[实用新型]石油抽汲胶杯

说明书

本实用新型涉及一种石油抽汲胶杯，用于油井开采初抽油或低产低压油井的采油生产中，属采油抽汲技术领域。

我国油田普遍使用抽汲胶杯(又称凡尔抽子)，但几乎为进口产品，价格较高。国内曾开发出的产品，在30兆帕压强、运行速度200m/min的工作条件下，其耐磨性能低、使用寿命短；另外，原油中化学成分较为复杂，国内产品在耐酸、耐碱、耐硫化物等腐蚀，明显不足。据油井反映，国内产品使用寿命均在1万米以下，缺乏经济性，故油田基本不使用国内产品。

针对上述情况，本实用新型的目的在于开发一种耐磨耐腐性能强、使用寿命长的石油抽汲胶杯，以替代进口产品。

实现上述目的的技术方案是，本实用新型具有由骨架托、钢丝及锁紧杯构成的骨架，骨架镶嵌在抽子橡胶体内，整个抽汲胶杯外型呈园锥状，其钢丝的工作磨损段与橡胶体工作磨损段外型具有5′-20′一定的锥度。通过反复对零件工作状态分析，并建立力学模型，即当抽汲胶杯向上运动时，内部压力增大使抽子膨胀将管壁密封，在抽油管内形成真空负压，达到抽油效果。在此过程中，抽子膨胀时应足以密封管壁，如膨胀过小，不能密封，就无法达到抽油效果；但又不能过余，否则会造成摩擦力加大，增加磨损，影响产品使用寿命。因此，该产品必须控制膨胀量在一定的范围内，达到其使用要求。由此，现有产品结构上有缺陷，在工作时，受力变形形态不好，即膨胀过大，且膨胀的最大位置不正确，使磨损增加或磨损到不应磨损的位置，如现有产品主要磨损部分在上方，使其该部分橡胶因磨损而造成强度差，这是产生脱落或开裂的原因之一。从产品结构看，最大磨损位置应在产品中部，通过受力分析，发现产品骨架的顶部弯角很重要，角度的大小直接影响到钢丝弯曲变形，而钢丝的弯曲变形的形式决定了抽子磨损的位置。经过多次理论模拟计算及现场实验，得出骨架装配好时，钢丝的工作磨损段应有一定锥度，即应有5′-20′的倾斜锥度，同时橡胶体成型后的工作磨损段外型也应有5′-20′锥度。这样能大为改善制品受力变形形态，提高抗磨性，延长使用工作时间。

上述钢丝与橡胶体的工作磨损段最佳锥度范围为10′-15′。此范围的锥度，会明显提高制品的使用寿命。

上述钢丝与橡胶体的前变形段锥度为15°-17°，最佳范围为16°-16.5°。钢丝与橡胶体两者的前变形段保持较大且为上述范围的角度倾斜，当其受压内弯曲时，能使钢丝与橡胶体工作磨损段保持一种理想的变形形态，从而提高工件的耐磨能力。

上述骨架表面采用喷砂工艺制成砂粒粗糙表面，以提高橡胶与金属骨架间的粘接表面积，使橡胶和金属粘接强度大于橡胶本体强度。

本实用新型另一结构特点是橡胶采用氢化丁氰橡胶制成，以提高制品的耐磨抗腐力。

本实用新型制品经油田测试和试用，其性能指标均达到或超过同类进口产品，获得试用者赞赏，完全可作为进口替代品。本实用新型具有：

1、耐酸、碱及硫化物腐蚀，适用于原油中化学成分复杂的工艺；

2、耐磨，在30兆帕压强，运行速度200m/min的工作条件下，能正常工作行程10万米左右，无脱胶。同类美国进口产品使用寿命仅8万米左右。

下面结合说明书附图进一步说明本实用新型结构。

图1为本实用新型产品结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为骨架结构图。

图4为图3的B向视图。

本实用新型石油抽汲胶杯，具有由骨架托1、钢丝2及锁紧杯3构成的骨架(见图3-4)，骨架托为整体成型件，钢丝为30根(根数可视具体情况而定)，钢丝插在骨架托上相应的插孔内，并由锁紧杯外张锁紧；骨架表面采用喷砂工艺制成砂粒粗糙表面，骨架镶嵌在抽子橡胶体4内(见图1-2)，橡胶体选用进口氢化丁氰橡胶，严格按工艺流程炼胶(每次硫化时间20-25分钟，温度170°)制成(橡胶主要起密封作用，钢丝加强其耐磨性)。整个抽汲胶杯外型稍呈园锥状，其钢丝的工作磨损段5、橡胶体的工作磨损段6具有5′-20′的锥度，最佳范围为10′-15′；钢丝的前变形段7和橡胶体的前变形段8的角度为15°-17°，最佳锥度范围为16°-16.5°；钢丝的后变形段9角度为19°-22°，最佳范围为20.5°-21.5°。相比之下，同类进口的产品相应工作磨损段为园柱形，前变形段锥度为14°-15°，钢丝后变形段角度为19°左右。