專利名稱：空心桿旋轉螺桿泵套抽汲配套裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田生產井以空心桿旋轉螺桿泵套(定子)抽汲配套裝置，包括井下和地面配套裝置。
隨著油田的開發，尤其油田開發到后期，地層壓力逐漸下降，油層滲透也變成低滲透，多數生產井產量下降。在這種情況如果仍采用常規的抽油機抽油，勢必造成大馬拉小車，高投入低效益，甚至出現虧損。針對生產形勢的變化，國內外油田應用螺桿泵的井例較多，它適合低滲透、低產量的油井，并獲得成功；不同規格使用不同條件的泵，基本形成系列，配套技術基本完善。為了增大所用抽油桿的扭矩，空心抽油桿得到廣泛地應用，也應用到螺桿泵的生產井上，各種性能指標均滿足螺桿泵抽油的要求。采用空心抽油桿驅動螺桿泵抽油的井，其中螺桿泵利用空心桿下入油管里，油液從空心桿與油管所形成的環空舉升到地面，這里油管是必不可少。由于油田上井網如蜘蛛網，生產井成千上萬，每口井深都在一千米以上，每口井除下套管外，還要下入油管，所用管材也是巨大的。另外，下有油管的生產井口要裝采油樹，其采油樹的結構復雜笨重成本高。再有，在動力驅動設備中，采用變速箱變速，而變速箱的成本也較高；同時變速箱與需要帶動的轉動的空心桿之間要有一套齒輪傳動，其結構也較復雜。綜合上述，對于低產量的井(3～50方/日)，采用上述配套技術，也存在很大的浪費，也會造成收不抵出，給油田帶來虧損。
本實用新型的目的在于克服低滲透、低產量油井在生產過程中所存在缺點，而提供一種空心抽油桿既傳遞扭矩又作油液舉升通道的螺桿泵抽汲配套裝置，大大避免浪費，有利于經濟核算。
本實用新型的目的可以通過以下技術方案來達到油田上油井套管里用空心(抽油)桿下入螺桿泵，空心桿上裝有扶正器，螺桿泵上裝有封隔器，螺桿泵之下連有防轉錨和人工井底支撐桿；還有地面井口裝置、動力傳動設備及加藥箱。本實用新型是將上述井下空油桿直接與井下螺桿泵上定子連接帶動轉動，泵上轉子的下端用卡環連有連桿，該連桿分段用外套筒連接，每個外套筒里各滑入有萬向節；泵上定子的下端于連桿之外又套有套筒，該套筒通過變徑接頭連接小徑套筒，上述卡環的外徑大于該小徑套筒的內徑，用以限制卡環在外力作用下下移距離。上述每個萬向節為相互垂直“十字”形的板狀體，兩端各與接頭相嵌入形成球面配合并用軸銷串連于連桿上，形成“十字”形可活動體，可使泵上轉子在一定范圍內活動。上述連桿連接防轉錨，再用支撐桿支與人工井底；空心桿上各扶正器的上面形成盆形面，空心桿與扶正器之間形成環形間隙。地面井口裝置中有套管四通，該四通上裝有下法蘭盤和用螺栓連接的上法蘭盤，上法蘭盤上插有密封外殼，外殼上有內外凸環，外凸環卡于下法蘭盤上；上、下法蘭盤之間于穿過的空心桿上套有內套，內套的兩端與空心桿之間裝有密封墊，且在下密封墊處的內套上裝有卡箍，內套與外殼及其內凸環之間所形成的環腔里裝有密封盤根、內壓帽和軸承，其中軸承座用螺栓連于外殼上。上述上法蘭盤之上用支架架有潤滑油箱，該支架上裝有動力傳動設備中的電機和加藥箱。電機上帶輪用皮帶帶動大皮帶輪，大皮帶輪的軸為套軸，套軸里穿過空心桿，套軸穿過油箱，與油箱的上、下箱蓋(底)間各裝有軸承；套軸的上端有棱體套，棱體套上與扣合卡瓦扣合，同時該卡瓦也卡于空心桿，以傳遞扭矩使空心桿轉動。上述加藥箱的上、下部與井口四通之間連有管線。在上述大皮帶輪的護罩上固定由上、下法蘭盤和螺栓形成的支架，上法蘭盤上坐有密封外殼，外殼里有內凸環與被穿過的空心桿所形成的環腔里裝有密封盤根和軸承，盤根上壓有內壓帽和連接出油咀，出油咀與導油管相連，導油管連入儲油罐。
