一種機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，包括：旋轉(zhuǎn)體、驅(qū)動件和滑塊銷釘，其中，所述旋轉(zhuǎn)體和所述驅(qū)動件同軸裝配，所述旋轉(zhuǎn)體包括有軌道槽，所述滑塊銷釘固定在所述驅(qū)動件上，并且所述滑塊銷釘可以在旋轉(zhuǎn)體上的軌道槽中滑動，當所述滑塊銷釘隨著所述驅(qū)動件軸向往復(fù)運動時，所述滑塊銷釘驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)體沿與軸向垂直的圓周方向旋轉(zhuǎn)。本實用新型通用性強，可以滿足27/8英寸及以上規(guī)格的油管內(nèi)的使用要求，使處在深井、斜井段，甚至是水平井的水平段中工作的任意規(guī)格型號的通用型或特種式抽油泵的柱塞及其滑桿可以整體定向旋轉(zhuǎn)，達到防止滑桿及柱塞偏磨，延長抽油泵的使用壽命，減少卡泵、泵斷、泵脫、泵漏等失效井次的效果。
【專利說明】一種機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油工業(yè)中抽油機井有桿泵機械采油桿柱防偏磨【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有防止抽油泵柱塞或者下部抽油桿柱偏磨功能的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在抽油機工作過程中，上沖程時整個抽油桿柱自下而上始終承受拉力作用，桿柱末端，即抽油泵柱塞承受拉力最小，桿柱頂端，即井口光桿懸點承受拉力最大。下沖程時由于桿柱受與運動方向相反的摩擦力、浮力，柱塞摩擦力，以及井液流經(jīng)凡爾產(chǎn)生的局部阻力等綜合作用，當下部桿柱重力無法抵消向上的阻力時，桿柱上將產(chǎn)生中和點，桿柱在該點處軸向力為零，中和點以上部分桿柱承受拉力，中和點以下部分桿柱承受壓力，桿柱末端，即抽油泵柱塞承受壓力最大，桿柱頂端，即井口光桿懸點承受拉力最大。中和點的存在，尤其是在斜井、深井中，使得中和點以下部分抽油桿柱，即中和點位置至柱塞長度范圍內(nèi)的桿柱容易發(fā)生失穩(wěn)彎曲，由此造成的這部分桿柱偏磨不僅會導(dǎo)致抽油桿在接箍處發(fā)生斷脫，而且也會使偏磨桿柱對應(yīng)位置的油管發(fā)生磨損漏失。
[0003]再者，對于短柱塞抽油泵而言，由于連接柱塞的最后一根抽油桿，即滑桿在工作過程中要隨柱塞進入泵筒內(nèi)，其外徑一般較細，剛度較弱，且不能安裝抽油桿扶正器。為了緩解下部桿柱偏磨對機采系統(tǒng)造成的危害，傳統(tǒng)工藝上采用抽油桿柱底部加重技術(shù)，即，中和點或中和點以上十幾米范圍內(nèi)至底部滑桿之間范圍內(nèi)的抽油桿柱采用較大外徑實芯鋼制抽油桿或較大密度金屬抽油桿，并在適當位置安裝一定量的抽油桿扶正器，這在一定程度上起到了減輕底部桿柱偏磨危害的作用。然而，由于受抽油泵泵徑過流、泵型結(jié)構(gòu)的限制，滑桿相對其上部的加重桿外徑較細、剛度較弱，且不能安裝抽油桿扶正器，又由于下沖程時滑桿和柱塞承受著最大的壓力，所以，滑桿將產(chǎn)生最大的屈曲變形，由此容易引起滑桿磨損泵筒內(nèi)壁，從而增大柱塞與泵筒的間隙漏失量?；瑮U的周期性壓力屈曲與拉力伸長也會引起其與柱塞上凡爾罩螺紋連接的松動，從而增大該處脫扣的幾率。
