专利名称：顶针式泄油器的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种石油井进行维护作业时，将生产管柱内的 油及污水泄至油层套管内的一种泄油装置，其不仅适用于稀油井，更适用于石 油粘度大，流动性差的稠油、超稠油井。
技术背景目前在稀油井及稠油井中使用的泄油器主要有滑套式泄油器、撞 击式泄油器、支撑式泄油器等几种。滑套式、撞击式泄油器均安装在石油井生 产管柱的抽油泵上面。滑套式泄油器，在石油井生产过程中，由于生产管柱内 抽油杆的往复磨擦碰撞，易将泄油器打开或由于油水的侵蚀作用，使泄油器的 密封件损坏，影响抽油泵的工作效率，造成石油井重复性维护作业；撞击式泄 油器除有上述缺陷外，在石油粘度大的石油井中，地面投放撞击棒后，由于石 油粘度大，撞击棒在生产管柱内下滑受阻，撞击棒或落不到泄油器位置或撞击 力度不够，而造成泄油器打不开，失去作用。支撑式泄油器安装在石油井生产 管柱抽油泵固定凡尔的下面，避免了上述泄油器的缺陷，但是其使用时需要支 撑点，故只适用于生产管柱尾管底端距人工井底或防砂鱼顶距离较短的石油井， 且在石油井维护作业上起生产管柱，查找生产管柱漏失点时，因距离支撑点过 远，无法随时打开泄油器，而失去泄油作用。
发明内容本实用新型的目的是提供一种顶针式泄油器，它安装在石油井生
产管柱抽油泵固定凡尔的下面。在石油井进行维护作业时，可随时选择打开泄
油器，完成将生产管柱内的油及污水泄至油层套管内的工作，其避免了目前石
油井中使用的泄油器存在的缺陷，扩大了其适用范围。
本实用新型是采用以下技术方案实现的:顶针式泄油器由上接头、顶针旋转盘、顶针中心管、顶针、悬挂接头、顶针制动盘、悬挂制动接头、卡瓦 座制动中心管、卡瓦座上止扣环、卡瓦座套、扇形卡瓦牙、扭簧、卡瓦座下止 扣环、卡瓦座制动中心管外花键、扶正摩擦块、胀紧弹簧、卡瓦座套内花键等 组件组成。下入时，将顶针式泄油器连接在石油井生产管柱抽油泵固定凡尔下 面，其下端与生产管柱尾管连接下入石油井内。要进行石油井维护作业时，上
起生产管柱直至生产管柱内见到油液，继续上提生产管柱0.5m，这时，由于泄 油器卡瓦座套上的扶正摩擦块、扇形卡瓦牙在胀紧弹簧和扭簧的作用下，紧贴 在油层套管内壁上，产生向下的摩擦力，带动卡瓦座套、扶正摩擦块、扇形卡 瓦牙、卡瓦座上止扣环、卡瓦座下止扣环等组件，相对下移，使卡瓦座制动中 心管外花键进入卡瓦座套内花键内，并啮合在一起；正转生产管柱，因扇形卡 瓦牙与油层套管内壁接触，在正向旋转力和扭簧的共同作用下，卡紧油层套管 内壁阻止卡瓦座套转动，卡瓦座制动中心管外花键与卡瓦座套内花键啮合在一 起阻止卡瓦座制动中心管、悬挂制动接头、顶针制动盘转动；生产管柱只带动 上接头、顶针旋转盘、顶针中心管、悬挂接头正转；由于顶针制动盘锁定顶针 不能轴向转动，只能向上移动，所以在顶针转动盘的带动下顶针向上移动，将 固定凡尔的反而球顶起，使凡尔球离开凡尔球座，形式间隙；这样随着生产管 柱的起出，其内部的石油及污水便可以通过形成的间隙泄至油层套管内，达到 泄油的目的。
