本實(shí)用新型涉及一種抽油桿連接技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種抽油桿及其接箍組合件。
背景技術(shù):
抽油桿是在石油套管內(nèi)做軸向運(yùn)動(dòng)并由此抽取原油的油井用部件。
在公開(kāi)日為2011.9.14,公開(kāi)號(hào)為CN201972620U的中國(guó)實(shí)用新型專利中公開(kāi)了一種抽油桿接箍,用于連接相鄰兩抽油桿,該抽油桿接箍的兩端外表面為錐形過(guò)渡面,接箍的端面外徑與抽油桿的外螺紋臺(tái)肩的外徑相同。該實(shí)用新型還公開(kāi)了一種具有接箍的抽油桿組。
上述結(jié)構(gòu)中利用改變接箍的表面形狀從而減小抽油桿運(yùn)動(dòng)阻力,起節(jié)能效果。但往往抽油桿在使用過(guò)程中被腐蝕是最大的問(wèn)題。由于抽油桿與接箍之間通過(guò)螺紋連接,其連接不夠緊密容易導(dǎo)致混合氯離子、硫離子等腐蝕性較高元素的污液滲入抽油桿內(nèi)部,由此導(dǎo)致抽油桿內(nèi)外面雙向承受腐蝕,使得抽油桿使用壽命大大縮短。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種耐腐蝕的抽油桿及其接箍組合件。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:一種抽油桿及其接箍組合件,包括由抽油桿端部起始沿抽油桿軸向依次設(shè)置的臺(tái)肩、外密封面、外螺紋,所述接箍?jī)?nèi)側(cè)依次設(shè)置有分別與臺(tái)肩、外密封面、外螺紋配合的臺(tái)根、內(nèi)密封面、內(nèi)螺紋,其中:所述臺(tái)肩朝向抽油桿軸心傾斜,所述外螺紋中的螺牙背向臺(tái)肩傾斜。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,反向臺(tái)肩與接箍的臺(tái)根抵觸,外密封面與內(nèi)密封面貼合實(shí)現(xiàn)密封,具有顯著的密封效果。避免高腐蝕性的污液滲入抽油桿內(nèi)側(cè)造成抽油桿的雙向腐蝕。且反向臺(tái)肩的設(shè)計(jì)在到良好的輔助密封效果的同時(shí)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述臺(tái)肩與抽油桿垂線夾角為15°~20°。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,臺(tái)肩反角15°~20°時(shí)具有較佳的輔助密封以及抗彎曲載荷能力。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述接箍外表面設(shè)置有導(dǎo)流槽,該導(dǎo)流槽貫通接箍的兩端。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,導(dǎo)流槽的設(shè)置連通的接箍上下兩端的空間,保持其兩端壓力平衡,有效降低了抽油桿在上下活動(dòng)時(shí)所受到的阻力。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述導(dǎo)流槽設(shè)置為呈螺旋狀設(shè)置在接箍外表面。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,螺旋狀的導(dǎo)流槽在平衡壓力時(shí),還兼具有導(dǎo)流、扶正抗偏磨和刮蠟的作用。利用導(dǎo)流槽引起的螺旋氣流還能對(duì)抽油桿的軸向活動(dòng)產(chǎn)生助力,從而輔助抽油桿運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋每英寸3~4牙。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,在相同的外螺紋長(zhǎng)度下,本方案中的螺紋牙形更加粗大,不僅易于對(duì)扣和上扣,而且連接強(qiáng)度顯著增加、對(duì)接用時(shí)顯著降低,提高作業(yè)效率。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋上螺牙的承載面角為3°,導(dǎo)向角為10°。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,通過(guò)上述方案使其能承受更大的軸向載荷。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋的牙頂與內(nèi)螺紋的牙根間設(shè)置有間隙,所述外螺紋的牙根與內(nèi)螺紋的牙頂徑向過(guò)盈接觸。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,利用外螺紋與內(nèi)螺紋之間的過(guò)盈密封,從而突破性地在臺(tái)肩以及內(nèi)、外密封面之后實(shí)現(xiàn)第三級(jí)米密封,使其具有遠(yuǎn)超API螺紋的密封性能,經(jīng)實(shí)際靜水壓試驗(yàn),承受90MPa壓力不刺不漏。并使其具有連接強(qiáng)度高、達(dá)到管體強(qiáng)度的水平。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋的牙根以及內(nèi)螺紋的牙頂均保持1:18錐度。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,利用內(nèi)、外螺紋上的柱面形成面接觸,增加密封面面積,進(jìn)一步提高其密封性能。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋牙頂為1:7錐度,內(nèi)螺紋的牙根為1:5錐度。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,使內(nèi)、外螺紋之間更加容易形成過(guò)盈密封面。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋的牙根與內(nèi)螺紋的牙頂之間的過(guò)盈量為0.025mm。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù),保證內(nèi)、外螺紋之間的柱面穩(wěn)定密封。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型所提供的抽油桿及其接箍組合件具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、反向臺(tái)肩與密封螺紋設(shè)計(jì),確保在內(nèi)外壓力之下抽油桿與接箍均保持有效密封連接;
