专利名称：用于组装抽油泵衬套的液、气压芯棒的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种组装石油采油衬套式抽油泵多节衬套的工具和在泵的运输中防止衬套错乱的工具。
石油开采使用的衬套式抽油泵是一种数米长、精度要求较高的柱塞泵，为降低加工难度，其衬套被制成一定规格长度的高精度短衬套，再由若干短衬套组装成需要长度的抽油泵衬套组件，芯棒是必需的组装定位工具，用以保证套置于其上的多个短衬套在组装时得到需要的组装精度。芯棒及衬套组件装入抽油泵外泵筒后，衬套组件被固定，芯棒拔出。传统的芯棒是一整根直径不可变的实心(或空心)钢棒，尽管其本身制造精度高，但由于芯棒与衬套之间必然存在的装配间隙及芯棒平置使用时的自然弯曲等因素影响，会造成各节衬套间相互微量错位和整体不同轴而达不到理想的精度要求，致使抽油泵在使用过程中出现衬套及活塞偏磨、卡泵等问题，降低了抽油泵效用，加大了采油成本。而且错位衬套的端面会形成刃口，容易卡住芯棒使拔出困难或造成表层拉伤。此外，传统芯棒还存在以下缺点本身制造要求高；尺寸固定使得尺寸适用范围小；重量大、易弯曲使得操作不便，保管难度大等等。
为了解决以上诸多问题，中国专利9127825.6公开了一种“弹性芯轴”，该芯轴(棒)主要由套在同一轴杆上的内外锥形开口套作轴向相对移动时产生膨胀力均匀作用于短衬套接缝内表面，迫使衬套两两无错偏对齐，利用短衬套自身高精度，实现衬套组件整体组装高精度，相对有效地部分解决了上述问题，但仍存在以下不足之处1、纯机械结构，重量大，操作使用不便；2、受结构限制，膨胀力小，且不易用于150mm长度短衬套及Φ32小径泵；3、加工难度大，成本高。
本实用新型旨在克服上述不足提供一种重量轻、使用方便、膨胀力大、组装精度高的液、气压芯棒。
本实用新型是这样实现的，芯棒由联通压力源的芯棒体及预紧装置组成。芯棒体由至少一节的若干节空心双层管壁复合结构的芯棒短节通过联接接头刚性联接组成，可以方便的组合至与所组装泵的泵长相适应的需要长度；每一芯棒短节上对应衬套接缝处位置装有内层为橡塑弹性材料、外层为金属开口套或陶瓷瓦等硬质材料制成的复合膨胀套；芯棒体一端连通压力源(当采用液压方式时，使用液压泵；当采用气动方式时，使用气泵)，工作时，首先通过设置在芯棒体两端的预压紧装置消除衬套间纵向间隙，然后压力源施压，其压力通过芯棒体内空腔中的流体介质(油、水等液体或气体)传递，迫使复合膨胀套膨胀提供足够大的膨胀力将衬套自接缝处两两准确对齐，在衬套能达到自身制造标准的前提下，达到装配精度要求。装配结束，压力源泄压、复合膨胀套靠自身弹性回缩，芯棒得以顺利抽出。当使用液压时，每节芯棒短节两端的联接接头处设有顶压阀，以使各芯棒短节联接好后，液路自动导通，联接拆分后各芯棒短节内贮液因顶压阀自行封闭而不能泄漏，该顶压阀以联接接头体为阀体，由阀芯、弹簧和带孔的压帽及压紧螺钉组成。当使用液压驱动时配专用液压泵，其结构为在管形油缸内设有活塞，活塞由丝杠推进。
与现有技术相比，由于采用液(气)压传动，省力且简化了结构，重量减轻30％-70％，刚性好，不易弯曲，膨胀力大30倍左右，彻底消除了衬套端面错位，达到了理想的同轴度和直线度，大大减轻偏磨，延长检泵周期及泵寿命，保证实现理想的间隙配合等级，减少漏失40％。操作更灵活可靠，一次组装合格率100％，大幅度减轻工人的劳动强度；疲劳寿命提高10倍以上；适用于各种泵径、各种长度的衬套，同时简化了加工，由于制造成本低，使其用于运输防止衬套错乱成为可能，更重要的是由于膨胀套可膨胀3mm以上，原来本应报废的超大衬套均可不必缩径，而采用直接修研衬套并配加大活塞修复再用，基本实现衬套永不报废，节约大量钢材，降低修泵成本70％左右。用一种规格的液压芯棒即可满足D0～D2.0尺寸范围的缸套组装要求，可替代50余根传统芯棒，使工装简化，还可节约大量的芯棒修理费用。建议修改修泵标准，扩大衬套尺寸修复范围以大幅度降低采油成本，发挥衬套泵比整筒泵阻力小，成本低的优势。
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述。
图1是一个使用专用手动液压泵做为压力源的液压芯棒的实施例的半剖示意图。
在
