專利名稱：新型步進(jìn)式刮蠟器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有桿泵抽油井井下清蠟工具，是一種機(jī)械自動式清蠟裝置。技術(shù)背景:近年來由于油田開采的高密度、長時間，我國的部分油田逐漸由高產(chǎn)油田轉(zhuǎn)向低產(chǎn)油田，不能滿足產(chǎn)量的要求，且油稠、含蠟量高的油井占相當(dāng)大的比例，而且隨著油田的不斷開發(fā)，原來含蠟量不高的井其含蠟也在不斷升高，這些因素導(dǎo)致油井結(jié)蠟問題日益突出。油井的結(jié)蠟直接造成油井回壓增高，產(chǎn)量的減少，抽油機(jī)電流升高甚至發(fā)生泵卡、泵堵事故的發(fā)生。嚴(yán)重結(jié)蠟造成清蠟周期大大縮短，清蠟、修井耗費(fèi)時間，甚至造成個別油井停產(chǎn)。油井的結(jié)蠟問題一直是困擾油田高效開發(fā)的棘手難題，有桿泵油井清蠟設(shè)備的研究與設(shè)計成為石油工業(yè)井下工具領(lǐng)域的迫切需求。為解決有桿泵抽油井結(jié)蠟造成的問題，油田常規(guī)清蠟措施包括熱力清蠟、化學(xué)防蠟、強(qiáng)磁防蠟、微生物防蠟、傳統(tǒng)機(jī)械清蠟等技術(shù)，但各有其缺陷。相對其它清蠟方式，本實用新型刮蠟器克服了傳統(tǒng)清蠟技術(shù)帶來的耗能高、操作困難、清蠟不徹底、污染等多種缺點，實現(xiàn)了安裝與拆卸容易、清蠟徹底、除蠟過程無需停井、無污染。本實用新型涉及多種新型機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，這些機(jī)械結(jié)構(gòu)的相互配合，保證刮蠟器本體在井內(nèi)結(jié)蠟段自由動運(yùn)動時，無需在抽油桿接箍處安裝輔助設(shè)施就可順利通過抽油桿接箍，且順利刮除油管內(nèi)壁和抽油桿上的硬蠟，又保證了工作時不卡桿、不脫桿、不刮傷油管內(nèi)壁。此外，本實用新型多處采用動連接，即安裝方便，又保證刮蠟體刀體在直井段、非直井段均可全面刮蠟。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型步進(jìn)式刮蠟器的目的是要提供一種操作簡單、運(yùn)行可靠、高效除蠟的機(jī)械裝置，以滿足油田采油的要求，同時解決油井結(jié)蠟問題、降低勞動強(qiáng)度、節(jié)約油井生產(chǎn)成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的總體構(gòu)思是:板簧抱緊抽油桿，將抽油桿的運(yùn)動傳遞給刮蠟體，為刮蠟體在井下的運(yùn)動提供動力，采用連續(xù)刀體作為清蠟部分，連續(xù)、旋轉(zhuǎn)清蠟，通過筒身卡球與抽油桿的運(yùn)動相配合，使得刮蠟器可在井下單向可靠運(yùn)動刮蠟，通過摩擦換向齒及上、下?lián)Q向節(jié)的相互配合，使刮蠟體在無外界控制的前提下可靠的換向。本實用新型采用的技術(shù)方案是:包括上換向節(jié)、刮蠟體、下?lián)Q向節(jié)。刮蠟體上下兩端各有三片彈性板簧，整體上，板簧抱緊抽油桿，傳遞抽油桿的運(yùn)動，為刮蠟體運(yùn)動提供動力源；局部上，板簧上端安裝有由撥片軸和板簧外側(cè)撥片蓋板定位的帶齒撥片，帶齒撥片雙面開齒；板簧頂端呈張開刃口，與帶齒撥片相互配合，以輔助刮蠟體順利通過抽油桿接箍，且板簧上端有加寬段與開槽段，筒身同側(cè)的兩片相鄰板簧的加寬款段與開槽段交錯配合，保證刮蠟體在過接箍段板簧被撐開時，仍有部分重合段固定抽油桿的中心位置，起扶正抽油桿的作用，防止脫桿。