一種機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，包括：旋轉(zhuǎn)體、驅(qū)動(dòng)件和滑塊銷釘，其中，所述旋轉(zhuǎn)體和所述驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)，當(dāng)所述滑塊銷釘隨著所述驅(qū)動(dòng)件軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述滑塊銷釘驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)體沿與軸向垂直的圓周方向旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型通用性強(qiáng)，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(hào)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(dá)到防止滑桿及柱塞偏磨，延長(zhǎng)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(shuō)明】一種機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油工業(yè)中抽油機(jī)井有桿泵機(jī)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(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在抽油機(jī)工作過(guò)程中，上沖程時(shí)整個(gè)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(diǎn)承受拉力最大。下沖程時(shí)由于桿柱受與運(yùn)動(dòng)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(dāng)下部桿柱重力無(wú)法抵消向上的阻力時(shí)，桿柱上將產(chǎn)生中和點(diǎn)，桿柱在該點(diǎn)處軸向力為零，中和點(diǎn)以上部分桿柱承受拉力，中和點(diǎn)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(diǎn)承受拉力最大。中和點(diǎn)的存在，尤其是在斜井、深井中，使得中和點(diǎn)以下部分抽油桿柱，即中和點(diǎn)位置至柱塞長(zhǎng)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(huì)導(dǎo)致抽油桿在接箍處發(fā)生斷脫，而且也會(huì)使偏磨桿柱對(duì)應(yīng)位置的油管發(fā)生磨損漏失。
[0003]再者，對(duì)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(guò)程中要隨柱塞進(jìn)入泵筒內(nèi)，其外徑一般較細(xì)，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(duì)機(jī)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(diǎn)或中和點(diǎn)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(shí)芯鋼制抽油桿或較大密度金屬抽油桿，并在適當(dāng)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(guò)流、泵型結(jié)構(gòu)的限制，滑桿相對(duì)其上部的加重桿外徑較細(xì)、剛度較弱，且不能安裝抽油桿扶正器，又由于下沖程時(shí)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(zhǎng)也會(huì)引起其與柱塞上凡爾罩螺紋連接的松動(dòng)，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(duì)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(diǎn)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(duì)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(shí)受力惡化，加大柱塞上凡爾罩向一側(cè)彎曲變形的趨勢(shì)。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(duì)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(qiáng)度相對(duì)較弱的上凡爾罩上。柱塞的單邊偏磨不僅會(huì)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(lái)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(hù)作業(yè)總井次的較大比重，而統(tǒng)計(jì)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?jǐn)嗫谔幖捌涓浇袊?yán)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??；另一方面是，下沖程時(shí)柱塞上凡爾罩受滑桿壓力向一側(cè)微彎曲，而上沖程時(shí)受滑桿拉力又向反方向伸直或呈反方向微彎曲趨勢(shì)，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(kuò)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(diǎn)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?yè)u桿上，一端連接在抽油機(jī)驢頭上的鏈條傳遞動(dòng)力，依靠驢頭運(yùn)動(dòng)至下死點(diǎn)時(shí)拉緊鏈條并掰動(dòng)搖桿，進(jìn)而靠搖桿聯(lián)動(dòng)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(gè)抽油桿柱旋轉(zhuǎn)一定角度，達(dá)到抽油桿柱整體防偏磨的效果。但是，由于抽油機(jī)井懸點(diǎn)負(fù)荷一般較大，實(shí)際生產(chǎn)中，最高可超過(guò)120kN，而且，斜井、大斜度井，甚至是水平井越來(lái)越多。而從抽油桿旋轉(zhuǎn)器的實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，其對(duì)懸點(diǎn)負(fù)荷在SOkN以下，且抽油桿柱所處井段最大井斜不超過(guò)30°的油井效果較明顯，即該種抽油桿旋轉(zhuǎn)器無(wú)法滿足懸點(diǎn)負(fù)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(kāi)發(fā)的油田隨著深抽挖潛、強(qiáng)采提液的需要，斜井、深井、超深井等高懸點(diǎn)負(fù)荷油井所占的比例越來(lái)越大。這類油井由于泵深較深、井斜較大，中和點(diǎn)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(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種機(jī)械強(qiáng)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(hào)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(zhǎng)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(zhǎng)油井免修期，提高油田開(kāi)發(fā)效益。