有益效果采用上述技术方案其优点有，第一、该泄油器最大的特点是连接 在石油井生产管柱抽油泵固定凡尔下面，不会影响抽油泵的工作；第二、石油 井进行检泵上起生产管柱时，可在任意深度位置打开泄油器，有利于查找生产 管柱中的漏失点，便于分析不出油的原因；第三、不使用任何密封件，性能安全可靠；第四、可重复使用，维修过程不需要更换任何配件，只需清洗干净、 组装好即可，维修简单，成本低；第五、无油性限制，使用范围广泛，由于泄 油通道宽敞，对油性要求极大降低，克服了以往泄油装置在稠油、超稠油油井 使用中的局限性；第六、使用该泄油器即可减少石油泄漏损失又可减少大量的 地面石油污染，保护了环境，具有可观的经济效益；第七、日常维护无限制， 对采油队日常洗井、碰泵等维护作业无任何技术要求，减少技术限制，利于日 常维护延长油井生产周期。
图1是本实用新型顶针式泄油器的纵向全剖面的结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图(图1)对本实用新型进一步说明。 图中(1)上接头、(2)顶针旋转盘、(3)顶针中心管、(4)顶针、(5)悬 挂接头、(6)顶针制动盘、(7)悬挂制动接头、(8)卡瓦座制动中心管、(9) 卡瓦座上止扣环、(10)卡瓦座套、(11)扇形卡瓦牙、(12)扭簧、(13)卡 瓦座下止扣环、(14)卡瓦座制动中心管外花键、(15)扶正摩擦块、(16)胀 紧弹簧、(17)卡瓦座套内花键。
顶针式泄油器的上接头(l)是一段圆钢管，其上端制内螺纹与抽油泵固定凡 尔外螺纹连接，中部内腔制内螺纹与顶针旋转盘(2)的外螺纹连接，下部内腔制 内螺纹与顶针中心管(3)上部的外螺纹连接；顶针旋转盘(2)是一段环形钢板， 外圆周制外螺纹与上接头(l)中部内螺纹连接，并每隔90°挖一凹槽，内环腔制 梯形螺纹与顶针(4)上半部的梯形螺纹连接；顶针中心管(3)是一段圆钢管，其 上端制外螺纹与上接头(1)下部内腔的内螺纹连接，下端制外螺纹与悬挂接头(5) 上部内腔的内螺纹连接；顶针(4)是一段圆形钢柱，其上半部制梯形螺纹与顶针旋转盘(2)内环腔的梯形螺纹连接，下半部呈180°对称去除材料后制成矩形 跑道形状杆体，放置于顶针制动盘(6)中部矩形跑道形状的通孔内；悬挂接头(5) 是一段圆钢管，其上部制内螺纹与顶针中心管(3)下端的外螺纹连接，中部制空 内腔，下端制縮径台阶，悬挂制动接头(7)放置其空内腔内，并悬挂于下端的縮 径台阶上，卡瓦座制动中心管(8)通过下端縮径台阶的通孔与悬挂制动接头(7) 连接；顶针制动盘(6)是一段条形钢板，两端嵌入悬挂制动接头(7)上端的凹槽 内，中部制矩形跑道形状的通孔，顶针(4)下半部矩形跑道形状的杆体放置其内； 悬挂制动接头(7)是一段圆钢管，其上端呈180。对称状制凹槽，顶针制动盘(6) 的两端嵌入其内，下部制内螺纹与卡瓦座制动中心管(8)上部的外螺纹连接；卡 瓦座制动中心管(8)是一段圆钢管，其上端制外螺纹与悬挂制动接头(7)下部的 内螺纹连接，下端制外螺纹与生产管柱的尾管连接，下端上部制增大外径的圆 环以阻止卡瓦座套(10)的下滑，圆环上部每隔120°制卡瓦座制动中心管外花键 (14);卡瓦座上止扣环(9)是一段圆钢管，其上部制縮径台阶，中下部制内螺纹 与卡瓦座套(10)上部的凸起台阶上的外螺纹连接，以阻止扇形卡瓦牙(11)和扶 正摩擦块(15)弹出；卡瓦座套(10)是一段圆钢管，其上端和下端分别制凸起台 阶，并在凸起台阶上至外螺纹与卡瓦座上止扣环(9)、卡瓦座下止扣环(13)的内 螺纹连接，上、下凸起台阶上每隔120°对称制上矩下圆的凹槽，扇形卡瓦牙(ll) 放置其内，每隔120°对称制矩形凹槽，扶正摩擦块(15)放置其内，卡瓦座套(10) 的中部外圆每隔120。对称沿轴向钻三个 L，胀紧弹簧(16)放置其内，以支撑扶 正摩擦块(15)紧贴在油层套管内壁上，卡瓦座套(10)的内腔每隔120°沿轴向制卡瓦座套内花键(17);扇形卡瓦牙(ll)是一扇形条状钢板，其扇形弧面上沿纵