板簧另一側(cè)與板簧下連接體通過沉頭螺釘固定連接，板簧下連接體由壓環(huán)和筒體連接體定位，筒體連接體為階梯狀筒體結(jié)構(gòu)，小外徑端與壓環(huán)通過沉頭螺釘連接，大外徑端與筒體內(nèi)壁通過沉頭螺釘連接，軸向和周向均有預(yù)留定位間隙，使得板簧下連接為動連接，保證刮蠟體通過斜井段時，板簧帶動板簧下連接體可以在定位間隙擺動。刮蠟主體為連續(xù)的刀體，刀體由筒體和板簧下連接體軸向定位，板簧在非直井段運(yùn)動時，由于變形可帶動板簧下連接體一起擺動，板簧下連接體活動時，通過刀體尺寸的控制，使刀體周向也留有定位間隙，刀體也在活動間隙內(nèi)可轉(zhuǎn)動、浮動。刀體刃口 360°連續(xù)，且與軸向夾角不同，配合刀體的定位，刮蠟體在刮蠟時，刀體在不同傾斜刃的切削力作用下，由于受力可旋轉(zhuǎn)活動，避免刮下的硬蠟在刀刃上堆積。筒體通過筒體連接體與板簧、刀體軸向相對定位。筒體內(nèi)部安裝的筒內(nèi)蓋板開有3°斜槽，與筒體上開的通槽配合形成筒身卡球的運(yùn)動槽道，控制筒身卡球的運(yùn)動軌跡。復(fù)位彈簧套裝在彈簧套桿上，在一定高度內(nèi)自由壓縮、伸長；彈簧套桿安裝在彈簧輔助環(huán)和下滑環(huán)連接環(huán)間，兩端通過螺栓連接固定。安裝在彈簧套桿上的復(fù)位彈簧、彈簧輔助環(huán)共同作用輔助筒身卡球運(yùn)動，防止其在槽道內(nèi)打滑。上滑環(huán)連接環(huán)、下滑環(huán)連接環(huán)、彈簧片擋板及由過盈配合細(xì)軸固定在滑環(huán)連接板上的摩擦換向齒共同組成刮蠟體的換向裝置，摩擦換向齒兩邊對稱安裝兩片彈簧片擋板，彈簧片擋板通過螺釘連接固定在滑環(huán)連接板上，與上、下?lián)Q向節(jié)內(nèi)開的凹形槽配合完成換向。三個滑環(huán)定位裝置均布安裝在筒體上半部內(nèi)測。換向裝置處于筒體的上半部分時，由安裝在筒體內(nèi)部的滑環(huán)定位裝置卡住上滑環(huán)連接環(huán)定位整個換向裝置。本實用新型步進(jìn)式刮蠟器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢效果:1.結(jié)構(gòu)簡單，安裝入井時，僅需安裝上、下?lián)Q向節(jié)和刮蠟體，無需在抽油桿的接箍及其他部分添加任何輔助設(shè)備即可依靠自身結(jié)構(gòu)順利通過抽油桿接箍。2.本實用新型靠自身機(jī)械結(jié)構(gòu)完成所有井下結(jié)蠟端油管清蠟、刀刃清理、換向運(yùn)動的同時，兼具有過載保護(hù)，防止刮蠟體因過載無法松開油管內(nèi)壁時，強(qiáng)提抽油桿時拉斷抽油桿。 3.本實用新型步進(jìn)式刮蠟器在板簧上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)選，不僅可以傳遞動力，還可以起到扶正器的功用，保證抽油桿始終處于三片板簧的中心，避免脫桿、卡桿。4.本實用新型的換向裝置與鎖緊裝置相對獨(dú)立，筒內(nèi)蓋板與摩擦換向齒互不干擾，保證了主要受力部件的強(qiáng)度。5.筒身卡球在V型槽道內(nèi)運(yùn)動時，處于上滑環(huán)連接環(huán)和彈簧套桿上的復(fù)位彈簧支撐的彈簧輔助環(huán)間。當(dāng)刮蠟體上行刮蠟時，復(fù)位彈簧可隨著筒身卡球的運(yùn)動壓縮和彈起，輔助其在V型槽道內(nèi)自深槽段向淺槽段運(yùn)動，防止了筒身卡球在槽道內(nèi)打滑，保證了筒身卡球鎖緊對刮蠟體運(yùn)動的可靠控制。

