鱼鳍式自旋转防偏磨抽油杆

摘要

本发明提供了一种鱼鳍式自旋转防偏磨抽油杆，能防止杆管磨损、卡泵并延长油气井免修期。它首次采用三体一杆结构，整流体采用椭圆球面，实现对杆体上井液的整流；推力体和涡轮体下端阶梯面构成四油楔靠与井液摩擦产生动压推力，推动鱼鳍式叶轮齿自旋转；基杆轴身、整流体椭圆球面及推力体和涡轮体锥面和锥齿套与油管柱之间均构成收敛型油楔并产生动压液膜，保证杆管完全分离；涡轮体锥齿套内外层的动压液膜组成“双层液膜”，有助杆管进一步分离而避免磨损；杆瓦和卡瓦具备自润滑功能，同时卡瓦衬与基杆间油楔产生的液膜可分离涡轮体与基杆而防止磨损；旋转推力体搅拌井液结合增压涡轮体提升井液流速，可防止砂粒沉降而发生埋泵和卡泵。

主权项

一种鱼鳍式自旋转防偏磨抽油杆，采用三体一杆的整体结构，基杆中部由下而上依次贯穿整流体、推力体和涡轮体，通过整流体椭圆球面对防偏磨抽油杆杆体上流动井液进行整流，推力体和涡轮体下端阶梯面构成的油楔产生井液动压推力并推动推力体和涡轮体的鱼鳍式叶轮齿进行自旋转，抽油杆柱与油管柱之间均构成的收敛型油楔并产生动压液膜，保证杆管完全处于分离状态而避免发生磨损，旋转推力体对含砂井液的搅拌结合增压涡轮体对井液流速的提升，防止砂埋泵和砂卡泵现象，其特征在于：一整流体；所述整流体由椭圆球体切削而成，其本体的外表面下部与基杆轴头锥面结合处相切，整个整流体本体的外表面采用近似于流线型的椭圆球面，椭圆球面上端与推力体本体的锥面相切；一推力体；所述推力体本体下部采用阶梯面推力结构，依据各个阶梯平面构成油楔；杆瓦采用粉末冶金材料，其上下两端分别设计有环形卡箍，与推力体本体内环面的凹槽过盈配合而实现固定；前叶轮的叶轮齿沿本体锥面均匀排列，个数取12～24，所有均布叶轮齿的外形齿廓沿推力体轴线形成一个倒锥形的锥齿套，锥齿套与油管柱之间构成收敛型油楔而产生动压液膜，并且与推力体本体锥面上已经形成的动压液膜叠加在一起；一涡轮体；所述涡轮体下部采用阶梯斜平面推力结构，依据各个阶梯斜平面构成油楔；卡瓦采用非金属材料，其上下两端采用H形卡箍，卡箍外端与涡轮体本体内环面的凹槽过盈配合而实现固定；卡瓦衬沿基杆圆周方向均匀布置，个数为4片，每个卡瓦衬与基杆之间构成油楔并沿相同方向均匀布置，四油楔产生动压液膜，将涡轮体与基杆彻底分离；后叶轮所有均布叶轮齿的外形齿廓沿涡轮体轴线形成一个倒锥形的锥齿套，锥齿套与油管柱之间在轴向上构成收敛型油楔而产生动压液膜，并且与涡轮体本体锥面上已经形成的动压液膜叠加在一起；后叶轮的各叶轮齿面流出的井液在锥齿套外表面汇集成另外一层动态的液膜，与其内层的动压液膜组成“双层液膜”；所述推力体本体和杆瓦以及涡轮体本体和卡瓦均采用剖分式构造，推力体本体和涡轮体本体均采用上粗下细的倒锥形，其外表面均采用相同锥度的圆锥面并且处于同一锥面，两本体独特的倒锥构造使推力体与油管柱以及涡轮体与油管柱之间构成统一的收敛型油楔而产生动压液膜；推力体和涡轮体本体的导油圆孔和导油槽结合杆瓦和卡瓦的导油孔和油沟，保证杆瓦和卡瓦充满油液而变成含油轴瓦；推力体的前叶轮和涡轮体的后叶轮的叶轮齿均沿本体锥面均匀排列且个数相同，其叶轮齿线为沿本体锥面展开的螺旋线，螺旋线沿同一锥面展开并且螺旋角采用相同的角度，螺旋角取值随井液黏度的增大而减小；一基杆；所述基杆整体采用阶梯轴结构，上下扳手方径外环面上切有相互平行的两个面，下扳手方径与杆体连接处采用45°圆锥面过渡；轴身采用上粗下细的倒锥形，其锥面大端直径等于上扳手方径直径，而锥面小端直径等于杆体直径，轴身与油管柱之间构成收敛型油楔而产生动压液膜；上下轴颈表面均需进行精加工，分别与涡轮体卡瓦衬和推力体杆瓦的内环面间隙配合；轴头外环面加工有外螺纹，而下部与杆体连接处采用45°倒圆锥面过渡。