CN201110140Y - 抽油杆综合保护器 - Google Patents

Abstract

一种抽油杆综合保护器。主要解决现有的横拉杆摇臂旋转机构需要外力实现、井口与光杆偏磨加剧、易使盘根漏油、功能单一及操作难掌握的问题。其特征在于：上壳体(2)内自下到上依次安装有储能装置(3)、旋转装置(4)及星轮(5)，储能装置(3)上方有承压导向套(6)及承压轴承(7)，上壳体(2)的上端装有夹杆器(8)及压头(9)，夹杆器(8)的下端与星轮(5)相啮合。该抽油杆综合保护器解决了抽油杆偏磨、断脱及震动的问题，无需外部动力而形成对光杆足够的力矩使其旋转，防止了井口与光杆的偏磨，不影响盘根的密封性，具有功能多样、操作简单及使用方便的特点。

Description

抽油杆综合保护器

技术领域：

本实用新型涉及油田采油领域中一种防止抽油杆偏磨及机械震动的装置，尤其是抽油杆综合保护器。

背景技术：

目前，采油过程多是以“三抽”设备(抽油机、抽油杆和抽油泵)为主的有杆抽油系统来实现的。以游梁式抽油机为例，其工作过程是由动力机(通常为电动机或柴油机/天然气发动机)经传动皮带将高速旋转动力传递给减速器，经三轴两级减速后，由曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上、下摆动，挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞作上、下往复运动，将井液抽汲至地面。

在实际工作中，有杆泵抽油系统因偏磨、振动共同作用导致抽油杆断脱及其接箍脱扣的现象时有发生，给油田生产管理带来很大困难，同时增加了大量的生产成本。现有防止偏磨装置主要有以下两种：1、旋转井口，在作业时安装旋转井口，依靠人力定期转动，来使油管磨损点均匀偏磨，从而延长检泵周期，但操作不便，亦难跟踪管理，实施到位率低，效果无法保证。所以旋转井口使油管转动很难防止抽油杆的偏磨。2、横拉杆摇臂旋转机构，目前使用的有拉杆的旋转器虽然体现了抽油杆旋转的功能，但却存在着难以克服的问题：A、必须利用一个外力来完成，拉杆对光杆形成了一个横向推力，造成井口与光杆偏磨加剧，易使盘根漏油，增加了管理难度；B、拉杆暴露在外，无防盗功能，不适合现场的外部环境；C、拉杆或拉绳旋转器结构脆弱，易老化及损坏，失去原有功能；D、功能单一，易出现人为操作不当，存在一定的安全隐患。

实用新型内容：

为了克服现有的横拉杆摇臂旋转机构需要外力实现、井口与光杆偏磨加剧、易使盘根漏油、功能单一及操作难掌握的不足，本实用新型提供一种抽油杆综合保护器，该抽油杆综合保护器解决了抽油杆偏磨、断脱及震动的问题，无需外部动力而形成对光杆足够的力矩使其旋转，防止了井口与光杆的偏磨，不影响盘根的密封性，具有功能多样、操作简单及使用方便的特点。

本实用新型的技术方案是：该抽油杆综合保护器包括下壳体及上壳体，上壳体置于下壳体内，上壳体内自下到上依次安装有储能装置、旋转装置及星轮，储能装置上方有承压导向套及承压轴承，上壳体的上端装有夹杆器及压头，夹杆器的下端与星轮相啮合。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，在抽油机运行过程中抽油杆发生应力突变时，储能装置3能有效吸收高于平均值80％的能量，再匀速释放出来，通过旋转装置，产生一个足以克服抽油杆与油管摩擦力的力矩。力矩通过星轮传动作用在锁紧光杆的夹杆器上，这样，夹杆器在力矩的作用下克服摩擦力带动抽油杆产生单向旋转。解决了目前机杆泵抽油时抽油杆偏磨、断脱及震动的问题，无需外部动力而形成对光杆足够的力矩使其旋转，防止了井口与光杆的偏磨，不影响盘根的密封性，具有防治杆管偏磨、降低机械损耗、防脱杆及卡泵的多项功能，大幅度减少了因偏磨、震动造成的断脱杆事故，同时对保护机采设备、提高单井产量具有重要意义，大幅度地节约了生产成本，具有功能多样、操作简单及使用方便的特点。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

图中1-下壳体，2-上壳体，3-储能装置，4-旋转装置，5-星轮，6-承压导向套，7-承压轴承，8-夹杆器，9-压头。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该抽油杆综合保护器包括下壳体1及上壳体2，上壳体2置于下壳体1内，上壳体2内自下到上依次安装有储能装置3、旋转装置4及星轮5，储能装置3上方有承压导向套6及承压轴承7，上壳体2的上端装有夹杆器8及压头9，夹杆器8的下端与星轮5相啮合。

