旋转杆抽油泵及其构成的旋转杆抽油系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抽油泵，具体涉及的是一种旋转杆抽油泵，并公开了一种利用该 旋转杆抽油泵构成的旋转杆抽油系统。
【背景技术】
[0002] 目前油田用电量紧张，作业维护费、管杆费用等都高居不下，能耗年年加大的现状 愈趋严重。在这种情况下，各油田的决策者普遍感受到使用和推广节能型三抽设备是提高 采油效率，降低生产成本的一种好途径。所述三抽设备是由抽油机一抽油杆一抽油泵组成 的抽油系统。
[0003] 在深抽油井中，目前采用的普通螺纹连接抽油杆和游梁式抽油机配套使用中，虽 然在驱动电机和启动控制柜上增加了很多节能设备，但不能从根本解决抽油杆笨重，抽油 杆接头预紧力不够易脱扣，抽油杆和接箍与油管的过度磨损导致寿命较短和游梁抽油机有 加速度的结构问题。且由于动液面越深，泵也越深，导致抽油杆越重、能耗越高，抽油机带动 抽油杆做的无用功太多，必然存在泵效低、维护费用高、能耗大的缺点。同时，随深度的增 加，由于油管与抽油杆的弹性伸缩，造成的泵的冲程损失增大，泵效较低。
[0004] 同时，针对目前油藏的埋深较深、油井日产量较低的开采特点，采用现有抽油系统 实施的有杆泵举升工艺同时存在以下问题： A、动液面越深，举升效率就越低，管杆无用功的耗能就越大。另一方面，随深度的增加， 由于油管与抽油杆的弹性伸缩，造成的泵的冲程损失增大，泵效较低。
[0005] B、加深泵挂，造成液面随之下降。炮眼流出的液量满足不了泵抽的需要，尽管泵 径、冲程、冲次很低，因为匹配不合理，出现追液面现象。
[0006] C、对抽油机的要求增大，一般在12型以上，且机型大，进而导致能耗增加。
[0007] D、杆断脱的频率增加。
[0008] E、液面下降导致部分井脱气，降低泵效。
[0009] 根据以上情况，如何有效的挖掘这些低产低效井的潜力，提高油井的液量，使油井 的产量与开采设备、生产参数处于最佳匹配状态，达到油井产量最高、生产能耗最低、周期 长的目标，成为了采油工作者需深入研宄的新课题。
【发明内容】
[0010] 本发明的主要目的在于解决现阶段现有抽油系统实施时动液面越深，举升效率就 越低，管杆无用功的耗能就越大的问题，提供一种解决上述问题的旋转杆抽油泵。为达到上 述目的，本发明的技术方案如下： 旋转杆抽油泵，包括具有活塞、泵筒的泵本体；所述泵筒顶端设置有连接支撑套，该活 塞顶端设置有底端与其固定连接且具有外螺纹的螺纹杆，该连接支撑套上还设置有与螺纹 杆外螺纹相匹配且旋转时驱动螺纹杆做上下直线运动的旋转器。
[0011] 本发明的设计要点在于：在现有抽油泵的基础上增加了螺纹杆和旋转器，通过螺 纹杆和旋转器的配合，将原有抽油杆上下移动带动活塞上下移动的方式，变换成抽油杆旋 转驱动螺纹杆上下移动，进而带动活塞上下移动的方式。
[0012] 即活塞的上行与下行，采用螺纹杆驱动的方式，当螺纹杆运行至上死点时，旋转器 换向下行。其基本原理是：在螺纹杆上有外螺纹，旋转器上设置有与外螺纹相匹配的结构， 旋转器旋转时促使螺纹杆上下移动，进而将旋转运动变为直线运动，也就是将操作转矩变 为操作推力，活塞随螺纹杆一起作直线运动。
[0013] 通过上述移动方式的改变，可以达到以下效果： 首先，本发明中的抽油杆无需再通过上下运动来带动活塞上下运动，只需旋转即可驱 使活塞运动，可以看出本发明中的抽油杆已经不再承受拉力，只是起到传递扭矩的作用，进 而解决抽油杆越重导致能耗越高的问题，减少抽油机带动抽油杆上下运动所做的无用功， 节约能耗。同时，本发明有效避免了油管与抽油杆的弹性伸缩，避免抽油杆接头预紧力不够 易脱扣的情况发生，尤其对于?70以上的大泵时，采用本发明的结构，抽油杆无需上下移 动，只做旋转运动，解决了大泵生产抽油杆应力幅度大，易发生疲劳断裂，从而使系统可靠 性变差、失效增多的问题。
[0014] 同时，由于活塞直接连接在螺纹杆上，所以冲程损失与泵深无关，可以说几乎没有 任何损失，因而可以满足深抽和超深抽的需求；且活塞随螺纹杆的旋转上升，进而使活塞的 运行更加平稳，导致泵的充满程度更高，泵效更高，符合目前油田的开发需要。
[0015] 其次，由于普通抽油杆接箍及泵活塞的活塞效应，导致抽油杆下行阻力增大，杆柱 弯曲，杆管偏磨严重。本发明采用螺纹杆结构后，使管杆的受力状态与抽油机和螺杆泵完全 不同，消除了抽油杆的轴向受力，使抽油杆变为只传递力矩，不受轴拉力。进而使管杆的使 用期限比现在的有杆泵延长数倍以上，可以大大降低管杆使用费用。
[0016] 再次，由于在稠油、结蜡井上使用时，采用原有抽油杆上下运动带动活塞上下运动 时，抽油杆受到的阻力较大，下行时操作困难。而本发明中的抽油杆无需上下移动，进而解 决了抽油杆下行困难的问题，所以，本发明使采用普通抽油泵即可有效对稠油、结蜡井进行 开采，该开采具有独特的优势。
[0017] 最后，本发明的排量容易控制，安装与调参等管理方便，大大降低了工人的劳动强 度；即该系统的理论排量可进行地面与井下的无级调节，实现各种油井工况参数经济、合理 的匹配，实现采油系统和油井的最佳匹配运行，充分发挥目前机械采油的最佳效能。
[0018] 为了能更好地在稠油、结蜡井上使用，本发明中优选的泵本体结构如下所示：所述 泵本体还包括设置在活塞上的上游动阀与下游动阀，设置在下游动阀底端的进油口，设置 在泵筒底端内部的固定阀，以及用于将固定阀固定在泵筒上的连接套。
[0019] 为了便于活塞与螺纹杆之间的连接，同时便于维护检修，所述活塞顶端还设置有 用于与螺纹杆固定连接的活塞上接头。
[0020] 为了便于油管与泵筒之间的连接，所述泵筒底端还设置有油管下接头。
[0021] 针对上述旋转杆抽油泵的结构，本发明还提供了一种旋转杆抽油系统，其包括如 权利要求1~4任一项所述的旋转杆抽油泵，为旋转杆抽油泵提供动力的驱动装置，以及连 接驱动装置与旋转杆抽油泵上旋转器且用于传输驱动的抽油杆。
[0022] 本发明中为了更好地实现抽油杆旋转的作用，所述抽油杆底端设置有插接件、顶 端则设置与有该插接件相匹配的插接槽；所述旋转器上也设置有与插接件相匹配的插接 槽。通过上述插接式抽油杆的设置，在抽油杆对接后，正反转都不会造成抽油杆脱扣情况的 发生，进而有效防止抽油杆在井下正转与反转过程中防断脱事故。
[0023]进一步，所述插接件上方设置有外螺纹，该抽油杆顶端则设置有具有与外螺纹相 匹配内螺纹的连接筒体。