:圖1為刮蠟體整體外部結(jié)構(gòu)視圖；圖2其中圖2-1為板簧整體結(jié)構(gòu)圖，圖2-2為板簧半剖圖；圖3為板簧頂端局部視圖；圖4換向裝置裝配示意圖；圖5為筒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)視圖；圖6筒身卡球結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖7其中圖7-1為刀體的二維半剖視圖，圖7-2為刀體展開示意圖。圖中:1.撥片軸，2.筒體，3.彈簧片擋板，4.筒身卡球，5.帶齒撥片，6.板簧外側(cè)撥片蓋板，7.板簧，8.刀體，9.板簧下連接體，10.壓環(huán)，11.筒體連接體，12.上滑環(huán)連接環(huán)，13.摩擦換向齒，14.彈簧輔助環(huán)，15.下滑環(huán)連接環(huán)，16.筒內(nèi)蓋板，17.滑環(huán)定位裝置，18.彈簧套桿，19.復(fù)位彈簧，20.過盈配合細(xì)軸，21.滑環(huán)連接板其中:上滑環(huán)連接環(huán)(12)、摩擦換向齒(13)、下滑環(huán)連接環(huán)(15)、過盈配合細(xì)軸
(20)、滑環(huán)連接板(21)組成刮蠟體換向裝置；筒體(2)、筒身卡球(4)、筒內(nèi)蓋板(16)、上滑環(huán)連接環(huán)(12)、彈簧輔助環(huán)(14)組成刮蠟體的鎖緊裝置。
具體實施方式
:參見附圖，新型步進(jìn)式刮蠟器安裝入井后，周向均布的換向裝置上安裝的摩擦換向齒(13)均向上傾斜與油管壁摩擦。換向裝置整體由于自重而處于有對稱V型槽筒體下部，筒身卡球(4)由于自重處在彈簧輔助環(huán)(14)上，二者由復(fù)位彈簧(19)支撐，隨換向裝置整體處于筒體下端。當(dāng)抽油桿下行時，筒身卡球(4)由于受到向上的摩擦力而由V型楔形槽淺端向筒身中部的深端移動，與油管內(nèi)壁無接觸，刮臘體依罪板黃(6)的機(jī)械夾持力和板黃
(6)上帶齒撥片(5)與抽油桿的摩擦力抱緊抽油桿，刮蠟體與抽油桿相對靜止而整體隨抽油桿向下運(yùn)動，下端刀體(8)刮油管壁上的蠟。當(dāng)抽油桿上行工作時，上滑環(huán)連接環(huán)(12)與彈簧輔助環(huán)(14)間周向均布的三個筒身卡球(4)，由于受到向下的摩擦力而向V型槽淺端移動，筒身卡球(4)移動到接觸彈簧輔助環(huán)(14)時，變徑部分的大徑還未與油管內(nèi)壁擠壓，筒身卡球(4)和彈簧輔助環(huán)(14) 一起下移擠壓復(fù)位彈簧(19)，直至筒身卡球(4)與管內(nèi)壁接觸并發(fā)生擠壓而產(chǎn)生一個足以克服板簧(7)抱緊力的徑向力，使三片板簧(7)上端的帶齒撥片(5)與抽油桿分離或有分離的趨勢。此時，抽油桿獨(dú)自上行，刮蠟體的筒身卡球(4)與油管內(nèi)壁間擠壓產(chǎn)生的徑向力使刮蠟體相對油管內(nèi)壁靜止。此時,刀體(8)相對油管內(nèi)壁沒有軸向位移而不刮蠟，但抽油桿相對刮蠟體運(yùn)動，板簧(7)與抽油桿接觸端的張開刃口刮除抽油桿上的硬蠟。遇抽油桿間的接箍時，三片板簧(7)上端的帶齒撥片(5)都同向順著接箍方向傾斜，撐開板簧(7)，減小接觸產(chǎn)生的摩擦力，而使刮蠟體整體順利通過接箍。