专利名称：油管管柱定压抻直刚性固定器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油开采中油井配套装置，是一种采用抽油机采油的油井中油管管柱的控制部件。
二背景技术：
在石油开采过程中，绝大多数是采用抽油机采油的油井。该类采油井大体由四部分组成，一是井筒部分，用套管固定于地下；二是油管管柱部分，用于将含有原油的液体举升到地面，其下面连接有抽油泵的泵筒；三是抽油杆杆柱部分，用于带动其下部的柱塞进行举升含有原油的液体；四是抽油机及地面部分，用于带动抽油杆杆柱进行往复运动，以保证将含有原油的液体连续不断地举升到地面。
由于抽油杆杆柱往复运动，举升的液柱将沿纵向向下产生冲击，使油管管柱产生振动和蠕动，致使油管管柱在周期的伸长和缩短。而抽油杆杆柱也是在作往复运动，与油管管柱的往复运动具有一个时间差，这样就使连接在抽油杆杆柱下面的柱塞运动，与连接在油管管柱下面的泵筒伸长或缩短的周期也同样产生一个时间差，导致柱塞在泵筒中的行程缩短，从而影响产液量。另外，由于油管管柱举升液体的内压和液柱沿纵向向下产生的冲击，使油管管柱产生螺旋弯曲，致使抽油杆杆柱在作上下往复运动时与其生产磨损，使抽油杆与油管的使用年限缩短，使正常的检修抽油泵作业时间明显缩短，严重的甚至使抽油杆磨断，造成事故。
目前石油系统解决上述问题的办法有以下四种1、在油管管柱下面加挂报废的油管，以增加重量达到减少油管管柱产生的振动和蠕动，悬挂油管的数量根据现场要求确定。2、用卡瓦类或锚爪类装置将油管管柱固定在套管上。3、用各种类型的油管锚定器将油管管柱固定在套管上。4、油管管柱柔性固定器，用橡胶筒作为固定件将油管管柱固定在套管内壁。
但是上述办法各自存在解决不了的问题，下面对其逐项进行说明。第1种虽然简单、经济，但是效果不理想，不可能从根本上消除振动和蠕动对油管管柱的影响，这只能算是一个比较原始的解决办法。第2种虽然固定的效果很好，可是卡瓦或锚爪对套管的损伤却很大，还有更为严重的是卡瓦或锚爪的轨道在交变载荷作用下出现形变的可能性很大，一旦出现这种情况，卡瓦或锚爪将恢复不到原来位置，这样整个油管管柱就取不出来，这将造成井上比较大的事故，所以目前在一些油田已经不准用此类产品。第3种产品是在低的液压力状态下剪断剪切螺钉的，液压力继续增大到一定数值后使油管管柱固定到套管上，此时井口和刚刚固定的位置使整个油管管柱处于抻直状态，可是继续增大的液压力，还会施加给整个油管管柱，使油管管柱在固定的两点之间继续伸长，结果就是增大了油管管柱的弯曲；另外，由于加工的条件限制，均布的剪切螺钉与孔在装配上存在误差，剪断剪切螺钉的受力就会不同，这就使这种产品的效果很不稳定，所以目前还没有能够在市场上定型。第4种产品虽然采用橡胶筒固定效果相对比较好，但是由于固定的力量有限和橡胶不能够在高温下长期工作，所以不能够在相对深的油井中使用，所以使用范围相当有限。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供一种“油管管柱定压抻直刚性固定器”，使用它可以按照需要固定力大小的要求刚性地将整个油管管柱固定在套管的内壁，在油管管柱内预留一定力，吸纳油管管柱的振动与蠕动，消除柱塞的行程损失，进而提高油井产液量，减少抽油杆与油管的磨损，延长油管与抽油杆的使用年限和检修抽油泵的周期。
