CN2558760Y - 一种改进的抽油井自动清蜡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及既能用于直井、又能用于斜井和水平井的一种改进的抽油井自动清蜡装置，包括夹持在抽油杆上的刮蜡器、安装在加厚油管接箍中的压缩弹簧和分别连接在需要清蜡油管段两端的上、下换向器。刮蜡器由刮刀体(3)、换向齿(4)、顶齿(10)、弧形弹簧片(2)和复位扭簧(14)组成，在刮刀体(3)的圆周上只开有一排长方形通孔和工字型槽孔，其特征在于换向齿(4)和顶齿(10)安装在工字型槽孔的中部。上、下换向器由短节套(1)、开口限位环(5)和塔形弹簧(6)组成。本实用新型结构合理、安装使用简便、能够可靠地自动运行、使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及油井清蜡装置，特别涉及既能用于直井、又能用于斜井和水平井的一种改进的抽油井自动清蜡装置。
技术背景
在石油开采过程中，地下原油从井底到地面，压力、温度逐渐下降，而原油中的蜡分子也逐渐地凝固，沉积在油管的内壁和抽油杆上，油井通道逐渐变小，使原油产量逐渐降低，甚至停产。为了使原油从井底畅通地开采出来，就必须定期对油管和抽油杆进行清蜡处理。现有技术中的清蜡方法有：(1)热熔法，在地面将液体加热后注入油井中，将积沉的蜡熔化，该方法虽然盛行，但要消耗大量的能源，而且需要一套专用设备，专人管理，从而增加了石油开采的费用；(2)机械清蜡法，在抽油杆上安装多个刮刀式清蜡器，将积沉的蜡刮掉，由于安装的清蜡器很多，阻碍原油流出，不仅增加设备费用，而且还增加抽油机的负荷；(3)强磁防蜡法，在油井结蜡段安装强磁防蜡器，通过其中的永磁体的磁场对油流进行磁化处理，改变油中蜡的分子结构，延缓结蜡过程，该方法防蜡效果不明显，现在已基本不用；(4)化学清蜡法，用特制的化学溶剂注入油井中，产生热量使蜡熔化，以达到清蜡的目的，但此法成本高。定期清蜡方法的最大缺陷是两次清蜡之间，油管壁和抽油杆上沉积的蜡逐渐增多，致使原油的沿程阻力增大，抽油机的负荷增大，泵效降低，原油产量下降，成本增加。中国专利公报1993年1月6日公开的名称为“抽油井爬杆式除垢器”的发明专利申请，公开号为CN1067703A。该技术存在以下问题：一是压力板弹簧上安装的挂齿的齿尖对抽油杆有严重拉伤，严重破坏了抽油杆的强度；二是换向齿两侧的短齿齿尖刃口呈直线，与管道内壁为点接触，抗冲击差，且极易磨钝而失效，且对油管内壁有严重拉伤，换向齿齿尖磨钝后，刮蜡器就在原位置上来回滑动，不能继续上行或下行，失去了自动清蜡的作用；三是必须在每根油管的接箍中安装垫环，否则刮蜡器在通过接箍部位时，换向齿的短齿在复位弹簧反弹惯性力的作用下，齿尖率先进入下一根油管的入口而被卡住，失去清蜡作用，又由于油管扣为锥管扣，油管的旋合长度受旋紧力和加工精度的影响，使得每根油管扣的旋合长度不等，因此，需要加工长度不等的垫环与之配合，操作非常繁锁和困难，难以实施。专利号为01202946.7、名称为“一种抽油井自动清蜡装置”的实用新型专利，其刮刀体上安装有三排换向齿，致使自动刮蜡器的整体长度太长，不能在斜井和水平井中应用。
发明的内容
本实用新型的目的是提供一种改进的抽油井自动清蜡装置，结构合理、安装使用简便、能够可靠地自动运行、使用寿命长，既能用于直井、又能用于斜井和水平井的抽油井自动清蜡装置。