2、三級(jí)密封的設(shè)計(jì),使抽油桿與接箍之間的密封遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)API螺紋的密封性,保證在高壓下抽油桿外的腐蝕性液體不滲漏,加強(qiáng)其抗腐蝕性能;
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例中抽油桿與接箍組合件的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是實(shí)施例中抽油桿與接箍組合件的連接剖面示意圖;
圖3是實(shí)施例中臺(tái)肩與外密封面的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是實(shí)施例中外螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是實(shí)施例中內(nèi)螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中,1、抽油桿;2、臺(tái)肩;3、外密封面;4、外螺紋;5、接箍;6、臺(tái)根;7、內(nèi)密封面;8、內(nèi)螺紋;9、退刀槽;10、導(dǎo)流槽。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1: 一種抽油桿及其接箍組合件,參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1,其中抽油桿1使用超強(qiáng)00Cr9MoNi鋼制成,接箍5由無(wú)縫鋼管制成。接箍5外表面設(shè)置有導(dǎo)流槽10,該導(dǎo)流槽10貫通接箍5的兩端。導(dǎo)流槽10連通接箍5上下兩端的空間,保持其兩端壓力平衡,有效降低了抽油桿1在上下活動(dòng)時(shí)所受到的阻力。導(dǎo)流槽10設(shè)置為呈螺旋狀設(shè)置在接箍5外表面。螺旋狀的導(dǎo)流槽10在平衡壓力時(shí),使其還兼具有導(dǎo)流、扶正抗偏磨和刮蠟的作用。利用導(dǎo)流槽10引起的螺旋氣流還能對(duì)抽油桿1的軸向活動(dòng)產(chǎn)生助力,從而輔助抽油桿1運(yùn)動(dòng)。
參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖2、3和4,抽油桿1的連接端端面(圖中最左端)具有反向臺(tái)肩2,即該臺(tái)肩2朝向抽油桿1的軸心傾斜,傾斜角度為15°~20°,最佳選用18°。在連接端外側(cè)具有錐形的外密封面3,外密封面3錐度1:7。外螺紋4的導(dǎo)向角為10°,承載面角為3°。而接箍5上則設(shè)置有與臺(tái)肩2、外密封面3、外螺紋4分別向配合的臺(tái)根6、內(nèi)密封面7、內(nèi)螺紋8。在內(nèi)密封面7與內(nèi)螺紋8之間設(shè)置有退刀槽9。
參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖2,外螺紋4的牙頂與內(nèi)螺紋8的牙根間設(shè)置有間隙,外螺紋4的牙根與內(nèi)螺紋8的牙頂徑向過(guò)盈接觸,過(guò)盈量為0.025mm。為便于外螺紋4的牙根與內(nèi)螺紋8的牙頂徑向過(guò)盈接觸,外螺紋4牙頂為1:7錐度,內(nèi)螺紋8的牙根為1:5錐度。外螺紋4每英寸3~4牙。在相同的外螺紋4長(zhǎng)度下,本方案中的螺紋牙形更加粗大,不僅易于對(duì)扣和上扣,而且連接強(qiáng)度顯著增加、對(duì)接用時(shí)顯著降低,提高作業(yè)效率。
本方案中,錐面/錐面密封結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的流體泄露路徑,有利于提高密封效果。當(dāng)錐形密封面的長(zhǎng)度較短時(shí),較小的接觸面積使接觸壓力較高,當(dāng)有效接觸長(zhǎng)度較短,導(dǎo)致泄露路徑短;但有效接觸長(zhǎng)度增加,當(dāng)錐形接觸密封面的長(zhǎng)度超過(guò)8mm后,有效接觸長(zhǎng)度不再增加,保持2.4mm左右,同時(shí)錐度變化對(duì)密封面上的有效接觸長(zhǎng)度影響不大,為此,本方案取外密封面3接觸長(zhǎng)度為9mm。而1:7的較大錐度使得在抽油桿1與接箍5連接時(shí),密封面能起到良好的導(dǎo)向效果,保證螺紋連接的準(zhǔn)確。反向臺(tái)肩2與接箍5的臺(tái)根6抵觸,外密封面3與內(nèi)密封面7貼合實(shí)現(xiàn)密封,密封效果顯著增加。且反向臺(tái)肩2的設(shè)計(jì)能起到良好的輔助密封效果。
本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋,其并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改,但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。