[0004]另外，滑桿受壓變形后，由于泵筒和油管內(nèi)壁的約束限制，將對底部柱塞形成以滑桿底端，即柱塞上凡爾罩螺紋連接處為支點的彎扭力矩。又由于油井并非是理想直井，往往都具有一定的斜度，抽油泵下深位置，即泵深處所在井段的井斜將使抽油泵始終保持在傾斜狀態(tài)下工作。柱塞的斜置，再加之壓力作用下滑桿對柱塞上凡爾罩形成的彎扭力矩，將使柱塞上凡爾罩在下沖程時受力惡化，加大柱塞上凡爾罩向一側(cè)彎曲變形的趨勢。這樣，在柱塞上凡爾罩彎向的一側(cè)，將增大柱塞與泵筒間的摩擦力，從而形成柱塞的單邊偏磨現(xiàn)象，而由于泵筒對柱塞密封段形成約束支承導(dǎo)向作用，柱塞的單邊偏磨現(xiàn)象主要反映在柱塞上不起密封作用、外徑比密封段小、具有周向出液口、結(jié)構(gòu)強度相對較弱的上凡爾罩上。柱塞的單邊偏磨不僅會刮傷泵筒內(nèi)壁，降低間隙密封性能，增大抽油泵的漏失量，而且，磨損下來的碎金屬屑，裹夾在井液中的泥砂中，極易造成卡泵。另一方面，抽油泵從柱塞上凡爾罩處斷裂的井次一直占據(jù)油井維護作業(yè)總井次的較大比重，而統(tǒng)計泵斷井次發(fā)現(xiàn)，有八成至九成的泵斷井次在柱塞上凡爾罩斷口處及其附近有嚴重偏磨現(xiàn)象。分析主要原因，一方面是，柱塞上凡爾罩處偏磨后，承載截面積減?。涣硪环矫媸?，下沖程時柱塞上凡爾罩受滑桿壓力向一側(cè)微彎曲，而上沖程時受滑桿拉力又向反方向伸直或呈反方向微彎曲趨勢，如此周而復(fù)始的拉壓彎扭循環(huán)作用，極易造成柱塞上凡爾罩的金屬疲勞，而表面偏磨所造成的劃傷溝槽則形成了疲勞源，疲勞源處微觀裂紋的逐漸擴大最終導(dǎo)致抽油泵從柱塞上凡爾罩處發(fā)生斷裂失效。
[0005]抽油桿柱底部加重并配套扶正器扶正技術(shù)可以在一定程度上緩解中和點至滑桿間桿柱的偏磨，但是滑桿自身的偏磨，以及由滑桿壓力形成的柱塞偏磨卻得不到有效解決。目前，有一種安裝在井口光桿上的抽油桿旋轉(zhuǎn)器，它利用一端連接在自身搖桿上，一端連接在抽油機驢頭上的鏈條傳遞動力，依靠驢頭運動至下死點時拉緊鏈條并掰動搖桿，進而靠搖桿聯(lián)動的旋轉(zhuǎn)器內(nèi)部裝置將包括上至光桿，下至柱塞在內(nèi)的整個抽油桿柱旋轉(zhuǎn)一定角度，達到抽油桿柱整體防偏磨的效果。但是，由于抽油機井懸點負荷一般較大，實際生產(chǎn)中，最高可超過120kN，而且，斜井、大斜度井，甚至是水平井越來越多。而從抽油桿旋轉(zhuǎn)器的實際應(yīng)用效果來看，其對懸點負荷在SOkN以下，且抽油桿柱所處井段最大井斜不超過30°的油井效果較明顯，即該種抽油桿旋轉(zhuǎn)器無法滿足懸點負荷在SOkN以上的直井或泵深范圍內(nèi)井斜在30°以上的斜井的抽油桿柱防偏磨的需要。而處于中后期開發(fā)的油田隨著深抽挖潛、強采提液的需要，斜井、深井、超深井等高懸點負荷油井所占的比例越來越大。這類油井由于泵深較深、井斜較大，中和點以下桿柱的失穩(wěn)偏磨以及抽油泵柱塞上凡爾罩處的偏磨、斷裂失效等故障急需要解決。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，使處在深井、斜井段，甚至是水平井的水平段中工作的任意規(guī)格型號的通用型或特種式抽油泵的柱塞及其滑桿可以整體定向旋轉(zhuǎn)，從而防止滑桿及柱塞偏磨，延長抽油泵的使用壽命，減少卡泵、泵斷、泵脫、泵漏等失效井次的效果，從而延長油井免修期，提高油田開發(fā)效益。
[0007]本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，包括:旋轉(zhuǎn)體、驅(qū)動件和滑塊銷釘，其中，所述旋轉(zhuǎn)體和所述驅(qū)動件同軸裝配，所述旋轉(zhuǎn)體包括有軌道槽，所述滑塊銷釘固定在所述驅(qū)動件上，并且所述滑塊銷釘可以在旋轉(zhuǎn)體上的軌道槽中滑動，當所述滑塊銷釘隨著所述驅(qū)動件軸向往復(fù)運動時，所述滑塊銷釘驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)體沿與軸向垂直的圓周方向旋轉(zhuǎn)。