上述空心桿與定子可為左向螺紋連接，以防在轉動過程中倒扣。用空心(抽油)桿直接與井下螺桿泵上定子連接帶動旋轉，泵上轉子用下部連桿連于防轉錨直至人工井底，使轉子不隨定子轉動，抽出的油液從定、轉子之間的空腔舉升進入空心桿流出地面，空心桿既作扭矩桿傳遞給泵，又作油流通道的油管，省掉了套管里的油管及地面井口采油樹，只裝四通可完成輸油、測試和加藥的作用；動力上由電機帶動大皮帶輪達到降速目的，皮帶輪的軸采用軸套式套于空心桿上，把皮帶輪的轉矩傳遞空心桿帶動井下螺桿泵的抽汲，簡化了地面井口設備及動力減速傳遞構件，從而可實現其目的。
本實用新型與采用油管的空心桿螺桿泵抽汲配套裝置相比較可具有如下效果由空心抽油桿兼作油液上升通道，省掉油管，不但節約管材，也簡化作業程序，可提高工作效率；地面井口裝置和動力變速驅動構件都得到簡化，這些都有利于減少投產和降低勞動強度，在經濟上可做到少投入高效益。
圖1是本實用新型由地面到井下配套裝置示意圖；圖2是
圖1空心桿14的上端與出油咀3動密封的局剖面圖；圖3是
圖1上動力傳動構件(7，8，9，10)結構示意圖4是
圖1上井口裝置13的全剖結構圖；圖5是
圖1上空心抽油桿14用變徑接頭49與螺桿泵上定子16連接全剖結構圖；圖6是
圖1上螺桿泵的定子16與轉子17下部連接件全剖結構圖；圖7，8是
圖1上螺桿泵的轉子17下部用連桿51分段連接二萬向節全剖結構示圖；圖9是
圖1上螺桿泵上轉子17下部用連桿51連結防轉錨19直至人工井底示圖；
圖10是
圖1空心抽油桿14上扶正器的結構示意圖。
以下結合附圖將對本實用新型作進一步說明在油田生產井套管15用空心(抽油)桿14作井下螺桿泵(16，17)扭矩桿，空心桿14上套有若干個扶正器48，螺桿泵(16，17)上裝有封隔器47，螺桿泵(16，17)之上連有防轉錨19和人工井底支撐桿51；地面有井口裝置13，動力傳動設備及加藥液箱4。由圖5結合圖6所示，本實用新型是將下人井下的空心桿14直接與螺桿泵(16，17)上定子16連接，使空心桿14帶動定子16旋轉，而轉子17不轉動。轉子17的下端連有連桿20，二者(17，20)于連接處套有卡環(50)，如圖6所示。由圖6～8所示。連桿(20)分段連有外套筒(60，70)，外套筒(60，70)里各滑入有萬向節；定子16的下端于連桿20上套有套筒18，套筒18通過變徑接頭53連接套筒54；其中套筒54的內徑小于套筒18的內徑，而卡環50的外徑應大于套筒54的內徑；上述每個萬向節為相互垂直的板狀體(74，61；75，67)形成“十字”形，形成可活動體，可由圓柱體上車出，每個板狀體(74，61，75，67)的周向上為部分圓柱體，每個萬向節的兩端各與連桿20上分段接頭(56，63，69)相嵌入，即在接頭(56，63，69)上車出相應“U”形槽，相嵌入后用軸銷(59，62；65，68)連接串于連桿20上，形成的每個“十字”形可活動體與接頭(56，63，69)之間為球面配合面。與萬向節連接后連桿20上連接防轉錨19再用支撐桿51直至支(伸)到人工井底，如圖9示。空心桿14上各扶正器(48)的上面形成盆形71，可存積從地面加藥箱4流入的藥液，二者(14，48)之間形成環形間隙73，藥液可從此間隙流下，如
