CN218265815U - 一种花键式快接扭矩抽油杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种花键式快接扭矩抽油杆，涉及油田螺杆泵采油系统技术领域，扭矩杆、压盖、插销、内螺母和接箍。所述扭矩杆包括杆体和位于两端的结构相同的杆头，杆体与杆头通过过渡圆弧连接；所述杆头上依次设有台肩、若干个外花键和若干个花键式凸台；所述接箍的两端都设有位于外侧的接箍外螺纹、位于内部的内花键和内台肩，通过内外花键相配合，使接箍与扭矩杆连接，可同时传递扭矩和拉力。压盖、内螺母、插销起限位锁止作用。杆体的扭矩和拉力，完全靠花键承受，接箍螺纹不承受扭矩和拉力，安全可靠。并且由于螺纹预紧力小，螺纹圈数少，可以实现杆头的快速连接。

Description

一种花键式快接扭矩抽油杆

技术领域

本实用新型涉及油田采油系统技术领域，尤其涉及一种花键式快接扭矩抽油杆。

背景技术

在原油开采中，螺杆泵采油因其设备简单紧凑，操作安全可靠，占地面积小、一次性投资少，排量均匀、流速稳定，能效小、效率高等特点，与往复泵采油相比有着不可比拟的优势。随着螺杆泵在油田生产中得到越来越广泛的应用，驱动螺杆泵用扭矩杆的需求量也越来越大，对使用要求也越来越高。国内目前应用于螺杆泵井的扭矩杆一般采用普通抽油杆、插接式扭矩杆和锥螺纹扭矩杆型式。

普通抽油杆通常应用在冲程式举升技术中，抽油杆在井下工作时做往复运动，主要承受轴向动载荷作用。但在螺杆泵的举升中，因其传递扭矩能力较差，疲劳强度储备较低和螺纹连接时预紧力较小，抽油杆的断脱事故率较高。

插接式扭矩杆以插头、插槽结构传递扭矩，工作中接箍螺纹不传递扭矩，但螺纹牙型小，轴向承载能力低，在杆体受扭转拉伸双重作用力下，也容易发生断脱风险。

锥螺纹扭矩杆使用了钻杆螺纹结构，因其螺纹牙型大，能承受较大扭矩，但因其抗冲击性能不佳，在发生卡泵或启停螺杆泵，螺杆泵反转时，易引起接箍连接部位松动，造成脱扣事故。

同时，以上几种扭矩杆杆柱连接时，通常需要使用液压钳确保螺纹所需的预紧力，操作繁琐。

为此，我们设计了一种花键式快接扭矩抽油杆用来解决上述所出现的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种花键式快接扭矩抽油杆，改变了传统扭矩杆依靠螺纹传递扭矩或拉伸载荷的结构型式，创新性的使用了花键结构同时传递扭矩和拉伸载荷，提高了螺杆泵井抽油杆柱的防脱能力，杜绝了由于停泵、憋泵等冲击载荷而造成的杆柱脱扣问题；大大增加了扭矩传递能力及抗疲劳强度。同时由于螺纹不承受工作扭矩和拉力，只起限位锁止作用，螺纹圈数少，可以实现杆头的快速连接。此项技术能够大大降低抽油杆的断脱率，延长抽油杆的使用寿命，减少油井修井周期，性能稳定，提高了起下杆柱的工作效率，节约了采油成本，具有广泛的经济效益和社会效益。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种花键式快接扭矩抽油杆，包括：扭矩杆、压盖、插销、内螺母和接箍；

所述扭矩杆包括杆体和位于两端的结构相同的杆头，杆体与杆头通过过渡圆弧连接；所述杆头上依次设有台肩、若干个外花键和若干个花键式凸台；所述过渡圆弧与台肩连接；装配时，两支扭矩杆的杆头由带内花键的接箍连接。所述杆头、接箍连接时，内外花键相互配合，限制轴向位移，同时传递工作扭矩。花键式凸台与接箍内花键端面配合，限制轴向位移，同时传递工作拉力。