[0009]所述驅(qū)動件套裝在所述旋轉(zhuǎn)體外。
[0010]所述驅(qū)動件包括有上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室之間由臺肩通孔連通，所述上腔室設(shè)置有上腔室彈簧，所述下腔室設(shè)置有下腔室彈簧，所述旋轉(zhuǎn)體包括有拉桿，所述拉桿依次穿過所述下腔室彈簧、臺肩通孔和上腔室彈簧。
[0011]所述軌道槽包括有上軌道槽和下軌道槽，當所述滑塊銷釘隨著所述驅(qū)動件軸向往復(fù)運動時，所述滑塊銷釘交替在所述上、下軌道槽中滑動。
[0012]所述上、下軌道槽輪廓相同，且在所述圓周方向上錯開設(shè)定角度。
[0013]所述上、下軌道槽分別由豎直面、傾斜面和圓弧過渡面組成。
[0014]所述上、下軌道槽分別為鋸齒狀。
[0015]所述機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器還包括設(shè)置在所述下腔室彈簧兩端的第一彈簧墊片和第二彈簧墊片，以及設(shè)置在上腔室彈簧兩端的第三彈簧墊片和彈簧支承片，所述拉桿的末端安裝有反扣螺母。
[0016]所述驅(qū)動件上設(shè)置有呼吸孔。
[0017]所述上腔室彈簧和所述下腔室彈簧均為錐簧。
[0018]本實用新型的有益效果為:
[0019]1、本實用新型通用性強，可以滿足27/8英寸及以上規(guī)格的油管內(nèi)的使用要求，使處在深井、斜井段，甚至是水平井的水平段中工作的任意規(guī)格型號的通用型或特種式抽油泵的柱塞及其滑桿可以整體定向旋轉(zhuǎn)，達到防止滑桿及柱塞偏磨，延長抽油泵的使用壽命，減少卡泵、泵斷、泵脫、泵漏等失效井次的效果。
[0020]2、固定體上設(shè)置的呼吸孔可以起到排除進入裝置中的井液和砂粒的作用，而且，在固定體上下沖程中，下腔室交錯分布的幾組呼吸孔中總會有正對旋轉(zhuǎn)體軌道槽的呼吸孔，可以及時排除軌道槽內(nèi)的砂粒，達到防止旋轉(zhuǎn)體砂卡的效果。
[0021]3、本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計合理，經(jīng)過特殊熱處理的旋轉(zhuǎn)體軌道槽與滑塊銷釘均具有較強的耐磨性，而且，滑塊銷釘在軌道槽上下死點時不承受最大剪切力，同時，由于緩沖彈簧的支承作用，避免了各連接件的剛性沖擊，達到了延長了整個裝置使用壽命的效
果O
[0022]4、基于本實用新型原理，調(diào)整設(shè)計旋轉(zhuǎn)體的軌道槽工作斜面角度及高度，以及上下腔室彈簧的剛度后，本實用新型的其它實例也可以安裝于抽油桿柱的中和點以下任意位置，起到使該裝置與柱塞間桿柱整體防偏磨的作用，達到延長油井免修期的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型一實施例的平面剖視圖。
[0024]圖2為本實用新型一實施例的立體剖視圖。
[0025]圖3為本實用新型一實施例的旋轉(zhuǎn)體的立體圖。
[0026]圖4為本實用新型一實施例的固定體的平面剖視圖。
[0027]圖5為本實用新型一實施例的圖4的A-A斷面圖。
[0028]圖6為本實用新型一實施例的固定體的立體透視圖。
[0029]圖7為本實用新型一實施例的反扣螺母安裝立體圖。
[0030]圖8為本實用新型一實施例的反扣螺母專用扳手的立體透視圖。
[0031]圖9為本實用新型一實施例的抽油桿柱上沖程示意圖。
