專利名稱：齒輪齒條式抽油桿井下增程裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油有桿采油中用來增加抽油桿行程的一種抽油桿井下增程裝置。
目前在石油有桿采油中，長沖程泵的充滿系數(shù)高，有利于多采石油，有利于節(jié)能，但是采用長沖程泵的井需要用長沖程抽油機配合使用。中國專利86102979公布了一種鏈條抽油機，它的增程方式是通過增加抽油機的高度來增加抽油機的沖程，這種抽油機的沖程可以達到5米以上。對一口已開采井，需要采用長沖程泵采油時，就必須把地面上原來使用的常規(guī)抽油機換成長沖程抽油機。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種不需要對沖程較小的常規(guī)抽油機做任何改動就能帶動長沖程泵工作的抽油桿井下增程裝置。該裝置應(yīng)用齒輪齒條機構(gòu)的運動特性，可以把從動力輸入筒輸入的沖程增加一倍，并從動力輸出筒輸出出去，為長沖程泵用于常規(guī)抽油機開拓了新的途徑。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到在井下管柱上，抽油泵的上方，安裝一種抽油桿井下增程裝置(附

圖1)。該裝置由外工作筒、內(nèi)工作筒、齒輪齒條機構(gòu)和脫接器組成。外工作筒上下兩端連接在油管柱上，內(nèi)工作筒固定在外工作筒中，內(nèi)外工作筒之間留有過流通道，抽油泵采出的液體經(jīng)過此通道從下向上流入上部油管。齒輪齒條機構(gòu)被密封安裝在內(nèi)工作筒中，齒輪齒條機構(gòu)的動力輸出筒從內(nèi)工作筒下端伸出，與下部抽油桿連接，齒輪齒條機構(gòu)的動力輸入筒從內(nèi)工作筒上端伸出，與脫接器連接，脫接器則通過對接錨與上部抽油桿連接。
本裝置可以通過以下措施來實現(xiàn)。
脫接器由對接錨(2)、滑塊(36、38)、彈簧(39)、脫接器體(3)和滾輪(5)組成。對接錨上端與抽油桿連接，下端可以與脫接器對接或脫離。脫接器體在下端與動力輸入筒(8)連接，一組滾輪將它扶正在外工作筒中。附圖2可以看出滑塊(36、38)的全部結(jié)構(gòu)，滑塊內(nèi)側(cè)有一圓弧面(1)，外側(cè)有圓弧形脫卡斜面(2)。兩滑塊被疊合著放入脫接器體的橫向孔內(nèi)，彈簧(39)使兩滑塊的圓弧面向中心閉合(見附圖1的B-B剖面)。
在對接時，對接錨頭部的錐形頭(4)插入兩滑塊中間，迫使兩滑塊向外分開，當錐形頭通過后，兩滑塊在彈簧作用下復位，卡在對接錨的徑縮部位，使脫接器結(jié)合成一個整體。
在抽油情況下，脫接器在外工作筒內(nèi)部內(nèi)工作筒上方的空間里運動，兩滑塊的脫卡斜面始終不與上接頭(1)上的脫卡斜面(30)接觸，兩滑塊不能釋放對接錨。
當需要起出抽油桿時，只要上提抽油桿，將脫接器提到外工作筒頂部，兩滑塊就會在上接頭的脫卡斜面的推動下松開對接錨的徑縮部，將對接錨釋放。
外工作筒由三段筒體(6、14、24)、上接頭(1)、下接頭(29)和兩個中間接頭(9、20)連接而成。上下接頭分別與上下油管連接，三段筒體可以制成上下兩段筒徑較小，中間一段筒徑較大的階梯式筒體，使外工作筒能較好地適應(yīng)油井井筒的彎曲。
內(nèi)工作筒由兩段筒體(16、21)、兩個連接體(10、19)和扶正接頭(23)連接而成。上段筒體(16)為長圓形截面，以加大安裝齒輪齒條機構(gòu)的空間。內(nèi)工作筒通過中間接頭(9、20)和連接體(10、19)固定在外工作筒中，內(nèi)外工作筒之間有過流通道(11)，抽油泵采出的液體經(jīng)過此通道從下部油管流入上部油管。
