抽油杆连接装置、抽油杆柱及装配方法与流程

本发明涉及油井举升领域，尤其涉及一种抽油杆连接装置、抽油杆柱及装配方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

传统抽油杆主要采用钢制材料，其重量较大。而随着油井深度的不断增加，钢制抽油杆长度和重量随之增大，从而加重了抽油机的负载。如此，在抽油机的最大负荷一定的情况下，其可负载的重量一定，即钢制抽油杆的长度不能无限制延长，从而限制了抽油泵的下泵深度，进而对提高抽油泵的效率有负作用。

有鉴于此，碳纤维抽油杆由于其密度较小而可以较佳的解决上述问题。然而，也正是由于碳纤维抽油杆的密封较小(实际上小于井液的密封)，这样其在入井的过程中受井液给予的向上浮力的较大，导致其入井困难。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

基于前述的现有技术缺陷，本发明实施例提供了一种抽油杆连接装置、抽油杆柱及装配方法，通过本装置连接形成的抽油杆柱比同等长度的钢制抽油杆的重量小，从而可以减轻抽油机的负载，并能够使碳纤维抽油杆不受井液浮力的限制，保证其能顺利入井。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种抽油杆连接装置，包括：

用于与连接钢制抽油杆相连接的第一连接段，所述第一连接段中设置有用于供碳纤维抽油杆穿过的穿设通道；

与所述第一连接段相连接的第二连接段，所述第二连接段中设置有与所述穿设通道相连通的楔形通道，所述楔形通道的截面面积从上至下逐渐增大；

设置在所述楔形通道中的楔形块，所述楔形块具有与所述楔形通道的内壁相适配的楔形面以及与所述楔形面相对的竖直面，所述楔形面贴合在所述楔形通道的内壁，所述竖直面用于挤压顶触所述碳纤维抽油杆的外壁。

优选地，所述第一连接段位于所述第二连接段的下方，所述第二连接段的外径大于所述第一连接段的外径。

优选地，所述第一连接段呈圆柱状，其外壁设置有用于供所述钢制抽油杆相连接的外螺纹，所述第一连接段位于所述外螺纹上方的外壁设置限位凸起。

优选地，所述竖直面上设置有限行倒刺，所述限行倒刺水平延伸或者倾斜向下延伸。

优选地，所述限行倒刺的上表面倾斜向下，其下表面水平或者倾斜向下。

优选地，所述楔形块呈长条块体状，其数量为多个，多个所述楔形块沿周向间隔且均匀的设置在所述楔形通道内。

优选地，所述楔形块呈圆弧形瓦状，其数量为n个，每个所述楔形块的竖直面的圆心角为360/n度，从而n个所述楔形块的竖直面对所述碳纤维抽油杆的外壁形成全包覆。

优选地，所述楔形块对应于所述楔形面的侧壁的向两侧延伸形成延伸部，所述楔形通道的内壁沿径向倾斜向内延伸形成有与每一个所述延伸部相对应的两个限位翼，两个所述限位翼的内壁与所述楔形通道位于两个所述限位翼内的壁形成限位轨道，所述延伸部插设在所述限位通道中，所述限位翼的内壁顶固所述延伸部。

一种抽油杆柱，其包括：

如上述任意一个实施例所述的装置；

钢制抽油杆，所述钢制抽油杆与所述第一连接段相连接；

碳纤维抽油杆，所述碳纤维抽油杆经所述穿设通道穿设入所述楔形通道中，所述楔形块的竖直面挤压顶触所述碳纤维抽油杆的外壁。

一种如上述实施例所述的抽油杆柱的装配方法，其包括：

提供套筒，所述套筒的上端开口，且其上端沿径向向内延伸或弯折形成有止挡部，所述套筒的底壁设置有螺纹孔；

将碳纤维抽油杆经所述穿设通道穿设入所述楔形通道中，并使所述楔形块的竖直面挤压所述碳纤维抽油杆的外壁；

将所述碳纤维抽油杆连同如权利要求1至8任意一项所述的装置一起经所述上端开口下入到所述套筒中，并使所述第一连接段位于下方，所述第二连接段位于上方，所述第二连接段的上端顶固在所述止挡部上，所述穿设通道对准所述螺纹孔；