本发明的技术解决方案是这样实现的，一种“油管管柱定压抻直刚性固定器”，由上接头通过上中心管、连接头、下中心管和下接头相连接而构成，在上接头上装有上标准矩形剪切块、上座封缸套和锁环，在下中心管上装有刚性固定油管管柱的胀紧连接套、下座封缸套、压缩胀紧连接套的上下圆锥头以及用于解除座封的卸压套和下标准矩形剪切块；胀紧连接套沿轴向上开有一通槽，可以在上下座封缸套的作用下张开，还可以在弹性力作用下收缩；上座封缸套上端具有用于安装上标准矩形剪切块的一定数量螺旋方向均布通孔，与上接头上台肩的螺旋槽相对应，在均布通孔和液压腔之间加工有一定长度的直环槽，与安装在上接头下部的锁环外圆的直环槽相吻合；上下座封缸套与上下中心管、密封头与上座封缸套和上接头、连接头与下座封缸套之间装有密封圈，用于密封上下座封缸套的液压腔。其特殊之处在于，1.“油管管柱定压抻直刚性固定器”直接安装在采用抽油机采油的油井井下油管管柱的底部、抽油泵的上部；2.在额定的设计压力作用下，将油管管柱抻直的同时剪断上标准矩形剪切块，同步推动上下座封缸套挤压胀紧连接套；3.当上座封缸套上端腔内所具有的直槽形部位移位到上接头内安装的锁环外表面上具有同样部位时，弹性使锁环张开，它们便咬合在一起，使胀紧连接套不能够后退，“油管管柱定压抻直刚性固定器”就固定在套管内壁。
在上述技术解决方案中，其特殊之处还在于，用胀紧连接套将油管管柱固定在套管的内壁，胀紧连接套表面硫化一层橡胶，减少胀紧连接套与套管内壁的刚性接触，降低油管管柱的蠕动和振动对套管的磨损。
在上述技术解决方案中，其特殊之处还在于，在胀紧连接套的轴向上具有比较大的通孔，
这样使开启胀紧连接套的力量达到最小，而固定住油管管柱并预留在其中的预紧力就能够达到最大另外，当胀紧连接套固定在套管内壁后，该通孔还可以形成常开的泄流通道，以保证液面测试和热洗井作业。
在上述技术解决方案中，其特殊之处还在于，在卸压套上设计有安装下标准矩形剪切块的螺旋方向均布通孔，与下接头上的矩形螺旋槽相吻合，当上述孔与槽对上后，下标准矩形剪切块就安装在里面。需要解除固定力时，上提油管管柱，当上提力能够剪断下标准矩形剪切块时，卸压套和下圆锥头向下移动，腾出的空间使胀紧连接套在弹性力作用下快速收缩，这样就卸掉胀紧连接套固定套管的力，达到解除座封的目的。
本发明的优点是，1、用胀紧连接套将油管管柱固定在套管内壁，可以承受比较大的载荷，将比较大的固定力预留在油管管柱内，即可以消除油管管柱的蠕动和振动，还不会对套管内壁产生损伤。2、采用标准矩形剪切块代替剪切螺钉，不但可以解决需要剪切力大、实施力的大小可以方便控制，还可以解决在上述状态下采用剪切螺钉对加工制造难以达到设计要求的现状。3、采用外表面具有直槽形的锁环，其外表面直槽形部位与上座封缸套上端具有相同部位相啮合，使胀紧连接套张开后不能恢复原状，将油管管柱固定在套管内壁。4、胀紧连接套轴向上具有比较大的均布通孔，当胀紧连接套开启后，其内部的通孔组成常开的泄流通道，可以满足液面测试和热洗井作业的要求。5、在卸压套上设计有安装下标准矩形剪切块的螺旋方向均布通孔，与下接头上部的矩形螺旋槽相吻合，当上述孔与槽对上后，下标准矩形剪切块就安装在里面；当需要解除固定力时，上提油管管柱，当上提力剪断下标准矩形剪切块时，卸压套和下圆锥头向下移动，腾出的空间使胀紧连接套在弹性力作用下快速收缩，这样就卸掉胀紧连接套固定套管的力，达到解除座封的目的。6、该装置制造简单，成本低廉，容易安装使用，便于推广。
附图1是“油管管柱定压抻直刚性固定器”的半剖结构图，附图2是“油管管柱定压抻直刚性固定器”中胀紧连接套的全剖结构图，附图3是“油管管柱定压抻直刚性固定器”中胀紧连接套的俯视图，附图4是“油管管柱定压抻直刚性固定器”在油井中安装的示意图。
下面我们对由于油管管柱蠕动与振动而使柱塞行程缩短，导致产液量减少，进行理论与实践的证明。
