專利名稱：防止抽油井桿斷、脫的保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油田抽油井桿的工裝組配件，特別涉及一種防止抽油井桿斷、脫的保護器。
背景技術：
在油田采油過程中，用抽油機(俗稱磕頭機)以卡箍卡住抽油井桿的頂端，在抽油井桿的下端連接有抽油活塞裝置，使它們深插在地下的油井孔內，由抽油機帶動使抽油井桿上的抽油活塞不斷地上、下運動，實現(xiàn)從地下抽出石油；由于油井一般很深，必須用若干根長約6米的單個井桿來連接，方可得到與油井深度相同尺寸的抽油井桿；在單根井桿的一端有外螺紋，另一端有內螺紋，根據(jù)油井深度選定單根井桿數(shù)量，以在第一根的內螺紋內連接次一根的外螺紋的連接方式構成與油井深度尺寸相同的抽油井桿。當抽油井桿向上運動時，需要承受抽油井桿數(shù)總重量的重力。而向下運動時，承受的力量很少，這樣就使抽油井桿的螺紋連接處，受交變應力以及震動的影響，易于松脫(松扣)，既不利于操作，又導致井桿的斷裂，甚至有時使插在地下的抽油井桿斷裂，而無法拔出，須打撈，但打撈費用相當昂貴；由于抽油井桿下端的抽油活塞，是抽油機帶動作上、下運動，抽油井桿不能轉動，因此，使活塞在活塞套內的運動摩擦固定在活塞套內的同一位置，減少活塞磨損，增加活塞的使用壽命。
發(fā)明內容
本實用新型目的是為了避免上述技術中存在的缺陷和不足之處，而提供既能防止井桿松脫、斷裂又能減少活塞磨損的一種防止抽油井桿斷、脫的保護器。
本實用新型的目的是以如下技術方案實現(xiàn)的防止抽油井桿斷、脫的保護器，包括抽油井桿及其裝于井桿頂端的卡箍，其特征在于在卡箍下面的抽油井桿套裝轉動裝置，其轉動裝置包括上、下殼組成的殼體內，自上而下，依序裝轉盤，在轉盤最大外徑面處裝蝸輪，與蝸輪相嚙合的蝸桿，在與轉盤相接的蝸輪內孔面上均布棘齒，與該棘齒相對應，在與蝸輪相接的轉盤圓周面內對稱設有與棘齒相嚙合的棘爪組件，在蝸桿的前、后段上分別設有棘齒，與后段上的棘齒相對應，設有由棘爪座、帶棘爪的套、壓縮彈簧組成的，能上、下擺動的棘爪組件，在棘爪座的上、下圓周面端分別裝運浮動頂套組件、帶凸塊的頂軸，在蝸桿的前段上設有棘齒，與該棘齒相對應設有鎖定蝸桿轉動的棘爪組件，在轉盤下面連接與其同心的蝶簧定芯座，在定芯座的外圓上裝蝶簧，蝶簧下端置有蝶簧墊，且使蝶簧墊與下殼內底間留有間距，在轉盤與蝶簧定芯座的最大外圓的端面間置有推力球軸承，在推力球軸承與帶凸塊的頂軸間設有杠桿機構。蝸桿機構是由杠桿、軸、杠桿座組成。在卡箍下面的抽油井桿上套裝有轉動裝置，就是使卡箍的下端壓裝在轉盤頂面上、轉盤的水平轉動方向，也包括蝸輪副的轉動方向，主要取決于井油桿螺紋連接的方向。一般常用左旋螺旋，此時，轉盤、蝸輪副水平轉動按順時針轉動設計，反之，按逆時針方向設計，所述的在轉盤圓周面內對稱設有的棘爪組件，它由帶棘爪的套、彈簧組成，在轉盤上開孔，在孔內裝有彈簧、活動裝入孔內，且使棘爪套上的棘爪與棘齒嚙合；所述的在蝸桿后段設有的上、下擺動棘爪組件，由棘爪座、帶棘爪的套、彈簧組成，且在棘爪座的上圓周面上端與浮動頂套組件相觸，浮動頂套組件由下端帶凸起頂塊的頂套和在頂套內裝壓縮彈簧組成，于蝸桿左側的上殼體上開孔，將頂套裝入其內，可自由滑動，使頂套上的凸塊與棘爪座的圓周面上端相觸，相對應地在棘爪座圓周面下端與頂軸上的凸塊相觸，頂軸裝在上殼體的孔內，可自由滑動，且使下端露出與杠桿的一端相觸。