向所述螺纹孔中旋合具有外螺纹的顶杆，所述顶杆经所述穿设通道延伸进入所述楔形通道中并顶固在所述碳纤维抽油杆的下端；旋转所述顶杆使其推动所述碳纤维抽油杆上行，直至所述碳纤维抽油杆停止运动；

将所述碳纤维抽油杆连同如权利要求1至8任意一项所述的装置一起经所述上端开口取出所述套筒，并将钢制抽油杆与所述第一连接段相连接。

本发明实施例的抽油杆连接装置，通过设置分别用于与钢制抽油杆相连接第一连接段以及用于与碳纤维抽油杆相连接的第二连接段，从而实现钢制抽油杆和碳纤维抽油杆的组合连接。

借助本发明实施例的装置形成的抽油杆柱，由于其中包含有比重比油液大的钢制抽油杆，则钢制抽油杆相当于悬重的作用，从而使得碳纤维抽油杆能够顺利下入。并且，通过碳纤维抽油杆来替代部分钢制抽油杆，如此抽油杆柱比同等长度的钢制抽油杆的重量小，从而降低抽油机的负载。

也就是说，通过本发明实施例的抽油杆连接装置，实现了钢制抽油杆与碳纤维抽油杆的优化组合，保证碳纤维抽油杆能够下得进去，同时又减小了抽油杆的整体质量即减小了抽油机的负荷，进而保证了下泵深度，进而提高了泵的效率，进一步的提高了原油采出速度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施例，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施例包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：

图1为本发明实施例的抽油杆连接装置与碳纤维抽油杆的装配结构示意图；

图2为图1所示的装置去除楔形块的结构示意图；

图3为图2中a-a截面的结构示意图；

图4为图1中楔形块的结构示意图；

图5为图4中楔形块的俯视结构示意图；

图6为楔形块装配在楔形通道中的结构示意图；

图7为本发明实施例的抽油杆连接装置与套筒和顶杆之间的装配关系示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种抽油杆连接装置100，其可以包括：用于与连接钢制抽油杆(未示出)相连接的第一连接段1，其设置有用于供碳纤维抽油杆4穿过的穿设通道101；与第一连接段1相连接的第二连接段2，其设置有与穿设通道101相连通的楔形通道201，楔形通道201的截面面积从上至下逐渐增大；设置在楔形通道201中的楔形块3，其具有与楔形通道201的内壁相适配的楔形面301以及与楔形面301相对的竖直面302，楔形面301贴合在楔形通道201的内壁，竖直面302用于挤压顶触碳纤维抽油杆4的外壁。

如图1所示，为利用本发明实施例的用于连接钢制抽油杆与碳纤维抽油杆的装置所装配形成的抽油杆柱，其中，钢制抽油杆(未示出)与第一连接段1相连接，碳纤维抽油杆4穿过穿设通道101并进入楔形通道201中，楔形块3的竖直面302挤压顶触碳纤维抽油杆4的外壁。

如图7所示，本发明实施例的抽油杆柱的装配方法可以为：

首先，提供一个套筒5，其上端开口，且其上端沿径向向内延伸或者弯折形成有止挡部501，其底壁设置有螺纹孔502。

然后，将碳纤维抽油杆4经穿设通道101穿设入楔形通道201中，并使楔形块3的竖直面302挤压碳纤维抽油杆4的外壁。

随后，将碳纤维抽油杆4连同本发明实施例的抽油杆连接装置100一起，经套筒5的上端开口下入到其中，并使第一连接段1位于下方，第二连接段2位于上方，第二连接段2的上端顶固在止挡部501上，穿设通道101对准螺纹孔502。

