专利名称：可倒扣式抽油杆防脱器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油开采机械领域，特别涉及油井抽油机抽油杆防脱装置的改进。
抽油机在正常工作时，一方面由于抽油杆所受内力方向随杆柱上下往复运动而交替变化，各杆柱联接螺纹的接触面也交替变化，导致螺纹面向松扣方向转动的脱扣力矩；另一方面，抽油杆在下行程时，纵向螺纹弯曲也会产生一个脱扣力矩。当上述两个脱扣力矩大于抽油杆联接螺纹的预紧力矩时，联接螺纹便会松动而脱扣，为了解决脱扣现象，中国实用新型专利88207765.1说明书公开了一种抽油杆防脱器，该防脱器的外壳通过滚珠与心轴可旋转地相连，心轴端部的锥体球状面支承于外壳内，这种结构通过滚珠的相对滚动，消除了脱扣扭矩，但这种防脱器一方面由于外壳与心轴只能绕同一中心线相对转动，但抽油杆在上下往复运动时不可避免地出现由摆所引起的轴向弯曲，从而在心轴和外壳上仍产生一个加剧断裂的交变弯曲应力，大大影响了防脱器的使用寿命；另一方面，在抽油杆出现蜡卡、砂卡等井下事故而需要修井处理时，由于防脱器的可相对转动，而无法实现抽油杆的倒扣，只能用通井机硬拔抽油杆，直至拔断，或者将油管同时起出地面，锯断大部抽油杆。这两种方法均存在着既费工费时，又造成很大的浪费。
《石油机械》杂志1999年第5期40页介绍了“一种新型抽油杆防脱装置”。它由上接头下端的凹球面、装于外壳内的球座凹球面和心轴的凸球面组成一个能够自由旋转的类似关节的结构，外壳另一端还设计有内园锥孔面，使穿过其中的心轴能够自由摆动，这种防脱装置具有结构紧凑、承载能力大，能同时消除抽油杆工作过程中产生的脱扣扭矩和轴向弯曲所引起的交变应力，但它仍不能解决修井时所需的抽油杆倒扣作业问题，不可避免地造成严重的财产浪费现象。
本实用新型的目的是提供一种可倒扣式抽油杆防脱器，它不仅能有效地消除抽油杆的脱扣扭矩和轴向弯曲所引起的交变应力，而且能在修井时实现抽油杆的倒扣作业。
为了达到上述目的，本实用新型的可倒扣式抽油杆防脱器，包括上接头、外壳和心轴，该心轴上的球头正巧支承于上接头的凹球面内，外壳套住心轴的球头端并与上接头固连，心轴从外壳上的园锥孔伸出，所述心轴上还滑套有键环，心轴下端与下接头固连；键环两侧面设有键环榫爪；键环榫爪以及其与外壳榫爪和下接头榫爪相互间隔地交叉设置。
所述键环通过滑动垫圈相互分隔设置；键环之间的键环榫爪相互间隔地交叉伸入；靠近外壳和下接头的键环侧面上的键环榫爪和下接头榫爪相互交错地间隔设置。
采用上述结构后，由于上接头、心轴及其球头、外壳以及外壳上的园锥孔组成了一种球面关节结构，该结构的上接头和心轴间既能够相互自由转动又可左右摆动弯曲，从而有效地消除抽油杆上下往复运动所产生的脱扣力矩和轴向弯曲所起的交变应力，避免了抽油杆的脱扣现象和联接处的疲劳折弯断裂。更由于在外壳和下接头之间的心轴上，滑套了若干带榫爪的键环，当抽油杆遇卡时，反转抽油杆直至外壳榫爪、键环榫爪以及下接头榫爪相互抵住，继续转动抽油杆即能通过各榫爪传递倒扣力矩，使抽油杆倒扣而解卡，避免了抽油杆的拔断或锯断而造成的报废损失。又由于反转各榫爪直至抵住的空转角度范围可通过调整键环数来改变，这样既可广泛地适应各样抽油杆的使用要求，又能不影响消除脱扣扭矩所形成的转动，达到一举多得的效果。
下面结构附图对本实用新型作进一步详细的描述。
图1是本实用新型可倒扣式抽油杆防脱器的具体实施方式
的结构图；图2是
图1所示结构中的一个键环的主视图；图3是
图1所示结构中的一个键环的俯视图。