向制长条状锯形牙齿，两端制成圆柱轴放置于卡瓦座套(io)上矩下圆的凹槽内，
扭簧(12)套在圆柱轴上迫使扇形卡瓦牙(11)始终向逆时针方向倾斜；卡瓦座下止扣环(13)是一段圆钢管，其下部制縮径台阶，中上部制内螺纹与卡瓦座套(IO)上部的凸起台阶上的外螺纹连接，以阻止扇形卡瓦牙(11)和扶正摩擦块(15)弹出；卡瓦座制动中心管外花键(14)是在卡瓦座制动中心管(8)中下部每隔120°制成的长条状凸起键块；扶正摩擦块(15)是一段条状钢板，两端去除材料后制成巨型薄板，放置于卡瓦座套(10)上的矩形凹槽内，中部外面制成与油层套管内经相等的圆弧面，中部内面沿纵向对称钻三个孔，胀紧弹簧(16)放置其内，以支撑扶正摩擦块(15)紧贴在油层套管内壁上；卡瓦座套内花键(17)是在卡瓦座套(10)内腔中每隔120。制成的长条状凸起键块。
下入时，将顶针式泄油器连接在石油井生产管柱抽油泵固定凡尔下面，其下端与生产管柱尾管连接下入石油井内。要进行石油井维护作业时，上起生产管柱直至生产管柱内见到油液，继续上提生产管柱0.5m，这时，由于泄油器卡瓦座套(10)上的扶正摩擦块(15)、扇形卡瓦牙(11)在胀紧弹簧(16)和扭簧(12)的作用下，紧贴在油层套管内壁上，产生向下的摩擦力，带动卡瓦座套(10)、扶正摩擦块(15)、扇形卡瓦牙(11)、卡瓦座上止扣环(9)、卡瓦座下止扣环(13)等组件，相对下移，使卡瓦座制动中心管外花键(14)进入卡瓦座套内花键(17)内，并啮合在一起；正转生产管柱，因扇形卡瓦牙(11)与油层套管内壁接触，在正向旋转力和扭簧(12)的共同作用下，卡紧油层套管内壁阻止卡瓦座套(10)转动，卡瓦座制动中心管外花键(14)与卡瓦座套内花键(17)啮合在一起阻止卡瓦座制动中心管(8)、悬挂制动接头(7)、顶
针制动盘(6)转动；生产管柱只带动上接头(1)、顶针旋转盘(2)、顶针中心
管(3)、悬挂接头(5)正转；由于顶针制动盘(6)锁定顶针(4)不能轴向转动，只能向上移动，所以在顶针转动盘(2)的带动下顶针(4)向上移动，将固定凡尔的反而球顶起，使凡尔球离开凡尔球座，形式间隙；这样随着生产管柱的起出，其内部的石油及污水便可以通过形成的间隙泄至油层套管内，达到泄油的目的。
实施例2: 该顶针式泄油器有多种型号，适用范围较广。
权利要求1.一种由上接头、顶针旋转盘、顶针、顶针制动盘、卡瓦座制动中心管、卡瓦座套、扇形卡瓦牙、卡瓦座制动中心管外花键、扶正摩擦块、卡瓦座套内花键等组件组成的顶针式泄油器其特征是顶针式泄油器的上接头(1)是一段圆钢管，其上端制内螺纹与抽油泵固定凡尔外螺纹连接，中部内腔制内螺纹与顶针旋转盘(2)的外螺纹连接，下部内腔制内螺纹与顶针中心管(3)上部的外螺纹连接；悬挂接头(5)是一段圆钢管，其上部制内螺纹与顶针中心管(3)下端的外螺纹连接，中部制空内腔，下端制缩径台阶，悬挂制动接头(7)放置其空内腔内，并悬挂于下端的缩径台阶上；悬挂制动接头(7)是一段圆钢管，其上端呈180°对称状制凹槽，顶针制动盘(6)的两端嵌入其内，下部制内螺纹与卡瓦座制动中心管(8)上部的外螺纹连接；卡瓦座制动中心管(8)是一段圆钢管，其上端制外螺纹与悬挂制动接头(7)下部的内螺纹连接，下端制外螺纹与生产管柱的尾管连接，下端上部制增大外径的圆环以阻止卡瓦座套(10)的下滑，圆环上部每隔120°制卡瓦座制动中心管外花键(14)；卡瓦座制动中心管外花键(14)是在卡瓦座制动中心管(8)中下部每隔120°制成的长条状凸起键块；卡瓦座套内花键(17)是在卡瓦座套(10)内腔中每隔120°制成的长条状凸起键块。