图1中该液压芯棒体由若干节芯棒短节(23)(26)通过芯棒短节两端处的公、母接头(15)(16)的螺纹联接至需要长度；芯棒体左端通过专用接头(8)与专用手动液压泵联通；液压泵泵筒(7)外套有用于预紧的顶管(4)，液压泵丝杠螺母(3)上装有压紧螺母(2)；芯棒体的右端联接有尾端手柄(19)，其作用除了辅助预紧外还有方便握棒操作之用。每节芯棒短节均由芯管(22)和衬套接缝(11)处位置设备的复合膨胀套(12)(13)及固定膨胀套位置的定位管(17)等构成重量轻、刚性大的双层管壁复合结构，芯管内部贮有液压液。设在芯棒短节两端接头处的顶压阀(27)以接头体为阀体，由阀芯，弹簧和带孔的压帽、空心压紧螺钉构成，阀芯可以用钢球也可以用锥杆，本例中用的是钢球，当芯棒短节处在拆分状态时，钢球阀芯在弹簧压力下封闭了芯管内液压液向外泄漏；当芯棒短节联接时，外凸于公、母接头工作端面的钢球被彼此顶开，使两者之间的液路联通。母接头内装的密封圈(9)防止液压液从接头泄漏。复合膨胀套的内层(13)为橡胶或塑料等弹性材料，外层粘有钢或其它金属或非金属硬质瓦块(12)，也可以是开口的弹性套(12)，膨胀套两端用胶或“○”形圈(14)及档环(18)密封，也可采用唇形密封。专用手动液压泵是一个螺旋式柱塞泵。泵筒(7)内设活塞(6)，旋转扳手(1)时丝杠(5)就带动活塞前进或后退，油压便升高或降低。活塞上装有三道密封圈。
工作时，先卸下尾端手柄(19)，装入应装配的衬套(20)(24)(25)等，旋固尾端手柄后，旋紧左端压紧螺母(2)将各衬套(20)(24)(25)接缝处(11)等的间隙消除，然后旋动液压泵旋转扳手(1)施压，通过已联通液路由液压液传递压力当液压液从芯管上的孔(10)作用于膨胀套(12)(13)时，膨胀套便在强大的液压力作用下直径增大，自动把两两衬套的接缝同时对齐，使各节缸套的轴线基本重合在一起，即可在衬套能达到自身制造精度标准的前提下达到理想的同轴度和直线度，彻底消除了衬套端面错位，提高了衬套的组装精度。当装配结束时，液压泵卸压，旋下尾端手柄后，已回缩的膨胀套尺寸减小，可以方便地从衬套内抽出。在此实施例中预压紧装置也可省略，改由人工合拢间隙；液压压力源也可由其他液压泵如液压千斤油泵充当。如果组装后不抽出芯棒，随泵运输，便可防止衬套在运输中发生错乱。这样就很好的实现了本实用新型的目的。
本实用新型的液、气压源也可由其它液压泵或气泵提供，预紧装置也可省略，用人工合拢间隙(11)或用活塞推动，这样更快捷，工效更高。使用气压时顶压阀省略，并可与气动量仪共用一个气源。
权利要求1.一种用于组装抽油泵衬套的液、气压芯棒，主要由联通压力源的芯棒体构成，芯棒体上装有膨胀套，其特征在于芯棒体由至少一节的若干空心双层管壁复合结构的芯棒短节(23)(26)通过联接接头(15)(16)刚性联结而成，每一芯棒短节上对应衬套接缝处(11)装有复合性膨胀套(12)(13)；
2.根据权利要求1所述的液、气压芯棒，其特征还在于复合膨胀套由内外套组成，外套(12)由开口金属套或陶瓷瓦等硬质材料制成，内套(13)由橡塑弹性材料制造，两端设有密封装置(14)；
3.根据权利要求1所述的液、气压芯棒，特征还在于芯棒短节联接接头在使用液压驱动时设有顶压阀(27)；
4.根据权要求1、3所述的液、气压芯棒，其特征还在于顶压阀以联接接头(15)(16)的接头体为阀体，由阀芯、弹簧和带孔压帽组成；
5.根据权利要求1所述的液、气压芯棒，其特征还在于芯棒两端设有预紧装置，头端为压紧螺母(7)、顶管(4)，尾端由手柄(19)上的台肩(21)构成；
6.根据权利要求1所述的液、气压芯棒，其特征还在于使用液压驱动时配用专用液压泵，专用液压泵由丝杠螺母(3)、管形油缸(7)和端部有顶压阀的接头(8)构成泵体，管形油缸(7)内设有活塞(6)，活塞由丝杠(5)推进。
专利摘要用于组装抽油泵衬套的液(气)压芯棒是组装衬套泵的工具，解决了实心芯棒因装配间隙造成缸套错位带来的一系列问题。其特征是利用芯棒膨胀，实现无间隙装配，将缸套端面自动对齐，获得极高同轴度，可使泵组装精度确保一级。基本杜绝偏磨，提高泵效延长检泵周期，且具有轻便高效(提高10余倍)寿命长、易维护等优点，适用于各种泵径及长度，还可用于运输中防止缸套错位，可最大限度用加大活塞法修复旧泵，大幅度降低采油成本。
文档编号E21B17/00GK2256465SQ9521678
公开日1997年6月18日 申请日期1995年7月7日 优先权日1995年7月7日
发明者张志华, 赵泰琦, 赵曼 申请人:张志华