齒輪齒條機構(gòu)由動力輸入筒(8)、齒輪架(13)、齒輪組(12)、定齒條(15)、動齒條(7)和動力輸出筒(18)組成。動力輸入筒上端與脫接器連接，下端與齒輪架連接，其內(nèi)部空腔是動齒條的活動空間。動齒條是雙面齒條，頂端裝有扶正裝置(31)，下端與動力輸出筒連接;動力輸出筒下端通過球鉸接頭(35)與下部抽油桿連接。兩根定齒條通過螺釘(40)對稱地固定在內(nèi)工作筒壁的凹槽內(nèi)，齒輪組分兩列鉸連在齒輪架上，其外側(cè)與定齒條嚙合，內(nèi)側(cè)與動齒條嚙合。齒輪架以定齒條為導軌上下滑動，將齒輪齒條機構(gòu)定位在內(nèi)工作筒中心上。
由于在該齒輪齒條機構(gòu)中動力輸入筒、齒輪架和齒輪組是主動件、動齒條和動力輸出筒是從動件，定齒條固定不動，所以當動力輸入筒從下止點運動到上止點走過一個沖程的距離時，該齒輪齒條機構(gòu)的運動特性就會使動力輸出筒以兩倍于動力輸入筒的運動速度同步向上運動，走過兩個沖程的距離，起到增大沖程的作用，在下沖程時也是一樣。
為了提高動齒條和動力輸出筒的運動穩(wěn)定性，動齒條上沒有齒的兩個側(cè)面作成與動力輸出筒外徑一致的圓柱面，在內(nèi)工作筒的中部裝有扶正套(33)，將動齒條和動力輸出筒穩(wěn)定在內(nèi)工作筒中心上。
為了提高動齒條在動力輸入筒中的運動穩(wěn)定性，可以將動力輸入筒的內(nèi)孔制成與動齒條外圓柱面作滑動配合。
為了使齒輪齒條機構(gòu)得到潤滑，內(nèi)工作筒制成密封的，在內(nèi)工作筒兩端裝有導向密封裝置(32、34)，與動力輸入筒和動力輸出筒配合密封，形成一個潤滑密封腔，潤滑油從動力輸出筒下端加入，充滿內(nèi)工作筒，內(nèi)工作筒中的空氣從扶正接頭(23)上的排氣螺釘(25)排出。
由于動力輸出筒的運動速度是動力輸入筒運動速度的兩倍，為了使?jié)櫥芊馇粌?nèi)的體積不變，動力輸入筒的橫截面積應(yīng)設(shè)計為動力輸出筒的兩倍。
為了使?jié)櫥芊馇粌?nèi)的壓力與外工作筒中的壓力相等，消除液壓力對動力輸入筒和動力輸出筒的影響，在動力輸出筒內(nèi)裝有平衡活塞(22)，活塞兩邊分別通過孔(17)和孔(25)與內(nèi)工作筒和外工作筒連通，使平衡活塞能隨內(nèi)外壓差的變化上下移動，起到調(diào)節(jié)壓力平衡的作用。
為了將動力輸出筒的下端穩(wěn)定在下部油管中，在球鉸接頭的連接螺母(27)上，可以設(shè)置扶正滾輪(28)或扶正塊。
附圖1表示抽油桿井下增程裝置的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2表示滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施在泵筒上接數(shù)根油管下入井中，將活塞接上活塞桿和適當長的抽油桿下入泵筒中，將本裝置動力輸出筒下端的球鉸接頭與下部抽油桿連接，再將外工作筒下接頭與下部油管連接，然后接上油管將本裝置下入井中預(yù)定位置。在抽油桿的下端接上對接錨，從油管中下入，直至對接錨與脫接器對接上。將脫接器放至下止點，適當上提抽油桿，調(diào)好防沖距，起動抽油機即可工作。
權(quán)利要求
1.一種由外工作筒、內(nèi)工作筒、齒輪齒條機構(gòu)和脫接器組成的石油采油工程中用以增加抽油桿行程的抽油桿井下增程裝置，其特征在于外工作筒的上下兩端與油管柱連接，內(nèi)工作筒固定在外工作筒中，內(nèi)外工作筒之間有產(chǎn)出液的過流通道，齒輪齒條機構(gòu)被密封在內(nèi)工作筒中潤滑，齒輪齒條機構(gòu)的動力輸出筒從內(nèi)工作筒下端伸出，與下部抽油桿連接，齒輪齒條機構(gòu)的動力輸入筒從內(nèi)工作筒上端伸出，與脫接器連接，脫接器在外工作筒中內(nèi)工作筒上方的空間里運動，脫接器的對接錨與上部抽油桿連