[0007]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，包括:旋轉(zhuǎn)體、驅(qū)動(dòng)件和滑塊銷釘，其中，所述旋轉(zhuǎn)體和所述驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)，當(dāng)所述滑塊銷釘隨著所述驅(qū)動(dòng)件軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述滑塊銷釘驅(qū)動(dòng)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(dòng)件套裝在所述旋轉(zhuǎn)體外。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)件包括有上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室之間由臺(tái)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(guò)所述下腔室彈簧、臺(tái)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(dāng)所述滑塊銷釘隨著所述驅(qū)動(dòng)件軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述滑塊銷釘交替在所述上、下軌道槽中滑動(dòng)。
[0012]所述上、下軌道槽輪廓相同，且在所述圓周方向上錯(cuò)開(kāi)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(guò)渡面組成。
[0014]所述上、下軌道槽分別為鋸齒狀。
[0015]所述機(jī)械強(qiáng)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(dòng)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(shí)用新型的有益效果為:
[0019]1、本實(shí)用新型通用性強(qiáng)，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(hào)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(dá)到防止滑桿及柱塞偏磨，延長(zhǎng)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(jìn)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(cuò)分布的幾組呼吸孔中總會(huì)有正對(duì)旋轉(zhuǎn)體軌道槽的呼吸孔，可以及時(shí)排除軌道槽內(nèi)的砂粒，達(dá)到防止旋轉(zhuǎn)體砂卡的效果。
[0021]3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理，經(jīng)過(guò)特殊熱處理的旋轉(zhuǎn)體軌道槽與滑塊銷釘均具有較強(qiáng)的耐磨性，而且，滑塊銷釘在軌道槽上下死點(diǎn)時(shí)不承受最大剪切力，同時(shí)，由于緩沖彈簧的支承作用，避免了各連接件的剛性沖擊，達(dá)到了延長(zhǎng)了整個(gè)裝置使用壽命的效
果O
[0022]4、基于本實(shí)用新型原理，調(diào)整設(shè)計(jì)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(shí)用新型的其它實(shí)例也可以安裝于抽油桿柱的中和點(diǎn)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(dá)到延長(zhǎng)油井免修期的效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的平面剖視圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的立體剖視圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)體的立體圖。
[0026]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的固定體的平面剖視圖。
[0027]圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖4的A-A斷面圖。
[0028]圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例的固定體的立體透視圖。
[0029]圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施例的反扣螺母安裝立體圖。
[0030]圖8為本實(shí)用新型一實(shí)施例的反扣螺母專用扳手的立體透視圖。
[0031]圖9為本實(shí)用新型一實(shí)施例的抽油桿柱上沖程示意圖。
[0032]圖10為本實(shí)用新型一實(shí)施例的抽油桿柱下沖程示意圖。
[0033]圖11為本實(shí)用新型一實(shí)施例剖視后的工作過(guò)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(tái)肩面，2.驅(qū)動(dòng)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(tái)肩通孔；
[0035]1.套管，I1.油管，II1.抽油桿柱，IV.機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，V.滑桿，
V1.柱塞，νπ.泵筒，VDK中和點(diǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]本實(shí)用新型實(shí)例是一款安裝在抽油機(jī)井有桿泵機(jī)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(jī)械機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為迫使旋轉(zhuǎn)體做定向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的單向圓周力。