1、理论证明目前国际上普遍采用美国S.G吉布思为油井建立的抽油杆杆柱一唯带阻尼波动方程，它是一个二阶偏微分方程(双曲线型)∂u2∂t=c2∂2u∂x2-v∂u∂t(c2=Eρ,vveρA)]]>
上式后一项为井液对抽油杆杆柱的阻尼系数，它将直接影响到抽油杆杆柱所带动的抽油泵柱塞的运动轨迹。在实际工作中运用上式比较复杂，普遍采用简化的公式进行计算，如抽油泵柱塞与抽油泵泵筒间的最大相对位移即有效冲程的公式为Sp＝SG-et根据上述公式及已知条件，通过计算机进行计算，可以得到典型的抽油泵理论示功图。
(1).油管管柱抻直并且固定，没有气体影响，抽油泵的双凡尔不漏失且充满的抽油泵理论示功图如下 (2).油管管柱没有抻直固定，没有气体影响并且抽油泵的双凡尔不漏失的理论抽油泵示功图如下 式中SG＝S+eP-er，et＝WoL/AtEt，eP＝7.67×104L2/ER(Sn2/1790)。
其中SG——抽油泵柱塞总冲程，m；Sp——抽油泵柱塞有效冲程，m；S——地面冲程，m；et——油管管柱伸长或缩短，m；eP——抽油泵柱塞超行程，m；er——抽油杆杆柱的伸长(或缩短)，m；WO——液柱载荷，N；L——抽油杆杆柱或油管管柱长度，m；At——油管管柱平均横截面积，m2；
Et——油管管柱弹性模量，N/m2。
ER——抽油杆杆柱弹性模量，N/m2。
如果油管管柱抻直并且在抽油泵上部被固定，则et＝0，SP＝SG；如果油管管柱只是固定没有抻直， 则et＞0，SP＞SG。
通过以上常用的公式，我们可以得到一个共同点是如果油管管柱没有抻直并且固定，柱塞行程将减少一定量，但是这个量用上述公式很难确定，下面用实践的办法进行确定。
2、实践证明美国“中西部研究所”经过多年的努力，在大量试验数据的基础上经过整理、归纳后，得出一系列的表格、曲线和关系式，并编写了《有杆抽油系统(常规型)设计计算推荐作法》推荐给美国石油学会公布，1968年发表在《API钻井与开采实践》(从232页起)上，根据上面的资料可以得出与实际最接近的的结果。
《有杆抽油系统(常规型)设计计算推荐作法》得出的抽油泵柱塞冲程关系式为SP＝[(SP/S)×S]-[FO×1/Kt]如果油管管柱是抻直并且固定的，1/Ke＝0，故代表油管管柱抻直并且固定的公式SP＝[(SP/S)×S]。
其中SP-抽油泵柱塞冲程(抽油泵冲程)SP/S-无量纲抽油泵冲程，表示抽油系统特性的非独立变量，可以从API RP 11L提供的曲线图查得具体数值S-地面冲程(光杆冲程)FO-整个抽油泵柱塞截面液体负荷之差，也称总活塞载荷1/Kt-油管管柱未固定部分的弹性常数1/Kt＝Et×LL-从抽油泵到油管管柱固定到套管位置之间的距离Et-油管弹性常数，即单位长的油管在单位负荷作用下的伸长量。
当油管管柱的横截面积一定时，Et值是固定的。但是，因为L是从抽油泵到油管管柱固定到套管位置之间的距离，这样的话，油管管柱被固定到套管的位置越靠近抽油泵，则L值越小，1/Kt值也就越小。如果油管管柱悬浮在井筒内，就是说油管管柱固定在井口处，这时的L值实际上是从井口到抽油泵的距离，即油田普遍采用的说法——泵挂深度。
如果在抽油泵的上部就直接将油管管柱固定在套管内壁上，则L＝0，1/Kt值也就为0，所以，才出现上面所说的1/Kt＝0。但是，根据式1/Kt＝Et×L，这里含有一个先决条件就是Kt和Et必须为常数，也就是说这两个数不能够随着时间而改变，如果改变了，则不能称其为常数。如果油管管柱没有抻直就固定了，则增加的各种载荷将继续引起固定处以上部位的伸长(或缩短)，这时L就不可能为0。那么只有油管管柱在定压、抻直并且固定的状态条件下才能够满足这一要求，因此Kt和Et才能够等于常数，也只有在这样的条件下才有L＝0，1/Kt＝0这一结果。在这种状态下，抽油泵的示功图为最理想状态，此时油井的产液量将为最大。