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿井下增程裝置，其特征在于所說的脫接器是由對接錨、脫接器體、兩塊滑塊、彈簧和滾輪組成的，左右滑塊被疊合著放入脫接器體的橫向孔內(nèi)，在兩滑塊之間裝有彈簧，對接錨被兩滑塊卡在徑縮部位，與脫接器連接成一體，兩滑塊在外工作筒上接頭內(nèi)的脫卡斜面作用下釋放對接錨，一組滾輪將脫接器扶正在工作筒中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿井下增程裝置，其特征在于所說的齒輪齒條機構(gòu)是由動力輸入筒、齒輪架、齒輪組、定齒條、動齒條和動力輸出筒組成的，動力輸入筒的下端與齒輪架連接，兩根定齒條對稱地固定在內(nèi)工作筒中，齒輪架以定齒條為導軌上下運動，齒輪組分兩列鉸連在齒輪架上，其外側(cè)與定齒條嚙合，內(nèi)側(cè)與動齒條嚙合，動齒條下端與動力輸出筒連接，動力輸入筒和齒輪架是主動件，動齒條和動力輸出筒是從動件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪條機構(gòu)，其特征在于所說的動齒條是雙面齒條，齒條上無齒的兩側(cè)面可以制成與動力輸出筒外徑一致的圓柱面，齒條的頂端可以裝有扶正裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪齒條機構(gòu)，其特征在于所說的動力輸入筒是空心的，其內(nèi)孔可以制成與動齒條外圓柱面滑動配合，其內(nèi)部空腔是動齒條的活動空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪齒條機構(gòu)，其特征在于所說的動力輸出筒是空心的，內(nèi)部裝有平衡活塞，兩端分別與內(nèi)工作筒和外工作筒連通，動力輸出筒的下端通過球鉸接頭與下部抽油桿連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪齒條機構(gòu)，其特征在于所說的動力輸入筒的橫截面積為動力輸出筒橫截面積的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿井下增程裝置，其特征在于所說的外工作筒可以由數(shù)段筒體連接而成，可以制成兩端筒體直徑較小，中間筒體直徑較大的階梯式筒體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿井下增程裝置，其特征在于所說的內(nèi)工作筒不僅是齒輪齒條機構(gòu)的構(gòu)架，而且構(gòu)成了齒輪齒條機構(gòu)的潤滑密封腔，它的兩端裝有導向密封裝置與動力輸入筒和動力輸出筒配合密封，中部裝有扶正套，下端裝有排氣螺釘，筒的橫截面可以制成長圓形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿井下增程裝置，其特征在于所說的內(nèi)工作筒通過外工作筒上的兩個中間接頭和內(nèi)工作筒上的兩個連接體固定在外工作筒中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種石油采油工程中用來增加抽油桿行程的齒輪齒條式抽油桿井下增程裝置。該裝置接于抽油泵上面可以將上部抽油桿輸入的行程增加一倍，并從該裝置下部輸出出去，帶動抽油泵活塞上下運動。為沖程較小的普通抽油機帶動長沖程泵工作提供了新的途徑。
文檔編號E21B43/00GK1045627SQ8910713
公開日1990年9月26日 申請日期1989年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月6日
發(fā)明者潘以文, 潘以誠 申請人:潘以文