當抽油井桿間的連接采用左旋螺紋連接時，抽油機帶動抽油井桿向上提時，轉盤就受到很大的向下重力的阻止，導致轉盤壓向蝶簧定芯座上的蝶簧、蝶簧得以受壓由凸變平向下移動，此時，使觸于推力球軸承下端的杠桿端也向下移動，而杠桿的另一端受力點支配，向上推動頂軸向上移動，從而使棘爪座向上擺，此時棘爪套內的彈簧受壓，而使蝸桿得以轉動，蝸桿轉動的角位移，正好是蝸桿后段上的棘齒順時針方向轉一個棘齒；同時，由于蝸桿的轉動，蝸輪產生同樣的角位移，使蝸輪的棘齒向前轉過一個棘齒；當抽油井桿向下滑時，此時，受重力向下的作用，轉盤承載重力很小，蝶簧不受壓而使由平復原成凸形，推力球軸承下端的杠桿端不受力，而杠桿的另一端的受棘爪套上端頂套壓縮彈簧作用，使棘爪座向下擺，推動頂軸向下移動；但裝在蝸桿前段上的棘爪鎖定組件已將蝸桿鎖定，不能按逆時針方向轉動，因此，蝸桿、蝸輪順時針方向轉動的角位移，又使蝸輪中的棘齒順時針方向向前轉過一個棘齒，即抽油井桿上提、下滑過程中，蝸輪傳動的角位移，等于棘輪向前轉動一個棘齒；所述蝸桿前段上的鎖定蝸桿轉動的棘爪組件，由帶棘爪的套和棘爪座組成。這樣一來，通過抽油井桿不斷的往、復上、下運動，轉動盤不斷的按順時針方向轉動，以致使在已有技術中抽油井桿螺紋連接處所受到的交變應力和震動的作用均轉嫁在轉盤上，同時又由于轉盤的順時針方向轉動，使處于轉動裝置內的抽油井桿的螺紋連接處時時受到扭緊的力量，而不能松、脫，同時，也由于轉盤的轉動，使抽油井桿下端的活塞在活塞套內不時地變換摩擦位置，而減少磨損，從而實現(xiàn)本實用新型的目的。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型既能防止抽油井桿在正常工作中的松脫與斷裂，而且又能減少活塞裝置的磨損，增加活塞使用壽命，且使用安全、操作方便。
本實用新型共有二幅附圖，其中附圖1是本實用新型實施例之一的主視構造示意圖。
附圖2是圖1的俯視圖。
圖中1、上殼 2、彈簧 3、棘爪座 4、棘爪 5、蝸桿6、棘爪座 7、帶棘爪的套 8、下殼 9、蝶簧墊 10、蝶簧定芯座11、蝶簧 12、推力球軸承 13、蝸輪 14、轉盤 15、壓縮彈簧16、軸承套 17、帶凸塊的頂套 18、杠桿 19、軸 20、杠桿座21、帶凸塊的頂軸 22、卡箍 23、彈簧 24、帶棘爪的套25、抽油井桿 26、彈簧具體實施方式
在圖1、2所示的實施例之一中，其抽油井桿25間采用左旋螺紋連接，轉盤14按順時針方向轉動，在上殼1、下殼8構成的殼體內，自上至下，依序裝轉盤14，蝸輪13、蝸桿5、蝶簧定芯座8，蝶簧11、蝶簧墊9，蝶簧墊9與下殼8的內底間留有5～7mm間距，在轉盤14與定芯座8的最大外徑的端面間裝軸承套16，推力球軸承12，在蝸輪13的內孔面上布棘齒，與棘齒相對應，在轉盤14的圓周面內，對稱裝帶棘爪的套24、彈簧23組成的棘爪組件，與蝸桿5前、后段上的棘齒相對應，分別裝由棘爪座6，帶棘爪的套7，彈簧15組成的上、下擺動棘爪組件，由棘爪座3、彈簧2、棘爪4組成的鎖定蝸桿轉動的棘爪組件，于棘爪座6的圓周面上端與由帶凸塊的頂套17，彈簧26組成的浮動頂套組件相觸，在棘爪座6圓周面下端與帶凸塊的頂軸21相觸；在蝸桿5下方的下殼體8的內壁上以軸19在杠桿座20上裝杠桿18，使杠桿18的一端與推力球軸承12的下端相觸，另一端與帶凸塊的頂軸21的底端相觸；在抽油井桿25上提、下滑過程中，蝸輪傳動的角位移為0.3°，等于棘輪向前轉過一個棘齒。
本實用新型的實施例之二，是抽油井桿間采用右旋螺紋連接，此時轉盤14、蝸輪13、蝸桿5的轉動方向應為逆時針方向，其余與實施例之一相同。