圖10示。由圖4所示，它是套管15井口地面裝置13的全剖圖，套管15井口上只裝一個四通42，四通42上裝(坐)有法蘭盤(45)和用螺栓(35，36)連接的上法蘭盤43；法蘭盤45上插有密封外殼37，外殼37上有內外凸環(77，76)外凸環76卡于法蘭盤45上；二法蘭盤(45，43)于穿過的空心桿14上套有內套34，內套34的兩端與空心桿14之間裝有密封墊(41，78)，且在下密封墊41處的內套34上裝有卡箍46，以實現井口處的密封，使井口氣體不能竄出；內套34與外殼37及其內凸環77之間所形成的環形腔里裝有密封盤根33、內壓帽44和軸承(38，39)，其中軸承座39用螺桿40連于外殼37上，上法蘭盤43壓于內壓帽44上；并在外殼37與法蘭盤45之間也裝有密封墊，用于實現井口處的密封。于上述法蘭盤43之上用支架11架有潤滑油箱10，支架11的(油箱內)兩側裝有動力傳動設備中的電機9和加藥液箱4；其中油箱可采用圓形筒，與之下二法蘭盤(43，45)在同一軸心線上，而且箱壁及上、下箱蓋都較厚。電機9上帶輪8用皮帶28帶動大皮帶輪7，輪7的軸采用套軸12，套軸12穿過油箱10，套軸由空心桿14穿過；套軸12的上端有棱體套52，棱體套52上與扣合卡瓦80相扣合，卡瓦80也卡于穿過的空心桿14上，通過卡瓦80把扭矩傳給空心桿14，使其旋轉帶動井下螺桿泵(16，17)工作，如圖3所示。上述加藥液箱4的上、下部與四通42之間連有二管(5，6)，管6是加藥液管，通過四通42加入井下；管5是井里出氣管加入藥液箱4的上部，使上部存有氣體壓力，建立加藥液箱的動平衡，有助于往井里加藥液。在上述大皮帶輪7的護罩上固定由上、下法蘭盤(72，21)螺栓22形成的支架，上法蘭盤72上坐有密封外殼23，外殼23里有內凸環與被穿過的空心桿14所形成的環腔里裝有密封盤根25和軸承26，盤根25上壓有內壓帽24和接有出油咀3。出油咀3與導油管2相連，導油管連入儲油罐1上；如圖2所示，它是有油管作用的空心桿14上端密封結構，用出油咀3把抽汲上來的油液導入油罐。
上述空心桿14直接與定子16可為左向螺紋連接。由圖3所示，電機9的軸端裝有壓蓋用螺釘27連上；軸套12與輪7的輪轂之間由下往上裝有錐形套30，二者(12，30)之間裝有鍵31，用螺栓32把套30連于輪轂上，在套30的上部露出端還裝有卡箍29。由圖5結合圖6所示，空心桿14可用變形接頭49與螺桿泵上定子16連接，套筒54上還套有保護螺帽55；由圖7結合圖8所示，軸銷(59，65)的端部可裝有壓蓋(58，64)用螺釘(57，66)固定。由圖7和圖8所示，有兩個外套筒(60，70)里各滑入有萬向節，每個萬向節可由圓柱體上車出相互垂直的板狀體(74，61)，另一個萬向節上也有相同的板狀體(75，67)各形成“十字”形；與相嵌入的接頭中有公共接頭63和兩端接頭(56，69)，而每個萬向節與接頭間用兩個軸銷(59，62)連接，另一個也用軸銷(65，68)連接。由圖4所示，螺栓(35，36)由螺桿35和螺帽36構成，軸承(38，39)由滾珠38、軸承39及壓蓋構成。
由上述可知，空心桿14直接與井下螺桿泵套(定子16)連接，抽汲的油液由空心桿輸出至地面，省掉了油管；泵上轉子與井底之間用連桿(20，51)作支井底支撐桿，連桿上裝有防轉錨19可防止轉子17的轉動，而連桿上萬向節可使轉子有適當的活動，以防卡死。
作業施工時先起出油井原有管柱，將該裝置的井下部分按示意
圖1所示順序相繼連接下入井內，然后安裝地面驅動部分及井口密封組件，最后調整、緊固好各連環節，即可開機生產。該裝置從井中起出時操作過程與下入作業時內容相同，順序相反。在從油井中起出和下入過程中要注意使各連接環節的上扣扭矩達到規定要求，以免在生產中發生脫落。