所述压盖包括盖端和设置于压盖内侧的内螺纹；

所述插销包括限位台肩和插舌，限位台肩和插舌互相垂直；

所述内螺母环套在外花键外部，内螺母外部设置有与压盖内螺纹相匹配的外螺纹，使内螺母和压盖能够通过螺纹连接，连接后，能够限制插销的轴向移动，对插销进行限位。

所述接箍的两端都设有位于外侧的接箍外螺纹、位于内部的内花键和内台肩，接箍的两端结构相同；杆头能够插入接箍内部，使杆头与内台肩接触，起限位作用；内台肩包括与杆头(含花键式凸台的部分)尺寸相匹配的凹槽，使杆头(含花键式凸台的部分)能够嵌入到该凹槽中，外螺纹与内螺纹相匹配，内花键与外花键相匹配；连接后，压盖内侧的内螺纹一部分连接内螺母的外螺纹，剩余部分连接接箍外螺纹。

所述插舌能够插入内花键和外花键相互配合后之间的空隙中，限位台肩起轴向限位作用；装配时插舌嵌入内外花键配合后的周向空隙，起限位作用，防止花键扭矩杆反转时，内外花键分离。

优选的，所述外花键和花键式凸台在杆头外周均匀分布。

优选的，所述外花键为“L”形，花键式凸台为长方形，外花键最宽处与花键式凸台宽度相同。

优选的，所述插销数量与外花键数量相同，内外花键配合后的周向空隙中均插入插销。

优选的，所述压盖通过螺纹与内螺母连接后，压盖相对插销能够自由旋转。

优选的，所述扭矩杆、压盖、插销、内螺母和接箍的材质均为优质合金钢，通过热处理，使花键式快接扭矩杆获得优异的机械性能。

与现有技术相比较，本实用新型提供的一种花键式快接扭矩抽油杆具有如下有益效果：

1、既抗扭又抗拉：扭矩杆杆头和接箍，均为花键式结构，二者通过插接旋转，互为依靠，既可限制周向转动传递扭矩，又可限制轴向串动传递拉伸载荷。

2、杆头质量好：抽油杆头形状简单，易成形，镦锻比小，加热时间短，杆头质量稳定性好。

3、安全可靠：扭矩传递依靠杆头和接箍的花键结构，螺纹只起安全限位作用，不受扭矩也不受拉力，因此连接安全可靠。

4、快速连接：螺纹圈数少，而且螺纹不需要太大的预紧力，可以实现杆头的快速连接。

附图说明

图1为花键式快接扭矩抽油杆整体剖视结构示意图；

图2为花键式快接扭矩抽油杆局部连接剖视结构示意图；

图3为花键式快接扭矩抽油杆杆头、接箍配合横截面结构示意图；

图中标号：1、扭矩杆；1.1、杆体；1.2、杆头；1.2.1、台肩；1.2.2、外花键；1.2.3、花键式凸台；1.3、过渡圆弧；2、压盖；2.1、盖端；2.2、内螺纹；3、插销；3.1、限位台肩；3.2、插舌；4、内螺母；4.1、外螺纹；5、接箍；5.1、接箍外螺纹；5.2、内花键；5.3、内台肩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一，由图1-图2所示，一种花键式快接扭矩抽油杆，包括：扭矩杆1、压盖2、插销3、内螺母4和接箍5，扭矩杆1由杆体1.1和位于两端的杆头1.2组成，杆体1.1和杆头1.2之间设有过渡圆弧1.3；两支扭矩杆的杆头1.2由接箍5连接。压盖2、插销3、内螺母4共同作用，对装配后的杆头1.2和接箍5起限位作用。

实施例二，在实施例一的基础上，杆体1.1为细长杆体，两端镦锻后形成杆头1.2和过渡圆弧1.3。过渡圆弧1.3用作悬吊凸缘，用于起下井操作。

实施例三，在实施例二的基础上，杆头1.2上设置有外花键1.2.2和花键式凸台1.2.3。外花键1.2.2与接箍的内花键5.2相互嵌入配合，传递工作扭矩。花键式凸台1.2.3与内花键5.2的内台肩端面配合(图3两条短粗线)，传递工作拉力，内台肩包括与杆头(含花键式凸台的部分)尺寸相匹配的凹槽，使杆头(含花键式凸台的部分)能够嵌入到该凹槽中，起限位作用。

