，栓系件40为一栓系绳索，支撑罩10具有用于安装栓系绳索的连接部13，栓系绳索贯穿连接部13，栓系绳索的两端分别能够和在用光杆卡子20能拆卸地连接，便于在用光杆卡子20及栓系件40的更换。

在该实施方式一个可选的例子中，在用光杆卡子20由两个夹板21对扣而成，夹板21的内壁面为半圆弧面，两个半圆弧面围合形成用于穿设光杆的安装腔，半圆弧面上设置有用于固定光杆300的多个卡牙。

进一步的，如图3所示，两个夹板21通过至少两个紧固组件固定连接在一起，两个紧固组件分别设置在安装腔的两侧，各紧固组件包括紧固螺栓22和紧固螺母23，紧固螺栓22依次贯穿紧固螺母23和两个夹板21将两个夹板21固定连接在一起。

在发明中，备用光杆卡子30的结构与在用光杆卡子20的结构相同，在此不进行赘述。

在该实施方式一个可选的例子中，栓系绳索的两端分别设置有垫片41，垫片41设置在紧固螺母23和夹板21之间，紧固螺栓22贯穿垫片41。采用上述结构，垫片41不仅能够起到连接作用，还能防止紧固螺母23松动，保证紧固组件的连接效果。

在本发明另一个可选的例子中，在用光杆卡子20固定连接于支撑罩10的顶面。例如，在用光杆卡子20可以焊接在支撑罩10的顶面上。采用该结构，当光杆300发生断裂后，支撑罩10和上段光杆也不会从抽油机悬绳器200掉落下来，避免了生产事故的发生。

在本发明一个可选的实施方式中，支撑罩10包括两个横向支撑板14和两个竖向支撑板15，两个横向支撑板14上下间隔设置，各竖向支撑板15设置在两个横向支撑板14之间，且各竖向支撑板15的两端与两个横向支撑板14固定连接，两个竖向支撑板15具有间隔，两个横向支撑板14和两个竖向支撑板15围合形成容置腔11。

在该实施方式一个可选的例子中，贯通孔12开设在横向支撑板14上，各横向支撑板14上还开设有便于光杆安装的第一豁口17，第一豁口17的一端贯穿至贯通孔12，第一豁口17的另一端贯穿至横向支撑板14的一侧边。

进一步的，第一豁口17的另一端贯穿至横向支撑板14与竖向支撑板15连接的一侧边，该竖向支撑板15开设有与第一豁口17对位配合且上下贯通的第二豁口，光杆300能够经第二豁口、第一豁口17进入贯通孔12，便于支撑罩10的安装。

在本发明一个可选的实施方式中，备用光杆卡子30其底面与支撑罩10其内壁面之间的间隙δ(预留距离)小于10毫米，在光杆断裂后，备用光杆卡子30能够瞬间自动承接光杆负重。

请参考图1至图6，现结合一实施例详细说明本发明提出的防止光杆掉落的装置100的具体使用过程：

支撑罩10搭设在抽油机悬绳器200上端，在用光杆卡子20搭设在支撑罩10上端，通过支撑罩10将光杆负荷传递到抽油机悬绳器200上，实现光杆300与抽油机悬绳器200的初次悬挂连接；支撑罩10的容置腔11内安装备用光杆卡子30，备用光杆卡子30牢固地夹紧在光杆300上，同时，备用光杆卡子30悬空在容置腔11内，备用光杆卡子30四周与支撑罩10的内壁不接触，留有间缝，起到备用承接光杆负荷作用。当光杆在用光杆卡子20底根处发生裂断时，下段光杆连同备用光杆卡子30仅下移不足10毫米就再次悬挂在抽油机悬绳器200上，瞬间恢复抽油机油井正常生产；同时，栓系绳索将上段光杆断头及其连带的在用光杆卡子20栓系在支撑罩10上，这样，就实现了油井裂断光杆之后同时防止两段掉落功能。需要说明的是，由于安装时，备用光杆卡子30的底面和支撑罩10内壁之间的间隙δ小于10毫米，光杆300裂断发生时，备用光杆卡子30的下移距离小于10毫米即承接光杆负荷，而10毫米的下移距离产生的冲击载荷非常小，不利影响可以忽略不计。