本实用新型所述的一种改进的抽油井自动清蜡装置，包括夹持在抽油杆上的刮蜡器、安装在加厚油管接箍中的压缩弹簧和分别连接在需要清蜡油管段两端的上、下换向器；刮蜡器由刮刀体、换向齿、顶齿、弧形弹簧片和复位扭簧组成，刮刀体上下两端分别安装有三片弧形弹簧片，其相对位置错开60°，以便全部清除抽油杆上沉积的蜡；在刮刀体的圆周上只开有一排长方形通孔和工字型槽孔，两端有位置相错60°的螺旋刃口；在工字型槽孔的上、下方有向内的凹槽，复位扭簧对称地安装在凹槽内，使换向齿的短齿尖和顶齿紧靠油管内壁；其特征在于换向齿和顶齿安装在工字型槽孔的中部，换向齿两边短齿的外侧面呈圆弧状，其圆弧半径与油管半径相近，换向齿的中齿在刮刀体上自由张开时，齿顶端距刮刀体的圆心距离大于平式油管接箍内螺纹的最大半径、小于端面扩孔半径，使刮蜡器通过平式油管接箍进入下一根油管时，不致被卡住。换向齿的中齿齿顶为圆角，以减少对油管内壁的划伤，同时也提高齿尖抗冲击的能力。由于刮蜡器上只安装了一排换向齿，使刮蜡器的长度大大缩短，因而可在斜井和水平井相对弯曲的油管中运行。
另外，在刮刀体安装换向齿的同一横截面上安装有一颗以上的顶齿，顶齿自由张开时，顶齿的顶端至刮刀体圆心的距离大于加厚油管接箍内螺纹的最大半径，小于接箍端面扩孔半径。其目的是在刮蜡器通过油管接箍时，防止刮蜡器在此处换向；在加厚油管接箍中安装压缩弹簧，压缩弹簧的内径大于油管内径、外径小于加厚油管内螺纹的最小直径、压缩后的高度小于两油管旋紧后的间隙。以防止换向齿在通过加厚油管接箍进入下一根油管时被卡住；上、下换向器由短节套、开口限位环和塔形弹簧组成，其特征在于上换向器的开口限位环安装在短节套上部锥形环槽内，不允许刮蜡器向上通过，塔形弹簧倒置安装在短节套下部的环形槽内，使每个换向齿顺利实现换向而不磨损齿尖，下换向器的开口限位环安装在短节套下部的倒锥形环槽内，不允许刮蜡器向下通过，塔形弹簧安装在短节套上部的环形槽内，使每个换向齿顺利实现换向而不磨损尖。为了延长刮蜡器的使用寿命，在每片弧形弹簧片接触抽油杆处镶嵌有耐磨材料。
本实用新型由于缩短了刮蜡器的长度，扩大了刮蜡器的使用范围，又能用于斜井和水平井。
附图说明
图1为本实用新型的刮蜡器夹持在抽油杆上的示意图。
图2为换向器装配示意图。
图3为弧形弹簧片的形状图。
图4为换向齿的一种形状图。
图5为换向齿的另一种形状图。
图6为顶齿的形状图。
图7为复位扭簧形状图。
图8为刮蜡器通过加厚油管接箍时顶齿的工作状态示意图。
具体实施方式
参见附图，先将下换向器连接在需要清蜡油管7段的下端，在连接加厚油管时，将压缩弹簧11安装在加厚油管接箍中，再将上换向器连接在井口处油管7的上端，最后将刮蜡器夹持在抽油杆9上，并将所有的换向齿4的齿尖向上，随抽油杆9从上换向器进入需要清蜡的油管7段内，即安装完毕。当抽油杆9向下运动时，刮蜡器随抽油杆9向下移动，剁刀体3的下端刃口15对油管内壁进行清蜡，当抽油杆9向上运动时，由于换向齿4的单向作用，刮蜡器不能随抽油杆9向上移动，抽油杆9与刮蜡器两端的弧形弹簧片2上镶嵌的耐磨材料13产生相对滑动，即实现弧形弹簧片2上镶嵌的耐磨材料13对抽油杆9进行清蜡，抽油杆9上下往复运动，刮蜡器不断对油管7内壁和抽油杆9进行清蜡，同时从油管的上端移动到下端，当刮蜡器通过油管接箍8时，由于安装在刮刀体3工字型槽孔内的顶齿10在复位弹簧14的作用下卡在油管接箍8处，使刮蜡器不能在此换向而继续向下运动，又由于在加厚油管接箍中安装了压缩弹簧11，使换向齿4也能顺利通过。