实施例四，在实施例三的基础上，插销3的插舌3.2，嵌入内外花键的周向空隙，起限位作用，防止花键扭矩杆反转时，内外花键分离。

实施例五，在实施例四的基础上，插销3由压盖2和内螺母4限制其轴向位移，压盖2的内螺纹2.2与接箍5的外螺纹5.1配合旋紧，形成一体。

工作原理：

1、制造厂装配

第一步：插销3贴合杆头细颈并靠在台肩1.2.1处，将压盖2套入杆头1.2的台肩1.2.1处备用，内螺母4套在插舌3.2的外径处，并与限位台肩3.1接触，压盖2退回，并与内螺母4通过内外螺纹旋接牢固，使压盖2、插销3、内螺母4装配为一部件，但压盖2相对插销3可自由旋转。扭矩杆另一端的压盖2、插销3、内螺母4，执行相同操作；

第二步：使扭矩杆1一端杆头1.2的花键式凸台1.2.3、外花键1.2.2，沿接箍5的内花键5.2之间的空隙插入接箍5中，使扭矩杆端头平面与接箍5的内台肩5.3接触(图3长粗线)，顺时针旋转杆头或接箍，使外花键1.2.2与内花键5.2嵌入配合；

第三步：轴向移动装配好的压盖2、插销3、内螺母4部件，使插销3的插舌3.2插入内外花键配合后的周向空隙，旋转压盖2，使之与接箍5旋紧牢固，并带动插销3的插舌3.2深插入内外花键。

2、下井装配

接箍5的另一端与另一支扭矩杆端的杆头1.2，依上述步骤连接，实现两根扭矩杆的连接，继而组成长杆柱。

3、起井拆卸

第一步：旋松压盖2与接箍5之间的螺纹，带动插销3的插舌3.2抽离内外花键。

第二步：逆时针旋转杆头或接箍，使外花键1.2.2与内花键5.2完全分离。

第三步：沿轴向拉出，使杆头与接箍分离，完成拆卸。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种花键式快接扭矩抽油杆，其特征在于，包括：扭矩杆(1)、压盖(2)、插销(3)、内螺母(4)和接箍(5)；

所述扭矩杆(1)包括杆体(1.1)和位于两端的结构相同的杆头(1.2)，杆体(1.1)与杆头(1.2)通过过渡圆弧(1.3)连接；所述杆头(1.2)上依次设有台肩(1.2.1)、若干个外花键(1.2.2)和若干个花键式凸台(1.2.3)；所述过渡圆弧(1.3)与台肩(1.2.1)连接；

所述压盖(2)包括盖端(2.1)和设置于压盖(2)内侧的内螺纹(2.2)；

所述插销(3)包括限位台肩(3.1)和插舌(3.2)；

所述内螺母(4)环套在外花键(1.2.2)外部，内螺母(4)外部设置有与内螺纹(2.2)相匹配的外螺纹(4.1)，使内螺母(4)和压盖(2)能够通过螺纹连接；

所述接箍(5)的两端都设有位于外侧的接箍外螺纹(5.1)、位于内部的内花键(5.2)和内台肩(5.3)，接箍(5)的两端结构相同；杆头(1.2)能够插入接箍(5)内部，使杆头(1.2)与内台肩(5.3)接触，起限位作用；外螺纹(4.1)与内螺纹(2.2)相匹配，内花键(5.2)与外花键(1.2.2)相匹配；

所述插舌(3.2)能够插入内花键(5.2)和外花键(1.2.2)相互配合后之间的空隙中，限位台肩(3.1)起轴向限位作用。

2.根据权利要求1所述的花键式快接扭矩抽油杆，其特征在于：所述外花键(1.2.2)和花键式凸台(1.2.3)在杆头(1.2)外周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的花键式快接扭矩抽油杆，其特征在于：所述外花键(1.2.2)为“L”形，花键式凸台(1.2.3)为长方形，外花键(1.2.2)最宽处与花键式凸台(1.2.3)宽度相同。

4.根据权利要求1所述的花键式快接扭矩抽油杆，其特征在于：所述插销(3)的插舌(3.2)数量与外花键(1.2.2)数量相同。

5.根据权利要求1所述的花键式快接扭矩抽油杆，其特征在于：所述压盖(2)通过螺纹与内螺母(4)连接后，压盖(2)相对插销(3)能够自由旋转。

6.根据权利要求1所述的花键式快接扭矩抽油杆，其特征在于：所述扭矩杆、压盖、插销、内螺母和接箍的材质均为优质合金钢。

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