2. 按权利要求1所述的顶针式泄油器其特征是顶针旋转盘(2)是一段环形 钢板，外圆周制外螺纹与上接头(l)中部内螺纹连接，并每隔90°挖一凹槽，内 环腔制梯形螺纹与顶针(4)上半部的梯形螺纹连接。
3. 按权利要求1所述的顶针式泄油器其特征是顶针(4)是一段圆形钢柱， 其上半部制梯形螺纹与顶针旋转盘(2)内环腔的梯形螺纹连接，下半部呈180°对称去除材料后制成矩形跑道形状杆体，放置于顶针制动盘(6)中部矩形跑道形 状的通孔内。
4. 按权利要求1所述的顶针式泄油器其特征是顶针制动盘(6)是一段条形钢板，两端嵌入悬挂制动接头(7)上端的凹槽内，中部制矩形跑道形状的通孔， 顶针(4)下半部矩形跑道形状的杆体放置其内。
5. 按权利要求1所述的顶针式泄油器其特征是卡瓦座制动中心管(8)是一段圆钢管，其上端制外螺纹与悬挂制动接头(7)下部的内螺纹连接，下端制外 螺纹与生产管柱的尾管连接，下端上部制增大外径的圆环以阻止卡瓦座套(IO) 的下滑，圆环上部每隔120。制卡瓦座制动中心管外花键(14)。
6. 按权利要求1所述的顶针式泄油器其特征是卡瓦座套(10)是一段圆钢 管，其上端和下端分别制凸起台阶，并在凸起台阶上至外螺纹与卡瓦座上止扣 环(9)、卡瓦座下止扣环(13)的内螺纹连接，上、下凸起台阶上每隔120°对称 制上矩下圆的凹槽，扇形卡瓦牙(ll)放置其内，每隔120°对称制矩形凹槽，扶 正摩擦块(15)放置其内，卡瓦座套(10)的中部外圆每隔120°对称沿轴向钻三个 孔，胀紧弹簧(16)放置其内，以支撑扶正摩擦块(15)紧贴在油层套管内壁上， 卡瓦座套(10)的内腔每隔120°沿轴向制卡瓦座套内花键(17)。
7. 按权利要求1所述的顶针式泄油器其特征是扇形卡瓦牙(ll)是一扇形 条状钢板，其扇形弧面上沿纵向制长条状锯形牙齿，两端制成圆柱轴放置于卡 瓦座套(10)上矩下圆的凹槽内，扭簧(12)套在圆柱轴上迫使扇形卡瓦牙(11)始 终向逆时针方向倾斜。
专利摘要本实用新型顶针式泄油器是将生产管柱中的油水泄至油层套管中的工具。使用时连接在生产管柱抽油泵固定凡尔下面下入油井内。需要起出生产管柱时，上起生产管柱见到液面后，继续上提0.5m，由于扶正摩擦块、扇形卡瓦牙在胀紧弹簧和扭簧的作用下，紧贴在油层套管内壁上，产生摩擦力，带动卡瓦座套相对下移，使卡瓦座制动中心管外花键进入卡瓦座套内花键内啮合在一起。正转生产管柱15-20圈，扇形卡瓦牙卡在油层套管壁上，阻止卡瓦座制动中心管和顶针制动盘转动，生产管柱只带动上接头和顶针旋转盘正转，使顶针旋转盘带动顶针上移，将固定凡尔球顶起，离开凡尔球座。这样，随着生产管柱的起出，其内部的油水便泄到油层套管内，以达到泄油目的。
文档编号E21B34/08GK201407010SQ200920155359
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者刘晓刚, 李延斌, 王仁义 申请人:淄博荣丰机械有限公司;王仁义;李延斌