[0032]圖10為本實用新型一實施例的抽油桿柱下沖程示意圖。
[0033]圖11為本實用新型一實施例剖視后的工作過程及原理示意圖。
[0034]圖中:1.旋轉(zhuǎn)體，1-1.軌道槽，1-2.拉桿，1-3.臺肩面，2.驅(qū)動件，2_1.滑塊銷釘孔，2-2.下腔室呼吸孔，2-3.下腔室呼吸孔，2-4.下腔室呼吸孔，2-5.上腔室呼吸孔，3.滑塊銷釘,4-1.彈簧墊片,4-2.彈簧墊片,4-3.彈簧墊片,5.彈簧支承片,6.下腔室彈簧，7.上腔室彈簧，8.反扣螺母，9.連接頭，10.接箍，11.螺母套筒，12.加力杠，13.臺肩通孔；
[0035]1.套管，I1.油管，II1.抽油桿柱，IV.機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，V.滑桿，
V1.柱塞，νπ.泵筒，VDK中和點?！揪唧w實施方式】
[0036]本實用新型實例是一款安裝在抽油機井有桿泵機械采油桿柱上，用于桿柱防偏磨的裝置，將桿柱在上下沖程中沿直線上下相反方向的拉-壓交變力，利用純機械機構(gòu)轉(zhuǎn)化為迫使旋轉(zhuǎn)體做定向旋轉(zhuǎn)運動的單向圓周力。
[0037]圖1所示為本實用新型一實施例的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的平面剖視圖。機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器包括旋轉(zhuǎn)體1、驅(qū)動件2、滑塊銷釘3、彈簧墊片4-1、彈簧墊片4-2、彈簧墊片4-3、彈簧支承片5、下腔室彈簧6、上腔室彈簧7、反扣螺母8、連接頭9以及接箍10。除滑塊銷釘3外，其余零部件均為同軸裝配。其中，旋轉(zhuǎn)體I包括有軌道槽1-1。在一個實施例中該軌道槽1-1是在圓柱形的旋轉(zhuǎn)體I上銑削加工而成。滑塊銷釘3可以固定在驅(qū)動件2上，并且滑塊銷釘3可以在軌道槽1-1中滑動，當滑塊銷釘3隨著驅(qū)動件2軸向往復(fù)運動(即上下運動)時，滑塊銷釘3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體I沿與軸向垂直的圓周方向(即俯視順時針旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)。因為要將桿柱在上下沖程中沿直線上下相反方向的拉-壓交變力轉(zhuǎn)化為迫使旋轉(zhuǎn)體做定向旋轉(zhuǎn)運動的單向圓周力，所以，柱塞旋轉(zhuǎn)器需要安裝在桿柱的中和點以下位置。本實用新型實例安裝在滑桿頂端。旋轉(zhuǎn)體I下端與滑桿(在圖9中示出)采用螺紋連接，驅(qū)動件2上端與連接頭9采用螺紋連接，連接頭9與接箍10采用螺紋連接，接箍10與滑桿以上的抽油桿柱(在圖9中示出)采用螺紋連接。
[0038]旋轉(zhuǎn)體I下端為抽油桿連接頭，連接滑桿；旋轉(zhuǎn)體上端為拉桿1-2。拉桿1-2依次穿過彈簧墊片4-1，下腔室彈簧6，彈簧墊片4-2，驅(qū)動件2中部的臺肩通孔13，彈簧墊片4-3，上腔室彈簧7，彈簧支承片5。拉桿1-2頂部為反扣螺紋，安裝兩個反扣螺母8，其中一個反扣螺母8作為背帽；旋轉(zhuǎn)體中部為桿體連續(xù)軌道槽1-1，軌道槽1-1至少為2條，該實例為5條。軌道槽1-1分上行軌道槽和下行軌道槽2組，將軌道槽1-1展開來看，上下行軌道槽的結(jié)構(gòu)為沿水平方向上平移一定距離后的鏡像對稱結(jié)構(gòu)。換句話說，上、下軌道槽輪廓相同，且在所述圓周方向上錯開設(shè)定角度。軌道槽1-1的工作面為上下2組斜向一側(cè)傾斜的斜面，水平方向上與此斜面相對的是豎直面，軌道槽1-1的上下死點利用圓弧面對斜面與豎直面進行過渡。