權利要求1.一種油田生產井上的空心桿旋轉螺桿泵套抽汲配套裝置，油井套管(15)里用空心(抽油)桿(14)下入螺桿泵(16，17)，空心桿(14)上裝有扶正器(48)，螺桿泵(16，17)上裝有封隔器(47)，螺桿泵(16，17)之下連有防轉錨(19)和人工井底支撐桿(51)；地面井口裝置、動力傳動設備及加藥箱(4)，其特征在于(a)空心桿(14)與螺桿泵上定子(16)連接，轉子(17)的下端用卡環(50)連有連桿(20)，連桿(20)分段用外套筒(60，70)連接，外套筒(60，70)里各滑入有萬向節；定子(16)的下端于連桿(20)之外套有套筒(18)，套筒(18)通過變徑接頭(53)連接小徑套筒(54)，其中卡環(50)的外徑大于小徑套筒(54)的內徑；(b)每個萬向節為相互垂直“十字”形的板狀體(74，61)，兩端各與接頭(56，63)相嵌入形成球面配合并用軸銷(59，62)串于連桿(20)上；(c)連桿(20)上連接防轉錨(19)再用支撐桿(51)支與人工井底；(d)空心桿(14)上各扶正器(48)的上面形成盆形面(71)，二者(14，48)之間形成環形間隙(73)；(e)地面井口裝置(13)中有套管四通(42)，四通(42)裝有法蘭盤(45)和用螺栓(35，36)連接的法蘭盤(43)，法蘭盤(45)上插有密封外殼(37)，外殼(37)上有內外凸環(77，76)，外凸環(76)卡于法蘭盤(45)上；(f)二法蘭盤(45，43)于穿過的空心桿(14)上套有內套(34)，內套(34)的兩端與空心桿(14)之間裝有密封墊(41，78)，且在下密封墊(41)處的內套(34)上裝有卡箍(46)；內套(34)與外殼(37)及其內凸環(77)之間所形成的環腔里裝有密封盤根(33)、內壓帽(44)和軸承(38，39)，其中軸承座(39)用螺栓(40)連于外殼(37)上，上法蘭盤(43)壓于內帽(44)上；(g)上述法蘭盤(43)之上用支架(11)架有潤滑油箱(10)，支架(11)上裝有動力傳動設備中的電機(9)和加藥箱(4)；(h)電機(9)上帶輪(8)用皮帶(28)帶動大皮帶輪(7)，輪(7)的軸為套軸(12)，套軸(12)里穿過空心桿(14)，套軸(12)穿過油箱(10)，與油箱(10)的上、下箱蓋間各有軸承(79)；套軸(12)的上端有棱體套(52)，棱體套(52)上與扣合卡瓦(80)扣合，同時卡瓦(80)卡于空心桿(14)上；(i)加藥箱(4)的上、下部與四通(42)之間連有二管(5，6)；(j)在上述大皮帶輪的護罩上固定由上、下法蘭盤(72，21)和螺栓(22)形成的支架，上法蘭盤(72)上坐有密封外殼(23)，外殼(23)里有內凸環與被穿過空心桿(14)所形成的環腔里裝有密封盤根(25)和軸承(26)，盤根(25)上壓有內壓帽(24)和連接出油咀(3)，出油咀(3)與導油管(2)相連，導油管(2)連入儲油罐(1)上。
2.根據權利要求1所述的抽汲配套裝置，其特征在于空心桿(14)與定子(16)可為左向螺紋連接。
專利摘要空心桿旋轉螺桿泵套抽汲配套裝置，省掉了油田生產井下的油管，簡化井口和動力傳動設備，為提高低產井的經濟效益提供配套裝置。采用空心桿14直接與井下螺桿泵套(定子16)連接，使定子轉動，與轉子17之間空腔抽汲的油液由空心桿輸至地面；轉子下部用連桿(20，51)通過兩個萬向節連接防轉錨19直至支撐井底，其中防轉錨與套管15相卡來防止轉子的轉動。地面套管井口只采用四通42和密封構件代替較復雜、笨重的采油樹，電機9帶動大皮帶輪7省去變速箱及變向齒輪構件。
文檔編號E21B12/00GK2237712SQ9521289
公開日1996年10月16日 申請日期1995年5月26日 優先權日1995年5月26日
發明者王德民, 韓修延, 張連山, 盧懷寶, 王秀玲 申請人:大慶石油管理局