[发明专利]基于RSSR及棘轮机构的动过滤采油筛管

说明书

技术领域

本发明属于石油开采设备技术领域，涉及抽油泵和采油筛管，具体的是一种基于RSSR及棘轮机构的动过滤采油筛管。

背景技术

油田上的抽油机是用磕头机通过抽油杆与井底的抽油泵连接并通过抽油杆的往复运动将地下的石油抽上来，然后通过埋在地下的管道将石油输送走。抽油泵和采油筛管是油田普遍使用的采油工具，其主要的形式为割缝式筛管，即将采油筛管割出0.25～2mm竖式短缝，再外包不锈钢网，通过控制网孔与缝隙的尺寸来控制进入抽油泵内砂粒的大小。有竖式短缝的采油筛管为静过滤采油筛管，其工作四个月左右就会出现砂堵现象，使采油达不到预期效果。

后来有人设计了动过滤采油筛管。动过滤采油筛管的驱动机构采用了叶轮，传动机构为齿轮系，执行机构是齿轮结构。因此，动过滤采油筛管在一定程度上改善了采油效率，其通常在一个使用周期（一般为一年）之后才需要进行设备清理或维修，此时，其齿轮结构会有磨损、变形、有的甚至不能工作。但是，所述动过滤采油筛管相对于静过滤采油筛管4个月就会出现砂堵现象已经显现了其再动过滤齿轮传动结构上的优势。

用更高要求看的话，所述动过滤采油筛管的也是存在不足的：⑴因为是在狭小的空间设计齿轮传动结构，不仅模数要小、而且相关的齿轮参数都要小，这就导致齿轮制造难度的加大。⑵齿轮小容易导致齿轮的强度不足，易变形，磨损和断齿现象会时有发生。⑶油井底下工况恶劣，沙粒、杂质等容易嵌入齿轮啮合的间隙而导致卡死现象。

本发明所述的“RSSR”，是空间连杆机构的组成类型之一。空间连杆机构由若干刚性构件通过低副（转动副﹑移动副）联接，而各构件上各点的运动平面为相互不平行的机构，又称空间低副机构。空间连杆机构中采用多自由度的运动副，如球面副或圆柱副时，所含构件数即可减少而形成简单稳定的空间四杆机构或三杆机构。为了表明空间连杆机构的组成类型，人们常用R、P、C、S、H分别表示转动副、移动副、圆柱副、球面副、螺旋副。常用空间四杆机构的组成类型有RSSR、RRSS、RSSP和RSCS机构，这些机构因含有两个球面副，结构比较简单，但绕两球心连线自由转动的局部自由度影响高速性能。目前，将空间连杆机构RSSR应用于采油筛管上的技术或产品都还没有见到。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种基于RSSR及棘轮机构的动过滤采油筛管，它应用了空间连杆机构并将RSSR结合棘轮机构一起用于采油筛管，能克服采油筛管的齿轮系在狭小空间强度不足、易阻塞、易磨损的缺点，实现动过滤，增加采油筛管的稳定性、可靠性并能延长采油筛管的使用寿命；在采油筛管的制造上也相对容易，成本较低，便于推广应用。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种基于RSSR及棘轮机构的动过滤采油筛管，含有采油筛管、上油腔套筒和泵筒，在所述泵筒内设有柱塞、抽油杆、游动凡尔、第一中心通孔、固定凡尔和第二中心通孔，在所述泵筒的下上端设有下死点和上死点；在所述采油筛管1的上端设有端板；在所述上油腔套筒的上端设有轴承座、旋转轴和叶轮；其特征是，在所述端板的中心位置设有双列定心滚子轴承和转动轴座，在所述转动轴座上端设有一圆球结构，在所述转动轴座外面的两侧设有棘爪，所述转动轴座能水平摆动；在所述双列定心滚子轴承中间的上端设有弯管，所述弯管的开口朝上，所述弯管的下端与所述采油筛管连接；在所述端板的周边设有棘轮、动辗棍和静辗棍：所述棘轮设置在所述棘爪的对应面，套接在两根所述的动辗棍上，使所述棘轮与所述棘爪啮合，构成棘轮机构；所述静辗棍设置在所述两根动辗棍之间；在所述旋转轴上设有由偏心轴与圆球构成的旋转副R；在所述旋转轴与所述转动轴座之间设有一根空间摆动连杆，所述空间摆动连杆的上端通过球瓦结构与旋转轴偏心轴上的圆球连接，形成球面副S；所述空间摆动连杆的下端通过球瓦结构与所述转动轴座上的圆球连接，形成球面副S；由所述水平摆动的转动轴座与所述双列定心滚子轴承组成旋转副R；当所述柱塞在泵筒内由下死点往上死点运动时，上油腔套筒的压强变小，而下油腔的压力不变，从而形成压力差；在所述压力差的作用下，地下石油经由采油筛管下端进入下油腔，向上经所述弯管进入上油腔套筒，在流动石油的冲击下，所述叶轮开始旋转，形成动力结构。

进一步，在所述端板的周边设有六根静辗棍。

本发明基于RSSR及棘轮机构的动过滤采油筛管的积极效果是：

（1）将空间连杆机构RSSR结合棘轮机构最先应用于采油筛管，在研究阶段未发现有类似结构的应用。