權利要求1.一種防止抽油井桿斷、脫的保護器，包括抽油井桿(25)、及在井桿(25)頂端裝有的卡箍(22)，其特征在于在卡箍(22)下面的抽油井桿(25)上套裝轉動裝置，其轉動裝置包括上、下殼(17)、(18)組成的殼體內，自上而下依序裝轉盤(14)、在轉盤(14)的最大外徑面處裝蝸輪(13)，與蝸輪(13)相嚙合的蝸桿(5)，在與轉盤(14)相接的蝸輪(13)孔面上均布棘齒，與該棘齒相對應，在與蝸輪(13)相接的轉盤(14)的圓周面內對稱設有與棘齒相嚙合的棘爪組件；在蝸桿(5)的前、后段上分別設有棘齒，與后段上的棘齒相對應，裝由棘爪座(6)，帶棘爪的套(7)、壓縮彈簧(15)組成的上、下擺動的棘爪組件，在棘爪座(6)的上、下圓周面端分別裝有浮動頂套組件、帶凸塊的頂軸(21)，與蝸桿(5)前段上的棘齒相對應，裝鎖定蝸桿轉動的棘爪組件，在轉盤(14)下面連接與其同心的蝶簧定芯座(10)，在定芯座(10)的外圓上裝蝶簧(11)，蝶簧(11)下端置有蝶簧墊(9)，且使蝶簧墊(9)與下殼(8)的內底間留有間距，在轉盤(14)與蝶簧定芯座(10)的最大外圓的端面間置有推力球軸承(12)，在推力球軸承(12)與頂軸(21)間設有杠桿機構。
2.按權利要求1所述的防止抽油井桿斷、脫的保護器，其特征在于所述的在轉盤(14)的圓周面內對稱裝有的棘爪組件，由帶棘爪的套(24)、彈簧(23)組成，其棘爪套(24)的棘爪與蝸輪(13)內孔面上的棘齒相嚙合。
3.按權利要求1所述的防止抽油井桿斷、脫的保護器，其特征在于所述的在蝸桿(5)前段棘齒處與其相對應設有鎖定蝸桿(5)轉動棘爪組件由棘爪座(3)、棘爪(4)、彈簧(2)組成。
4.按權利要求1所述的防止抽油井桿斷、脫的保護器，其特征在于在推力球軸承(12)與帶凸塊的頂軸(21)間的杠桿機構由杠桿(18)、軸(19)、杠桿座(20)組成，在蝸桿(5)下方的下殼(8)的體壁上連接杠桿座(20)，以軸(19)使杠桿(18)鉸接在杠桿座(20)上，杠桿(18)的一端與推力球軸承(12)的下端面相觸，另一端與帶凸塊的頂軸(21)的底面相觸。
5.按權利要求1所述的防止抽油井桿斷、脫的保護器，其特征在于在蝶簧定芯座(10)的外圓上裝蝶簧(11)的數(shù)量，至少由二組蝶簧(11)組成。
6.按權利要求1所述的防止抽油井桿斷、脫的保護器，其特征在于在棘爪座(6)圓周面下端與帶凸塊的頂抽(21)相觸，在棘爪座(6)的圓周面上端與由帶凸塊的頂套(17)、彈簧(26)組成的浮動頂套組件相觸。
7.按權利要求1所述的防止抽油井桿斷、脫的保護器，其特征在于抽油井桿(25)上提或下滑時，蝸輪傳動的角位移，等于棘輪向前轉動一個棘齒。
專利摘要一種防止抽油井桿斷、脫的保護器，屬于油田抽油井桿的工裝組配件，其特征是在卡箍下面的井桿上裝轉動裝置，轉動裝置包括在上、下殼的殼體內，依序裝轉盤、蝸輪、蝸桿、推力球軸承、蝶簧定芯座、蝶簧、蝶簧墊，在與轉盤相觸的蝸輪孔面上布滿棘齒，與棘齒對應于轉盤圓周面對稱裝棘爪組件，在與蝸桿的前、后段的棘齒相對應，分別設上、下擺動的棘爪組件和鎖定蝸桿轉動的棘爪組件。在蝸桿下方的下殼內以軸鉸接有杠桿，使杠桿的一端與推力球軸承下端相觸，另一端與上、下擺動棘爪組件的頂軸底部相觸，當井桿上、下運動時，轉盤依順時針方向轉動，給井桿螺紋連接處增加扭緊力。本實用新型既防止井桿斷裂、松脫，又減少活塞磨損且操作安全，使用方便。
文檔編號E21B17/10GK2702049SQ20042003116
公開日2005年5月25日 申請日期2004年4月10日 優(yōu)先權日2004年4月10日
發(fā)明者尹有林, 徐文博, 方德全 申請人:方德全