进一步地，向螺纹孔502中旋合具有外螺纹的顶杆6，顶杆6经穿设通道101延伸进入楔形通道201中并顶固在碳纤维抽油杆4的下端。

其中，顶杆6位于套筒5外的下端设置有手柄601，通过对手柄601施加旋转扭矩，旋转顶杆6使其推动碳纤维抽油杆4上行，直至碳纤维抽油杆4在楔形块3的作用下停止运动。

最后，将碳纤维抽油杆4连同本发明实施例的抽油杆连接装置100一起，经套筒5的上端开口取出，并将钢制抽油杆与第一连接段1相连接，从而完成抽油杆柱的装配。

在本实施例中，第一连接段1和第二连接段2均可呈圆柱体状，并且第一连接段1位于第二连接段2的下方，且第二连接段2的外径大于第一连接段1的外径。进一步地，第一连接段1和第二连接段2优选为一体成形，并对两者连接处进行圆角处理，以提高两者之间的连接强度。

第一连接段1与钢制抽油杆为螺纹可拆卸连接，其外壁设置有用于供钢制抽油杆相连接的外螺纹。并且，第一连接段1位于外螺纹上方的外壁可以设置限位凸起102，其可以顶固在钢制抽油杆的上端，以实现钢制抽油杆的定位。

如图2所示，穿设通道101为直通道，楔形通道201呈上小下大的锥台状。如图3和4所示，在一个实施例中，与楔形块3相适配可以呈长条块体状，其数量优选为多个，多个楔形块3沿周向均匀间隔设置在楔形通道201内。这样，多个楔形块3的竖直面302与碳纤维抽油杆4的外壁为线接触。

或者，楔形块3可以呈圆弧形瓦状，其数量为n个，每个楔形块3的竖直面302的圆心角为360/n度，从而n个楔形块3的竖直面302对碳纤维抽油杆4的外壁形成全包覆。这样，多个楔形块3的竖直面302与碳纤维抽油杆4的外壁为面接触。

如图4和图5所示，竖直面302上可以设置有限行倒刺303，限行倒刺303水平延伸或者倾斜向下延伸。具体的，限行倒刺303的上表面倾斜向下，下表面水平或者倾斜向下。这样，碳纤维抽油杆4可以在多个楔形块3中向下移动，但向上移动至一定位置后限行倒刺303将卡入碳纤维抽油杆4的外壁，从而其向上移动被限制。

如图3、图5和图6所示，为了对楔形块3在楔形通道201中的位置进行固定和限制，楔形块3对应于楔形面301的侧壁向两侧延伸形成延伸部304，楔形通道201的内壁沿径向倾斜向内延伸形成有与每一个延伸部304相对应的两个限位翼202，两个限位翼202的内壁与楔形通道201位于两个限位翼202内的壁形成限位轨道203，延伸部304插设在限位通道中，限位翼202的内壁顶固延伸部304。

楔形块3的装配过程为，首先经穿设通道101将楔形块3装入楔形通道201中，并使其对准限位轨道203，延伸部304卡在两个限位翼202之间，直至楔形块3完成进入限位轨道203并可以在其中滑动。

本发明实施例的抽油杆连接装置100，通过设置分别用于与钢制抽油杆相连接第一连接段1以及用于与碳纤维抽油杆4相连接的第二连接段2，从而实现钢制抽油杆和碳纤维抽油杆4的组合连接。

借助本发明实施例的装置形成的抽油杆柱，由于其中包含有比重比油液大的钢制抽油杆，则钢制抽油杆相当于悬重的作用，从而使得碳纤维抽油杆4能够顺利下入。并且，通过碳纤维抽油杆4来替代部分钢制抽油杆，如此抽油杆柱比同等长度的钢制抽油杆的重量小，从而降低抽油机的负载。

也就是说，通过本发明实施例的抽油杆连接装置100，实现了钢制抽油杆与碳纤维抽油杆4的优化组合，保证碳纤维抽油杆4能够下得进去，同时又减小了抽油杆的整体质量即减小了抽油机的负荷，进而保证了下泵深度，进而提高了泵的效率，进一步的提高了原油采出速度。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。