[0039]圖2為本實用新型一實施例的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的立體剖視圖。圖3為本實用新型一實施例的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)體I的立體圖。
[0040]圖4為本實用新型一實施例的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的驅(qū)動件2的平面剖視圖。圖5為本實用新型一實施例的圖4的A-A斷面圖。圖6為本實用新型一實施例的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的驅(qū)動件2的立體透視圖。驅(qū)動件2分為同軸線的上下兩個腔室。下腔室設(shè)置有滑塊銷釘孔2-1。滑塊銷釘孔2-1的孔數(shù)可以為I孔，也可以與軌道槽1-1的條數(shù)對應(yīng)相等，即至少為2孔，該實例為5孔，當孔數(shù)大于I時，要求沿下腔室周向均布；滑塊銷釘孔2-1的下側(cè)設(shè)置有下腔室呼吸孔2-2，上側(cè)設(shè)置有下腔室呼吸孔2-3和2-4，下腔室呼吸孔2-2、2-3、2-4沿下腔室周向依次向右偏轉(zhuǎn)一定角度，沿下腔室軸向依次向上偏移一定距離，沿下腔室軸向斜向下一定角度將下腔室側(cè)壁貫穿，同時沿下腔室徑向?qū)ΨQ分布；上下腔室被臺肩通孔13貫穿，臺肩通孔13的內(nèi)徑比拉桿1-2的外徑稍大，這樣，就保證了拉桿1-2能夠在臺肩通孔中自由跳動和轉(zhuǎn)動；上腔室底平面外圓設(shè)置有上腔室呼吸孔2-5，上腔室呼吸孔2-5沿上腔室軸向斜向下一定角度將上腔室側(cè)壁貫穿，同時沿上腔室徑向?qū)ΨQ分布；上腔室頂部與連接頭9采用螺紋連接。下腔室彈簧6與上腔室彈簧7均為錐簧，且小頭均朝上。
[0041]彈簧墊片4-1、4-2、4_3和彈簧支承片5的內(nèi)徑比拉桿1_2的外徑稍大，其中，彈簧支承片5的內(nèi)徑比反扣螺母8的最大外徑小，彈簧墊片4-1和4-2的外徑比驅(qū)動件2的下腔室內(nèi)徑稍小，彈簧墊片4-3和彈簧支承片5的外徑比驅(qū)動件2的上腔室內(nèi)徑稍小，這樣，就保證了彈簧墊片4-1、4-2、4-3和彈簧支承片5能夠在拉桿1-2上自由跳動和轉(zhuǎn)動。
[0042]滑塊銷釘3的個數(shù)與驅(qū)動件2上的滑塊銷釘孔2-1的孔數(shù)對應(yīng)相等，安裝時，先將彈簧墊片4-1、彈簧墊片4-2、下腔室彈簧6和旋轉(zhuǎn)體I串接好插入驅(qū)動件2的下腔室中，再將滑塊銷釘3穿過滑塊銷釘孔2-1并對應(yīng)插入任意一條軌道槽1-1內(nèi)，然后在保證滑塊銷釘3不頂死軌道槽1-1的余量間隙下，將滑塊銷釘3與滑塊銷釘孔2-1通過螺紋上緊，最后將滑塊銷釘3的外端面與驅(qū)動件2焊死，并將焊接面打磨光滑，使打磨后的表面直徑與驅(qū)動件2的最大外徑保持一致。旋轉(zhuǎn)體1、驅(qū)動件2、連接頭9和接箍10的最大外徑相同，均不超過I英寸規(guī)格的抽油桿接箍的最大外徑。
[0043]圖7為本實用新型一實施例的反扣螺母8安裝立體圖。圖8為本實用新型一實施例的反扣螺母8專用扳手的立體透視圖。本實用新型實例中，安裝反扣螺母8時需要使用專用扳手。如圖7所示專用扳手由螺母套筒11和加力杠12組成，將彈簧墊片4-3、上腔室彈簧7和彈簧支承片5在拉桿1-2上套裝好后，用專用扳手將2個反扣螺母8依次與拉桿1-2上緊。