下面，计算在此状态下影响产液量的数值大小。
现在将美国API设计计算的例子复述如下[摘自1977年2月第三版“API RP 11L有杆抽油系统(常规型)设计计算推荐作法”设计计算表举例]已知或假定数据液面深度，H＝4500ft泵挂深度，L＝5000ft油管规格2in，油管管柱没有抻直固定冲数n＝16min-1冲程长度，S＝54in柱塞直径，D＝1.50in液体相对密度，G＝0.9抽油杆柱33.8％-7/8″+66.2％-3/4″录自表A-1和A-2的数据1.Wr＝1.833(表A-1‘抽油杆与抽油泵参数’中第3栏)2.Er＝0.804×10-6(表A-1‘抽油杆与抽油泵参数’中第4栏)3.Fc＝1.082(表A-1‘抽油杆与抽油泵参数’中第5栏)4.Et＝0.307×10-6(表A-2‘油管参数’中第5栏)计算无因次变量5.Fo＝0.340×G×D2×H＝0.340×0.9×2.25×4500＝3098Ib6. 1/Kr＝Er×L＝0.804×10-6×5000＝4.020×10-3in/Ib7.SKr＝S÷1/Kr＝54÷4.020×10-3＝13433Ib8.Fo/SKr＝3098÷13433＝0.2319.N/No＝NL÷245000＝16×5000÷245000＝0.32610.N/No’＝N/No÷Fc＝0.326÷1.082＝0.30111. 1/Kt＝Et×L＝0.307×10-6×5000＝1535×10-6in/Ib求SP12.SP/S＝0.86(根据N/No和Fo/SKr值在图A-2‘活塞冲程因子’中查得SP/S值)
13.SP＝[(SP/S)×S]-[F0×1/Kt]＝[0.86×54]-[3098×1535×10-6]＝46.44-4.76＝41.7in其中“46.44-4.76”项中的“46.44”为油管抻直并固定时的柱塞总冲程，占柱塞总冲程的88.6％；“4.76”项为油管因没有抻直并固定而带来的柱塞冲程损失，占柱塞总冲程的11.4％。
抽油泵的排量＝(0.1166×n×D2)×SP式中(0.1166×n×D2)项中的n和D因为是固定数值项，所以排量只因SP的改变而变化，即当油管管柱抻直并固定时，影响冲程与影响产液量的比例是一样的，都是11.4％。
综合以上理论与实践的论证，可以得出如下结论油管管柱在额定的压力作用下抻直的同时固定，预留在油管管柱内的力将消除液柱惯性对其产生的影响，其直接结果是增大柱塞的行程，增加产液量11.4％；间接结果是消除了油管管柱的弯曲，减少了抽油杆杆柱与油管管柱的磨损，延长油管与抽油杆使用年限和检修抽油泵的周期。
四
图1是“油管管柱定压抻直刚性固定器”的半剖结构图。其中的1是上接头，上面的螺纹用于连接油管管柱，下面的螺纹用于连接上中心管；中间有两个台肩，上台肩具有与标准矩形剪切块相吻合的螺旋槽，下台肩的下部安装有锁环；上接头的最下部安装有密封头，用于固定锁环。2是护帽，用于固定上护套，间接保护上标准矩形剪切块。3是上标准矩形剪切块，用于在额定压力下被剪断，安装在上座封缸上部的螺旋方向均布通孔和上接头上台肩的螺旋槽里面。4是上护套，用于保护上标准矩形剪切块，安装在上座封缸套上部。5是锁环，用于固定上座封缸套，其轴向具有一通槽，在装配后处于收缩状态；外表面具有与上座封缸套上部内表面所具有的直环槽相同，当其张开后能够吻合在一起。6是密封头，用于固定锁环和密封上座封缸套，其上部用螺纹与上接头相连接，用于固定锁环；内表面与外表面均安装有密封环，用于密封上座封缸套。