[发明专利]杆式抽油泵密封锁紧装置

说明书

本发明主要应用于石油工业领域，是一种改进的抽油泵密封锁紧装置，主要针对杆式抽油泵下端进行密封锁紧。

目前，常用的杆式抽油泵均是采取上端密封锁紧，在杆式抽油泵内工作筒的上端也安装了具有一定斜度的外锥面环形阀。这种密封锁紧装置存在的缺点是：其一，这当中的弹簧片的弹力根据其几何尺寸的确成为一个定值，不能随人们的意志而变化，如果这个弹力较小，克服不了内工作筒与柱塞之间的半干摩擦力和惯性力时，弹簧片的卡紧力则卡不住内工作筒，就会随抽油杆柱上行而工作筒也上行，导致密封锁紧部位严重漏失，影响生产。若弹力过大，内工作筒通过弹簧片时，有时会被卡住而下不到泵底，致使不出油；其二是密封段太小，抽油泵在工作时运动是不平稳的，在内工作筒不断作用下，会使弹簧片出现疲劳，弹力变小，也会造成密封部位漏失，影响生产。

本发明的目的是提供一种杆式抽油泵下端密封锁紧装置，这不仅密封可靠，而且锁紧牢固，接脱力可按人们的意愿控制。

本发明的目的是这样实现的，上接头，密封缸套，外管和下接头分别用螺纹联接，组成杆式抽油泵密封锁紧装置的外体。由空心柱塞用螺纹联接弹性卡爪，对接到空心杆的无螺纹端再从空心杆的螺纹端依次套进弹性锁套和弹簧，旋上螺母，组成杆式抽油泵密封锁紧装置的内体，再将空心杆一端的螺纹旋紧到下接头的中心螺纹孔里，这样一套完整的杆式抽油泵密封锁紧装置就组装完毕。在应用该装置时，需先将空心柱塞相连的弹性卡爪作为一个部分与空心杆脱开，用空心柱塞的另一端螺纹直接接到杆式抽油泵的固定阀下端，随抽油杆下入井内。杆式抽油泵密封锁紧装置的其他部分由外体上的上接头一端的油管螺纹与相应的油管联接，并随油管先下到井中预定的泵深位置，然后再将空心柱塞、弹性卡爪与杆式抽油泵内工作筒联接的部分，由抽油杆带着从地面下到杆式抽油泵密封锁紧装置的预定泵深位置，弹性卡爪通过该装置的上接头、密封缸套，其内孔套住空心杆有尖端杆体向下滑移，继续下行到空心杆凸缘上部台肩时，弹性卡爪便在抽油杆柱质量作用下，产生径向扩张，扩张完毕后，弹性卡爪迫使弹性锁套向下压缩弹簧，继续向下滑移，当下行到限定位置时，弹性卡爪靠径向扩张时产生的弹力收缩成原状，这时，弹性锁套在弹簧力的推动下，迅速套住弹性卡爪，使弹性卡爪、空心杆和弹性锁套对接为一体，实现了杆式抽油泵内工作筒与密封锁紧装置的牢固锁紧；同时，空心柱塞也刚好滑移到密封缸套的中间，起到可靠的密封作用，防止了杆式抽油泵以上油管内液体泄漏到井筒中。但是，杆式抽油泵在正常工作时，井内液体是通过密封锁紧装置的中心通孔顶开泵的固定凡尔进入到泵筒中去的，当需要检泵作业时，将抽油杆上提，当上提力达到足够大时，弹性卡爪沿空心杆的斜面凸缘上移，并产生径向扩张，同时强迫弹性锁套也产生径向扩张，继续上提，弹性锁套的约束力被解除后，弹性卡爪就与空心杆分为两部分。弹性卡爪、空心柱塞随杆式抽油泵内工作筒和抽油杆提出地面，其余部分仍留用在井内，可再次使用。这时即可换泵再接上空心柱塞和弹性卡爪重新下入井内，进行对接，完成检泵作业过程。本装置可重复使用多次，结构非常简单，密封可靠，锁紧牢固，接脱力变化范围大，施工方便，寿命长，而且节省了原来杆式抽油泵的外工作筒，降低成本费用。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的纵向剖视结构图。

图中：1、上接头；2、密封缸套；3、空心柱塞；4、外管；5、弹性卡爪；6、空心杆；7、弹性锁套；8、弹簧；9、背紧螺母；10、下接头。

在图1中，上接头1、密封缸套2、外管4与下接头10分别用相应的螺纹联接起来，组成了密封锁紧装置的外体。上接头1的一端为油管螺纹，用来连接油管。一端为公制螺纹，用来连接密封缸套2，密封缸套2的内孔需要很高的加工精度和表面光洁度，须进行镀铬处理后再精磨才能达到要求。外管4起到联接密封缸套2和下接头10的作用，给锁紧部分留有足够的空间，下接头10的中心加工了一个12至35毫米的轴向通孔，为杆式抽油泵提供液流通道，它的下端加工成油管公螺纹，留作接泵下尾管之用。由空心柱塞3用下端螺纹联接弹性卡爪5，再对接到空心杆6无螺纹端，从空心杆6螺纹端依次套进弹性锁套7、弹簧8、旋上背紧螺母9，组成了密封锁紧装置的内体。再把空心杆6一端螺纹旋紧到下接头10的中心螺纹孔里。这样一台完整的杆式抽油泵密封锁紧装置就组装完成。图中所示结构是该装置处于正常工作状态。

空心柱塞3的外表面要求加工精度高和表面光洁度高，还须进行镀铬再精磨，与密封缸套2形成很好的硬密封配合面，它密封配合面长，可控制在1.5m之内，受热变形小，抗腐蚀耐磨性好，强度高、寿命长，比橡胶，聚四氟乙烯等密封结构优越的多。空心柱塞3的中心处也加工为12～35毫米的轴向通孔，为液流通道。弹性卡爪5是由一种特种弹簧钢加工而成，经特殊处理后具有很好的弹性和很高的强度。其卡爪的一端有3～12个弹性爪子，爪子的作用是用来抓住空心杆的凹陷台肩。它的中心同样有一个弹性卡爪5的轴向通孔，供液体通过。空心杆6的中心通孔也是液体通道，其外表面一端加工成30°～150°的圆锥角，另一端加工成螺纹，用来联接下接头10。它的空心体中间部分加工成了2至6个斜面台肩。弹性锁套7与弹性卡爪5所用的材料，热处理方法完全相同，它的结构一端为同心圆的实心钢体，另一端加工成3～12个扁形弹簧片，其作用是给弹性卡爪5一个约束力，这外约束力是杆式抽油泵密封锁紧装置的关键，它的大小直接影响到该装置的成败。因此，弹性锁套7是个重要部件，它要与弹性卡爪相互配合，使脱接力控制的恰到好处。对杆式抽油泵来说，下井时密封锁紧装置的对接力要小些，易对接，成功率高。脱开力要大些，不致于泵在正常工作中，由于上行程时的摩擦力和惯性力的作用导致泵的失败，因此，本发明正是根据杆式抽油泵现场实际应用特点而设计成功的。这是杆式抽油泵原来密封锁紧部分所不及的。该装置的研制成功将为杆式抽油泵在各油田的推广应用增添无限活力。