[0044]圖9為本實用新型一實施例的抽油桿柱上沖程示意圖。圖10為本實用新型一實施例的抽油桿柱下沖程示意圖。圖11為本實用新型一實施例剖視后的工作過程及原理示意圖。A狀態(tài)表示滑塊銷釘3到達1#下軌道槽下死點，B狀態(tài)表示滑塊銷釘3開始進入1#上軌道槽，C狀態(tài)表示滑塊銷釘3滑入1#上軌道槽，D狀態(tài)表示滑塊銷釘3到達1#上軌道槽上死點，E狀態(tài)表示滑塊銷釘3開始進入2#下軌道槽，F(xiàn)狀態(tài)表示滑塊銷釘3滑入2#下軌道槽，G狀態(tài)表示滑塊銷釘3到達2#下軌道槽下死點。當滑塊銷釘3在軌道槽1-1中往復(fù)運動時，由于滑塊銷釘3被固定在驅(qū)動件2上，不做圓周方向的轉(zhuǎn)動，滑塊銷釘3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體做順時針方向運動。
[0045]在驅(qū)動件2上沖程中，滑塊銷釘3運動至上死點時，將軌道槽1-1展開來看，滑塊銷釘3外圓輪廓線最上切點相對于軌道槽1-1最上切點向下偏移一定距離，這樣就保證滑塊銷釘3不會與軌道槽1-1的上圓弧面接觸，而是會留有一個間隙距離，此時，旋轉(zhuǎn)體I所承受的拉力全部被壓縮后的上腔室彈簧7承受；同理，在驅(qū)動件2下沖程中，滑塊銷釘3運動至下死點時，將軌道槽1-1展開來看，滑塊銷釘3外圓輪廓線最下切點相對于軌道槽1-1最下切點向上偏移一定距離，這樣就保證滑塊銷釘3不會與軌道槽1-1的下圓弧面接觸，而是會留有一個間隙距離，此時，驅(qū)動件2的下端面將抵到旋轉(zhuǎn)體I的臺肩面1-3上，下腔室彈簧6也同步被壓縮。這種設(shè)計，滑塊銷釘3在軌道槽1-1的上下死點不會承受最大的剪切力，而上下腔室彈簧也起到了緩沖的作用，避免了各連接件的剛性沖擊，延長了整個裝置的使用壽命。
[0046]在本實用新型實例的設(shè)計中，當滑塊銷釘3上行或下行至軌道槽1-1的上軌道槽與下軌道槽的接合處，即軌道槽1-1軸向上的垂直中分橫截面時，上下腔室彈簧都處于自然長度狀態(tài)，即彈簧支承片5的上平面與反扣螺母8的下平面分離，彈簧墊片4-2的上平面與驅(qū)動件2的下腔室頂平面分離。
[0047]將軌道槽1-1展開來看，當滑塊銷釘3處于軌道槽1-1下死點時，滑塊銷釘3的外圓輪廓線最左切點相對軌道槽1-1上拐點向右偏移一定距離，當滑塊銷釘3處于軌道槽1-1上死點時，滑塊銷釘3的外圓輪廓線最左切點相對軌道槽1-1下拐點向右偏移一定距離。在驅(qū)動件2上沖程中，可以保證滑塊銷釘3能夠準確順利地由其所在1#下軌道槽1-1滑入豎直方向上與該軌道槽1-1相對的1#上軌道槽1-1 ;同理，在驅(qū)動件2下沖程中，可以保證滑塊銷釘3能夠準確順利地由其所在1#上軌道槽1-1滑入豎直方向上與該軌道槽1-1相對的2#下軌道槽1-1。由于與滑塊銷釘3相切的運動面，即軌道槽1-1的工作面為上下2組斜向一側(cè)傾斜的斜面，而滑塊銷釘3隨驅(qū)動件2理論上不做圓周旋轉(zhuǎn)運動(實際上由于整體細長抽油桿柱存在一定的柔性，驅(qū)動件2在上下沖程中會有微量扭轉(zhuǎn)運動)，所以在上下沖程中，滑塊銷釘3將迫使旋轉(zhuǎn)體I始終做俯視順時針轉(zhuǎn)動，相應(yīng)地，滑桿與柱塞在旋轉(zhuǎn)體I的驅(qū)動扭力下將同步做俯視順時針轉(zhuǎn)動，這種設(shè)計，就起到了防止柱塞與滑桿偏磨的作用。