[0037]圖1所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的平面剖視圖。機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器包括旋轉(zhuǎn)體1、驅(qū)動(dòng)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(gè)實(shí)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?；瑝K銷釘3可以固定在驅(qū)動(dòng)件2上，并且滑塊銷釘3可以在軌道槽1-1中滑動(dòng)，當(dāng)滑塊銷釘3隨著驅(qū)動(dòng)件2軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即上下運(yùn)動(dòng))時(shí)，滑塊銷釘3驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體I沿與軸向垂直的圓周方向(即俯視順時(shí)針旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)。因?yàn)橐獙U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(yùn)動(dòng)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(diǎn)以下位置。本實(shí)用新型實(shí)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(dòng)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(guò)彈簧墊片4-1，下腔室彈簧6，彈簧墊片4-2，驅(qū)動(dòng)件2中部的臺(tái)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(gè)反扣螺母8，其中一個(gè)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(shí)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(kāi)來(lái)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(duì)稱結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，上、下軌道槽輪廓相同，且在所述圓周方向上錯(cuò)開(kāi)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(duì)的是豎直面，軌道槽1-1的上下死點(diǎn)利用圓弧面對(duì)斜面與豎直面進(jìn)行過(guò)渡。
[0039]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的立體剖視圖。圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)體I的立體圖。
[0040]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)件2的平面剖視圖。圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖4的A-A斷面圖。圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)件2的立體透視圖。驅(qū)動(dòng)件2分為同軸線的上下兩個(gè)腔室。下腔室設(shè)置有滑塊銷釘孔2-1?；瑝K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(duì)應(yīng)相等，即至少為2孔，該實(shí)例為5孔，當(dāng)孔數(shù)大于I時(shí)，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(shí)沿下腔室徑向?qū)ΨQ分布；上下腔室被臺(tái)肩通孔13貫穿，臺(tái)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(tái)肩通孔中自由跳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)；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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0042]滑塊銷釘3的個(gè)數(shù)與驅(qū)動(dòng)件2上的滑塊銷釘孔2-1的孔數(shù)對(duì)應(yīng)相等，安裝時(shí)，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(dòng)件2的下腔室中，再將滑塊銷釘3穿過(guò)滑塊銷釘孔2-1并對(duì)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(guò)螺紋上緊，最后將滑塊銷釘3的外端面與驅(qū)動(dòng)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(dòng)件2的最大外徑保持一致。旋轉(zhuǎn)體1、驅(qū)動(dòng)件2、連接頭9和接箍10的最大外徑相同，均不超過(guò)I英寸規(guī)格的抽油桿接箍的最大外徑。
[0043]圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施例的反扣螺母8安裝立體圖。圖8為本實(shí)用新型一實(shí)施例的反扣螺母8專用扳手的立體透視圖。本實(shí)用新型實(shí)例中，安裝反扣螺母8時(shí)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(gè)反扣螺母8依次與拉桿1-2上緊。
[0044]圖9為本實(shí)用新型一實(shí)施例的抽油桿柱上沖程示意圖。圖10為本實(shí)用新型一實(shí)施例的抽油桿柱下沖程示意圖。圖11為本實(shí)用新型一實(shí)施例剖視后的工作過(guò)程及原理示意圖。A狀態(tài)表示滑塊銷釘3到達(dá)1#下軌道槽下死點(diǎn)，B狀態(tài)表示滑塊銷釘3開(kāi)始進(jìn)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(dá)1#上軌道槽上死點(diǎn)，E狀態(tài)表示滑塊銷釘3開(kāi)始進(jìn)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(dá)2#下軌道槽下死點(diǎn)。當(dāng)滑塊銷釘3在軌道槽1-1中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于滑塊銷釘3被固定在驅(qū)動(dòng)件2上，不做圓周方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊銷釘3驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體做順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。