该装置的工作原理是利用抽油机在带动抽油杆作上下往复运动过程中，每一个周期(即一个冲次)均会出现负荷交变(即负荷差)，利用负荷差产生的能量推动抽油杆微量旋转。为实现这一工况，该装置应用减震原理，设计有一个弹性储能装置3，将上下冲程抽油机释放的负荷差机械能储存起来，并在上下冲程内释放能量，通过一个单向旋转装置4，产生一个足以克服抽油杆与油管摩擦力的力矩。力矩通过星轮5传动作用在锁紧光杆的夹杆器8上，这样，夹杆器8在力矩的作用下克服摩擦力带动抽油杆产生单向旋转。除上下壳体(2，1)外，其内部构件均采用经过调质处理的38CrMoAlV钢材料进行制造，提高了构件的整体强度，下壳体1采用经调质处理的CrMo钢，保证了该装置的可靠性。

该装置具有如下功能与特性：

(1)防治杆管偏磨

由于该装置使抽油杆匀速旋转，抽油杆与井壁磨损位置由原来的15°扩大到360°，把原来的固定点磨损变为圆周磨损，从而使抽油杆磨损寿命从理论上增加了24倍；

另一方面，由于抽油杆转动时形成的附加扭矩，使抽油杆的弯曲点和弯曲朝向发生偏移，从而把原来的抽油杆和油管的固定点磨损变成非固定点磨损，因而大幅度提高了抽油杆和油管使用寿命。

该装置在运行时，由于单井的参数差异，抽油杆平均转数为2-10圈/24小时，旋转时产生的附加扭矩很小，通过抽油杆在一个冲次内释放，不会对抽油机、抽油杆及井下设备造成破坏。因此，该装置对治理杆管偏磨有良好功效，抽油杆磨损寿命能提高4-8倍，油管磨损寿命能提高7-10倍。

(2)减震

因该装置设计有高性能储能装置3，在抽油机运行过程中发生应力突变时，能有效吸收高于平均值80％的能量，再匀速释放出来，从而大幅度减小了因震动而对抽油机造成的机械性损害。对应用该装置的井，因冲击性震动造成的躺井作业可以减少85％以上。国产的储能装置3中的储能元件疲劳寿命仅20万次左右，可引进日本特殊钢材并同核工业部直属院所合作开发的新型高效储能装置，其中的储能元件疲劳寿命可达1.2×107次，例如冲次为4、8、12的井，其疲劳寿命分别为5.7、2.8、1.9年，能够满足抽油机高强度工况的要求。

(3)保护抽油泵及泵内柱塞

由于该装置能对抽油杆突然增大的拉力有极强的缓冲作用，故能有效地避免由于抽油泵发卡等因素而引起的应力突增而造成的损坏。

(4)防止脱扣

抽油机在运行过程中，由于应力突变，易对抽油杆产生反向附加扭矩，从而使油杆接箍褪扣，该装置始终带动抽油杆作正向转动，因而有紧扣功能，可有效地防止因接箍脱扣而造成的停井事故，该装置可以取代原有的抽油杆防脱器。

(5)悬绳器功能

该装置外壳是用高强度不锈钢铸造而成，结构坚固，设计承载力50T，满足抽油机运行时的最大载荷，使用时取代原有的悬绳器。

(6)转速具有可调性

该装置中的旋转装置4中可设计有转速调节机构，故可根据不同油井工况要求对转速进行方便的调整。结构紧凑，体积小，重量轻，便于安装、检修、调整。

(7)适用性

该装置也可以与已有的部分井下防偏磨装置同时使用，并能取得更佳效果。

(8)便于安装检修

安装简便，该装置适用于各型抽油机，安装时只需停机，用该装置换下原有悬绳器即可。

本实用新型解决了目前机杆泵抽油时抽油杆偏磨、断脱及震动的问题，无需外部动力而形成对光杆足够的力矩使其旋转，防止了井口与光杆的偏磨，不影响盘根的密封性，具有防治杆管偏磨、降低机械损耗、防脱杆及卡泵的多项功能，大幅度减少了因偏磨、震动造成的断脱杆事故，同时对保护机采设备、提高单井产量具有重要意义，大幅度地节约了生产成本，具有功能多样、操作简单及使用方便的特点。

Claims (1)

1、一种抽油杆综合保护器，包括下壳体(1)及上壳体(2)，上壳体(2)置于下壳体(1)内，其特征在于：上壳体(2)内自下到上依次安装有储能装置(3)、旋转装置(4)及星轮(5)，储能装置(3)上方有承压导向套(6)及承压轴承(7)，上壳体(2)的上端装有夹杆器(8)及压头(9)，夹杆器(8)的下端与星轮(5)相啮合。

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