抽油桿的下一個沖程中，抽油桿下行時，筒身卡球(4)在復(fù)位彈簧(19)的彈力和相對向上的摩擦力的作用下向上運(yùn)動，與油管內(nèi)壁松開，刮蠟體依靠板簧(7)機(jī)械夾持力和與抽油桿接觸產(chǎn)生的摩擦力抱緊抽油桿，隨抽油桿運(yùn)動刮蠟,刮蠟體繼續(xù)下行；抽油桿上行時,如上所述筒身卡球(4)將刮蠟體鎖緊在油管內(nèi)壁上，下側(cè)板簧(7)刮除抽油桿上端硬蠟。如此往復(fù)工作，直至運(yùn)動到結(jié)蠟段底部的換向節(jié)內(nèi)。運(yùn)動到在下?lián)Q向節(jié)內(nèi)，下?lián)Q向節(jié)內(nèi)的錐形凹形槽為摩擦換向齒(13 )提供空間，使得刮蠟體的換向裝置上的摩擦換向齒(13 )恢復(fù)水平狀態(tài)后繼續(xù)向下運(yùn)動，直至與下?lián)Q向節(jié)內(nèi)錐形凹槽的錐底相接觸，由于刮蠟體的運(yùn)動慣性力產(chǎn)生的力矩小于引起摩擦換向齒(13)傾斜的最小力矩，整個換向裝置由于摩擦換向齒(13)無法順著抽油桿的運(yùn)動方向傾斜而被推動到筒體(2)另一端，換向裝置上行時，上滑環(huán)連接環(huán)
(12)運(yùn)動到滑環(huán)定位裝置(17)的安裝位置時，卡在滑環(huán)定位裝置(17)內(nèi)無法繼續(xù)上行，換向裝置及筒身卡球(4)被固定在筒體上側(cè)，此后刮蠟體被卡在下?lián)Q向節(jié)內(nèi)。當(dāng)抽油桿完成此沖程運(yùn)動后，下一沖程反向運(yùn)動時，刮蠟體隨抽油桿上行運(yùn)動離開下?lián)Q向節(jié)，此時換向裝置及筒身卡球(4)均處于筒體(2)上半段，且摩擦換向齒(13)向下傾斜與油管壁摩擦。抽油桿上行時，筒身卡球(4)由于受向下的摩擦力作用，向下往V型槽深端移動至接觸彈簧輔助環(huán)(14)時，推動彈簧輔助環(huán)(14) 一起下行壓縮復(fù)位彈簧(19)，直到復(fù)位彈簧(19)被壓縮至極限位置，全過程筒身卡球(4)與油管內(nèi)壁無擠壓，刮蠟體依靠板簧(7)抱緊抽油桿隨抽油桿上行，上端刀體(8)刮油管內(nèi)壁上的硬蠟；抽油桿下行時，筒身卡球(4)受到向上的摩擦力和復(fù)位彈簧(19)作用給其的向上的彈力，筒身卡球(4)在力的作用下向上運(yùn)動至V型槽道的淺段，筒身卡球(4)與油管內(nèi)壁擠壓鎖緊刮蠟體，刮蠟體相對油管內(nèi)壁靜止，上端板簧(7)的張開刃口部分刮除抽油桿上的硬蠟，如此往復(fù)工作。
權(quán)利要求1.一種新型步進(jìn)式刮蠟器，包括上換向節(jié)、刮蠟體、下?lián)Q向節(jié)；刮蠟體上下兩端各有三片彈性板簧(7)，板簧(7)抱緊抽油桿，其上端安裝有由撥片軸(I)和板簧外側(cè)撥片蓋板(6)定位的帶齒撥片(5);其特征是:板簧(7)上端有加寬段與開槽段，筒身同側(cè)的兩片相鄰板簧(7)的加寬段與開槽段交錯配合；板簧(7)另一側(cè)與板簧下連接體(9)通過沉頭螺釘固定連接，板簧下連接體(9)由壓環(huán)(10)和筒體連接體(11)定位，且軸向和周向均有預(yù)留定位間隙；筒體連接體(11)為階梯狀筒體結(jié)構(gòu)，小外徑端與壓環(huán)(10)通過沉頭螺釘連接，大外徑端與筒體(2)內(nèi)壁通過沉頭螺釘連接；刮蠟主體為連續(xù)的刀體，刀體(8)由筒體(2)和板簧下連接體(9)軸向定位，板簧下連接體(9)軸向可活動使得刀體(8)也可軸向活動，通過刀體尺寸的控制，使刀體(8)周向也留有定位間隙；刀體(8)刃口 