在该实施例中，贯通孔12为内径∮34毫米的通孔，用以穿通光杆300；横向支撑板14的尺寸为110×110毫米，竖向支撑板15的尺寸为110×38毫米，连接部13为一尺寸为中间110×34毫米的加强筋，用以穿挂栓系绳索(栓系件40)；栓系绳索两端的垫片41为内孔∮22毫米的压鼻垫片，垫片41安装在光杆在用方卡子20其紧固螺母23下面，起到将上段光杆断头及其连带的在用光杆卡子20栓系在支撑罩10上，防止上段光杆断头和其连带的在用光杆卡子20坠落，偶发砸坏井口压力表、取样闸门或者致井口工作人员伤、残、死等事故。

本发明提出防止光杆掉落的装置100结构、原理虽然简单但新颖独创；同时又价廉、实用、耐用、收益显著、易于推广。

本发明提出防止光杆掉落的装置100安装省时、便利、安全。

本发明提出防止光杆掉落的装置100其积极效果是实现油井光杆裂断之后上、下两段继续悬挂，使得抽油机及油井依然不间断地继续保持安全生产，避免裂断掉落光杆引起的诸多事故及经济损失，减少工人劳动，保护自然环境，降低生产成本，保障生产安全，提高采油效益，推动采油生产安全技术进步。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述防止光杆掉落的装置包括支撑罩、在用光杆卡子和备用光杆卡子，所述支撑罩的内部中空并形成容置腔，所述备用光杆卡子设置在所述容置腔中，所述备用光杆卡子与所述支撑罩的内壁具有间隙，所述在用光杆卡子设置于所述支撑罩的顶面上，所述支撑罩的顶面和底面分别开设有用于穿设光杆的贯通孔。

2.如权利要求1所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述防止光杆掉落的装置还包括栓系件，所述在用光杆卡子和所述支撑罩通过所述栓系件连接在一起。

3.如权利要求2所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述栓系件为一栓系绳索，所述支撑罩具有用于安装所述栓系绳索的连接部，所述栓系绳索贯穿所述连接部，所述栓系绳索的两端分别与所述在用光杆卡子能拆卸地连接。

4.如权利要求3所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述在用光杆卡子由两个夹板对扣而成，各所述夹板的内壁面为半圆弧面，两个所述半圆弧面围合形成用于穿设光杆的安装腔，所述半圆弧面上设有能够固定所述光杆的多个卡牙。

5.如权利要求4所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，两个所述夹板通过至少两个紧固组件固定连接在一起，两个所述紧固组件分别设置在所述安装腔的两侧，各所述紧固组件包括紧固螺栓和紧固螺母，所述紧固螺栓依次贯穿所述紧固螺母和两个所述夹板将两个所述夹板固定连接在一起。

6.如权利要求5所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述栓系绳索的两端分别设置有垫片，所述垫片设置在所述紧固螺母和所述夹板之间，所述紧固螺栓贯穿所述垫片。

7.如权利要求1所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述在用光杆卡子固定连接于所述支撑罩的顶面。

8.如权利要求1所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述支撑罩包括两个横向支撑板和两个竖向支撑板，两个所述横向支撑板上下间隔设置，各所述竖向支撑板设置在两个所述横向支撑板之间，各所述竖向的两端分别固接于两个所述横向支撑板，两个所述竖向支撑板间隔设置，两个所述横向支撑板和两个所述竖向支撑板围合形成容置腔。

9.如权利要求8所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，各所述横向支撑板上还开设有便于光杆安装的豁口，所述豁口的一端贯穿至所述贯通孔，所述豁口的另一端贯穿至所述横向支撑板的一侧边。

10.如权利要求1所述的防止光杆掉落的装置，其特征在于，所述备用光杆卡子的底面与所述支撑罩的内壁面之间的间隙小于10毫米。

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