[0045]在驅(qū)動(dòng)件2上沖程中，滑塊銷釘3運(yùn)動(dòng)至上死點(diǎn)時(shí)，將軌道槽1-1展開(kāi)來(lái)看，滑塊銷釘3外圓輪廓線最上切點(diǎn)相對(duì)于軌道槽1-1最上切點(diǎn)向下偏移一定距離，這樣就保證滑塊銷釘3不會(huì)與軌道槽1-1的上圓弧面接觸，而是會(huì)留有一個(gè)間隙距離，此時(shí)，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(dòng)件2下沖程中，滑塊銷釘3運(yùn)動(dòng)至下死點(diǎn)時(shí)，將軌道槽1-1展開(kāi)來(lái)看，滑塊銷釘3外圓輪廓線最下切點(diǎn)相對(duì)于軌道槽1-1最下切點(diǎn)向上偏移一定距離，這樣就保證滑塊銷釘3不會(huì)與軌道槽1-1的下圓弧面接觸，而是會(huì)留有一個(gè)間隙距離，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)件2的下端面將抵到旋轉(zhuǎn)體I的臺(tái)肩面1-3上，下腔室彈簧6也同步被壓縮。這種設(shè)計(jì)，滑塊銷釘3在軌道槽1-1的上下死點(diǎn)不會(huì)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(zhǎng)了整個(gè)裝置的使用壽命。
[0046]在本實(shí)用新型實(shí)例的設(shè)計(jì)中，當(dāng)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(shí)，上下腔室彈簧都處于自然長(zhǎng)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(dòng)件2的下腔室頂平面分離。
[0047]將軌道槽1-1展開(kāi)來(lái)看，當(dāng)滑塊銷釘3處于軌道槽1-1下死點(diǎn)時(shí)，滑塊銷釘3的外圓輪廓線最左切點(diǎn)相對(duì)軌道槽1-1上拐點(diǎn)向右偏移一定距離，當(dāng)滑塊銷釘3處于軌道槽1-1上死點(diǎn)時(shí)，滑塊銷釘3的外圓輪廓線最左切點(diǎn)相對(duì)軌道槽1-1下拐點(diǎn)向右偏移一定距離。在驅(qū)動(dòng)件2上沖程中，可以保證滑塊銷釘3能夠準(zhǔn)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(duì)的1#上軌道槽1-1 ;同理，在驅(qū)動(dòng)件2下沖程中，可以保證滑塊銷釘3能夠準(zhǔn)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(duì)的2#下軌道槽1-1。由于與滑塊銷釘3相切的運(yùn)動(dòng)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(dòng)件2理論上不做圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(實(shí)際上由于整體細(xì)長(zhǎng)抽油桿柱存在一定的柔性，驅(qū)動(dòng)件2在上下沖程中會(huì)有微量扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，相應(yīng)地，滑桿與柱塞在旋轉(zhuǎn)體I的驅(qū)動(dòng)扭力下將同步做俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)，就起到了防止柱塞與滑桿偏磨的作用。同時(shí)，由于滑桿與柱塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及上部連接的抽油桿柱的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)都是朝著各自螺紋扭緊的方向，所以，也起到了整個(gè)抽油桿柱防脫扣的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，其特征在于包括:旋轉(zhuǎn)體(I)、驅(qū)動(dòng)件(2)和滑塊銷釘(3)，其中，所述旋轉(zhuǎn)體(I)和所述驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)，當(dāng)所述滑塊銷釘(3)隨著所述驅(qū)動(dòng)件(2)軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述滑塊銷釘(3)驅(qū)動(dòng)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(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述驅(qū)動(dòng)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(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，所述驅(qū)動(dòng)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(tái)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(guò)所述下腔室彈簧(6)、臺(tái)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(jī)械強(qiáng)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(dāng)所述滑塊銷釘(3)隨著所述驅(qū)動(dòng)件(2)軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述滑塊銷釘(3)交替在所述上、下軌道槽中滑動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械強(qiáng)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(cuò)開(kāi)設(shè)定角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械強(qiáng)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(guò)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(guò)渡面連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，其特征在于:所述機(jī)械強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)扭式柱塞旋轉(zhuǎn)器，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)件(2)上設(shè)置有呼吸孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械強(qiáng)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(hào)】F04B53/14GK203516078SQ201320579028
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化江漢油田分公司江漢采油廠