360°連續(xù)，且與軸向呈不同夾角；筒體(2)通過筒體連接體(11)與板簧(7)、刀體(8)軸向相對定位；筒體(2)內(nèi)部安裝的筒內(nèi)蓋板(16)開有3°斜槽，與筒體(2)內(nèi)壁開的通槽配合形成筒身卡球(4)的運(yùn)動槽道；復(fù)位彈簧(19)套裝在彈簧套桿(18)上，在一定高度內(nèi)自由壓縮、伸長；彈簧套桿(18)安裝在彈簧輔助環(huán)(14)和下滑環(huán)連接環(huán)(15)間，兩端通過螺栓連接固定；上滑環(huán)連接環(huán)(12)、下滑環(huán)連接環(huán)(15)、彈簧片擋板(3)及由過盈配合細(xì)軸(20)固定在滑環(huán)連接板(21)上的摩擦換向齒(13)共同組成刮蠟體的換向裝置，摩擦換向齒(13)兩邊對稱安裝兩片彈簧片擋板(3)，彈簧片擋板(3)通過螺釘連接固定在滑環(huán)連接板(21)上；三個滑環(huán)定位裝置(17 )均布安裝在筒體上半部內(nèi)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型步進(jìn)式刮蠟器，其特征在于:板簧(7)整體呈一定弧度彎曲；上端部加寬、加厚，貼抽油桿面為V型槽面；上端部開槽安裝有輔助過接箍的帶齒撥片(5)，帶齒撥片(5)雙面開齒；板簧(7)頂端呈張開刃口，與帶齒撥片(5)相互配合過接箍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型步進(jìn)式刮蠟器，其特征在于:板簧下連接體(9)和刀體(8)定位時均為動連接；板簧下連接體(9)活動時，刀體(8)也在活動間隙內(nèi)可轉(zhuǎn)動、浮動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型步進(jìn)式刮蠟器，其特征在于:換向裝置和鎖緊裝置相互獨(dú)立；換向裝置在筒體上部分時，由滑環(huán)定位裝置(17)卡住上滑環(huán)連接體(12)而定位；筒身卡球(4)獨(dú)立于摩擦換向齒(13)安裝在筒內(nèi)蓋板(16)楔形槽道里,軸向方向上,筒身卡球(4)由復(fù)位彈簧(19)和彈簧輔助環(huán)(14)支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型步進(jìn)式刮蠟器，其特征在于:上、下?lián)Q向節(jié)內(nèi)開錐形凹槽，為摩擦換向齒(13)提供換向空間。
專利摘要本實用新型步進(jìn)式刮蠟器是一種可靠性更強(qiáng)的新型井下刮蠟裝置，在油井檢泵或新井投入使用時安裝入井，隨著抽油桿運(yùn)動不斷刮除油管壁和抽油桿上的硬蠟。步進(jìn)式刮蠟器主要包括上換向節(jié)、刮蠟體、下?lián)Q向節(jié)；上、下?lián)Q向節(jié)配合刮蠟體的換向裝置，通過力矩大小控制換向；板簧整體及其連接體構(gòu)成抱緊裝置，主要傳遞抽油桿的運(yùn)動，為刮蠟器本體運(yùn)動提供動力，同時可以清除抽油桿上的硬蠟。刀體及其固定裝置組成刮蠟部分，清除油管內(nèi)壁上的硬蠟。筒身卡球由筒內(nèi)蓋板和筒體固定在二者形成的V型槽道內(nèi)，組成鎖緊裝置，主要控制刮蠟體相對油管內(nèi)壁的運(yùn)動。刀體、板簧與筒身的動連接使刮蠟體在通過斜井段時可以擺動，對抽油桿有扶正作用，避免了脫桿事故，且刀體可360°刮蠟。整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，工作可靠。
文檔編號E21B37/02GK203161178SQ201220639659
公開日2013年8月28日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者張彥廷, 鄧榮, 王雪婷, 蓋永革 申請人:中國石油大學(xué)(華東)