图1所示的可倒扣式抽油杆防脱器，包括上接头1、外壳12的心轴9。上接头1的上端设有可与上方抽油杆相连的螺纹孔，其下端设有凹球面，心轴9上的球头前端部分正好支承于该凹球面上；外壳12内有两段相通的异径孔，一段为园柱孔，该孔内装有球座10，球座10上的凹球面与球头11根部相吻合，以使球头11能在其上自由转动，异径孔另一段为外大内小的内园锥孔，心轴9从该孔穿出并能在该园锥孔中摆动一定角度，外壳12通过园柱孔内的螺纹段与上接头连接。心轴9的轴身上滑套着四个键环4，键环与键环之间通过滑动垫圈8相互分隔，键环4为带榫爪的环状结构，中间的两个键环4两侧面均设有一只键环榫爪3。而靠近外壳12和下接头6的键环4则是一侧设有一只榫爪，另一侧设有三只榫爪(如图2、图3所示)，这种结构既有利于保护外壳和下接头在倒扣时不被挤坏，又可平稳传递倒扣力矩。心轴9下端通过螺纹连接在下接头6的螺纹孔内，下接头6的下端外螺纹可与抽油杆接箍相联，在下接头6上端装有并帽5，并帽5并紧于心轴9的螺纹段上；并帽5上设有三只与键环榫爪3相互交叉对应的下接头榫爪7，当然下接头榫爪7也可直接设置于下接头6上。外壳12的下端也同样设有三只与键环榫爪3相对应的外壳榫爪2。两键环之间的榫爪相互间隔地交叉伸入，并可相互在对方榫爪根部的角度范围内自由转动。靠近外壳12和下接头6的键环，均是一侧榫爪与位于中间的键环的榫爪相交叉伸入，而另一侧的三只键环榫爪与三只外壳榫爪2和三只下接头榫爪7相互交错伸入，它们同样也可以在榫爪根部角度范围内转动。
当抽油杆上下往复运动时，其类似关节的心轴球头结构，可以消除脱扣扭矩和摆动引起的弯曲应力。当抽油杆遇卡需要倒扣时，只需反转抽油杆，使榫爪相抵接触，就可通过各榫爪的相抵作用而传递倒扣扭矩直至倒扣完毕。这样就同时满足了消除脱扣扭矩和传递倒扣扭矩的双重作用。
上述的键环榫爪4切面形状，既可为矩形，也可采用梯形等相应的形状；键环一侧面的榫爪数量不局限于一只或三只，还可采用二只或更多；键环的数量同样既可为四个，也可根据实际所需的反向空转角度设计为一个、二个、三个、五个或更多个，具有相同的可倒扣效果。这样的变换均落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种可倒扣式抽油杆防脱器，包括上接头(1)、外壳(12)和心轴(9)，该心轴(9)上的球头(11)正好支承于上接头(1)的凹球面内，外壳(12)套住心轴(9)的球头(11)端并与上接头(1)固连；心轴(9)从外壳(12)上的园锥孔伸出，其特征在于所述心轴(9)上还滑套有键环(4)，心轴(9)下端与下接头(6)固连；键环(4)两侧面设有键环榫爪(3)；键环榫爪(3)以及其与外壳榫爪(2)和下接头榫爪(7)相互间隔地交叉设置。
2.根据权利要求1所述的抽油杆防脱器，其特征在于所述键环(4)通过滑动垫圈(8)相互分隔设置；键环(4)之间的键环榫爪(3)相互间隔地交叉伸入；靠近外壳(12)和下接头(6)的键环(4)侧面上的键环榫爪(3)分别与外壳榫爪(2)和下接头榫爪(7)相互交错地间隔设置。
3.根据权利要求2所述的抽油杆防脱器，其特征在于所述键环(4)共有四个，中间两个键环(4)的两侧面上均设有一只键环榫爪(3)；靠近外壳(12)和下接头(6)的两个键环(4)的内侧面也设有一只键环榫爪(3)，其外侧面则均匀地设有三只键环榫爪(3)，该三只键环榫爪(3)分别与三只外壳榫爪(2)和三只下接头榫爪(7)相互交叉对应。
4.根据权利要求1、2或3所述的抽油杆防脱器，其特征在于所述外壳(1)通过球座(10)套于心轴(9)的球头(11)端，球座(10)上的凹球面与球头(11)根部相吻合。
5.根据权利要求1、2或3所述的抽油杆防脱器，其特征在于所述下接头(6)上装有并帽(5)，下接头榫爪(7)设置于并帽(5)上。
专利摘要本实用新型公开了一种可倒扣式抽油杆防脱器,它包括由上接头、外壳和心轴组成的类似关节的球面结构,在所述心轴上还滑套有带有榫爪的键环,心轴的下端连有下接头,反转抽油杆使所述各榫爪相抵,即可通过榫爪传递倒扣扭矩。该装置具有结构简单、承载负荷大的特点,它既可有效地消除脱扣扭矩和弯曲应力,又能方便地实现抽油杆倒扣作业。
文档编号E21B17/02GK2466337SQ01217168
公开日2001年12月19日 申请日期2001年1月12日 优先权日2001年1月12日
发明者王吉忠 申请人:东台市钻探工具厂