随着抽油杆9的继续上下往复运动，刮蜡器也随之继续向下移动，当进入下换向器时，刮蜡器首先通过安装在短节套1上部环形槽内的塔形弹簧6，再推动安装在短节套1下部倒锥形环槽内开口限位环5向下移动，由于倒锥形槽的作用，开口限位环5的直径逐步缩小，到小于刮刀体3的直径时，刮蜡器不再随抽油杆9向下移动，但可随抽油杆9向上运动而向上移动，当向上通过塔形弹簧6时，所有的换向齿4和顶齿10的齿尖均改变方向，向下倾斜，这样刮蜡器即可随抽油杆9向上运动而继续向上移动，刮刀体3上端的刃口15对油管内壁进行清蜡，当抽油杆9向下运动时，弧形弹簧片2上镶嵌的耐磨材料13即对抽油杆9进行清蜡，随着抽油杆9的上下运动，刮蜡器逐渐向上移动，当进入上换向器后，又换向而向下移动，如此周而复始，刮蜡器上下移动对油管内壁和抽油杆进行自动清蜡，每天可清蜡多次。由于换向齿4两边短齿的外侧呈圆弧状，其半径与油管半径相近，换向齿4的中齿的齿尖12呈圆角状，避免了对油管内壁的划伤，提高了齿尖抗冲击和耐磨的能力，延长了使用寿命。
Claims (2)
1、一种改进的抽油井自动清蜡装置，包括夹持在抽油杆上的刮蜡器、安装在加厚油管接箍中的压缩弹簧和分别连接在需要清蜡油管段两端的上、下换向器；刮蜡器由刮刀体(3)、换向齿(4)、顶齿(10)、弧形弹簧片(2)和复位扭簧(14)组成，刮刀体上下两端分别安装有三片弧形弹簧片，其相对位置错开60°；在刮刀体(3)的圆周上只开有一排长方形通孔和工字型槽孔，两端有位置相错60°的螺旋刃口(15)；在工字型槽孔的上、下方有向内的凹槽，复位扭簧(14)对称地安装在凹槽内，使换向齿的短齿尖和顶齿紧靠油管(7)内壁；其特征在于：
A、换向齿(4)和顶齿(10)安装在工字型槽孔的中部，换向齿两边短齿的外侧面呈圆弧状，其圆弧半径与油管半径相近，换向齿的中齿在刮刀体上自由张开时，齿顶端距刮刀体的圆心距离大于平式油管接箍内螺纹的最大半径、小于端面扩孔半径，换向齿的中齿齿顶(12)呈圆角；
B、在刮刀体(3)安装换向齿的同一横截面上安装有一颗以上的顶齿(10)，顶齿自由张开时，顶齿的顶端至刮刀体圆心的距离大于加厚油管接箍内螺纹的最大半径，小于接箍端面扩孔半径；
C、在加厚油管接箍(8)中安装压缩弹簧(11)，压缩弹簧的内径大于油管内径、外径小于加厚油管内螺纹的最小直径、压缩后的高度小于两油管旋紧后的间隙；
D、上、下换向器由短节套(1)、开口限位环(5)和塔形弹簧(6)组成，其特征在于上换向器的开口限位环(5)安装在短节套(1)上部的锥形环槽内，塔形弹簧(6)倒置安装在短节套(1)下部的环形槽内；下换向器的开口限位环(5)安装在短节套(1)下部的倒锥形环槽内，塔形弹簧(6)安装在短节套(1)上部的环形槽内。
2、根据权利要求1所述的一种改进的抽油井自动清蜡装置，其特征在于在每片弧形弹簧片(2)接触抽油杆(9)处镶嵌有耐磨材料(13)。
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| CN 02222066 CN2558760Y (zh) | 2002-03-31 | 2002-03-31 | 一种改进的抽油井自动清蜡装置 |
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2002
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