同時，由于滑桿與柱塞的旋轉(zhuǎn)運動以及上部連接的抽油桿柱的旋轉(zhuǎn)趨勢都是朝著各自螺紋扭緊的方向，所以，也起到了整個抽油桿柱防脫扣的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，其特征在于包括:旋轉(zhuǎn)體(I)、驅(qū)動件(2)和滑塊銷釘(3)，其中，所述旋轉(zhuǎn)體(I)和所述驅(qū)動件(2)同軸裝配，所述旋轉(zhuǎn)體(I)包括有軌道槽(1-1)，所述滑塊銷釘(3)固定在所述驅(qū)動件(2)上，并且所述滑塊銷釘(3)可以在旋轉(zhuǎn)體(I)上的軌道槽(1-1)中滑動，當所述滑塊銷釘(3)隨著所述驅(qū)動件(2)軸向往復(fù)運動時，所述滑塊銷釘(3)驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)體(I)沿與軸向垂直的圓周方向旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述驅(qū)動件(2)套裝在所述旋轉(zhuǎn)體(I)外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述驅(qū)動件(2)包括有上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室之間由臺肩通孔(13)連通，所述上腔室設(shè)置有上腔室彈簧(7)，所述下腔室設(shè)置有下腔室彈簧(6)，所述旋轉(zhuǎn)體(I)包括有拉桿(1-2)，所述拉桿(1-2)依次穿過所述下腔室彈簧(6)、臺肩通孔(13)和上腔室彈簧(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述軌道槽(1-1)包括有上軌道槽和下軌道槽，當所述滑塊銷釘(3)隨著所述驅(qū)動件(2)軸向往復(fù)運動時，所述滑塊銷釘(3)交替在所述上、下軌道槽中滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述上、下軌道槽輪廓相同，且在所述圓周方向上錯開設(shè)定角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述上、下軌道槽分別由豎直面、傾斜面和圓弧過渡面組成，其中所述豎直面與所述傾斜面之間由所述圓弧過渡面連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述上、下軌道槽分別為鋸齒狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，其特征在于:所述機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器還包括設(shè)置在所述下腔室彈簧(6)兩端的第一彈簧墊片(4-1)和第二彈簧墊片(4-2),以及設(shè)置在上腔室彈簧(7)兩端的第三彈簧墊片(4-3)和彈簧支承片(5)，所述拉桿(1-2)的末端安裝有反扣螺母(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，其特征在于:所述驅(qū)動件(2)上設(shè)置有呼吸孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械強扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述上腔室彈簧(7)和所述下腔室彈簧(6)均為錐簧。
【文檔編號】F04B53/14GK203516078SQ201320579028
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】鄭瑞波, 夏志剛, 劉培厚, 張煒, 賀春, 謝義華, 鄧衛(wèi)東, 易湘粵 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化江漢油田分公司江漢采油廠