7是上座封缸套，用于将油管管柱内的液压力转变为轴向推力，其下部外圆螺纹连接下座封缸套，内圆采用密封圈连接上中心管，液压腔与上中心管的进液孔相连通；上座封缸套的上部具有螺旋方向均布通孔，与上接头上台肩螺旋槽相吻合，用于安装上标准矩形剪切块；均布通孔下面的液压腔内具有一定长度的直环槽，能够与锁环外表面的直环槽相吻合。8是下座封缸套，用于将油管管柱内的液压力转变为轴向推力，其液压腔下部直接与连接头下部接触，上部与上座封缸套采用螺纹相连接，中间的空间用于保证液压缸的行程；其头部外圆采用螺纹与上圆锥头相连接，内圆采用两组密封圈与下中心管相连接，两组密封圈之间为下中心管的进液孔，保证当没有剪断上标准矩形块并推动上座封缸套前此缸不能够启动。9是上中心管，用于连接上接头和连接头，其上部开有对称的通孔，便于对上座封套施加液压力。10是连接头，用于连接上中心管和下中心管，其下部外圆具有密封圈，用于密封下座封缸套。11是下中心管，用于连接连接头和下接头，其上部开有对称的通孔，便于对下座封缸套施加液压力；外表面套装有下座封缸套、上圆锥头、胀紧连接套、下圆锥头和卸压套。12是上圆锥头，采用外圆锥面挤压胀紧连接套，其上部通过螺纹与下座封缸套相连接，下部通过外圆锥面与胀紧连接套内圆锥面相连接，内孔与下中心管相套接。13是胀紧连接套，用于将“油管管柱定压抻直刚性固定器”固定在套管内壁，该件两侧为对称的内圆锥面，与上下圆锥头的外圆锥面相连接，内孔与下中心管相套接；其外表面具有沿轴向的圆环槽，槽的外面硫化有一层橡胶；另外，还具有比较大的轴向通孔，并且还沿轴向上断开一通槽，使其能够在弹性力作用下张开与收缩。14是下圆锥头，与上圆锥头形状相同，用外圆锥面挤压胀紧连接套，上部通过外圆锥面与胀紧连接套内圆锥面相连接，下部通过螺纹与卸压套相连接。15是卸压套，用于解除座封固定力，上部通过螺纹与下圆锥头相连接，下部具有螺旋方向均布通孔，与下接头上部外表面的螺旋槽相吻合。16是下标准矩形剪切块，用于限制解除座封固定力，安装在卸压套下部螺旋方向均布通孔和下接头上部外表面的螺旋槽里面。17是下护套，用于保护下标准矩形剪切块。18是下接头，上部内螺纹用于连接下中心管，上部的外表面螺旋槽用于安装下标准矩形剪切块，下部的外螺纹用于连接抽油泵。
图2是“油管管柱定压抻直刚性固定器”中胀紧连接套的全剖结构图。胀紧连接套两侧为对称的内圆锥面结构，沿其轴向上均布有比较大的通孔，并均布直圆槽，在直圆槽的外表面硫化有一层橡胶。
图3是“油管管柱定压抻直刚性固定器”中胀紧连接套的俯视图。沿其径向上均布有比较大的通孔，在该图的下面具有一通槽，其外表面硫化有一层橡胶。
图4是“油管管柱定压抻直刚性固定器”在采油井中安装时的示意图。其中的1-18是“油管管柱定压抻直刚性固定器”，19是地面加压装置，20是油管管柱，21是井筒，22是套管，23是抽油泵。
五具体实施方式
以下结合附图1、2、3、4对本实用新型作进一步的说明上接头1(见附图1)的上端具有油管螺纹，其下端通过螺纹与上中心管9(见附图1)相连接；上中心管9(见附图1)的上部接近螺纹处具有通孔，与上座封缸套7(见附图1)的液压腔相连通，其下端通过螺纹与连接头10(见附图1)相连接；下中心管11(见附图1)的上部具有通孔，与下座封缸套8(见附图1)头部两组密封环之间部位相连通，其下端通过螺纹与下接头18(见附图1)的上端螺纹相连接。护帽2(见附图1)通过螺纹与上接头1(见附图1)相连接，再经过其上部的开槽锥端紧定螺钉使其固定在上接头1(见附图1)上。上护套4(见附图1)套装在上座封缸套7(见附图1)的上部，通过护帽2(见附图1)将其固定。上标准矩形剪切块3(见附图1)安装在上座封缸套7(见附图1)上部的螺旋方向均布通孔和上接头1(见附图1)上台肩的螺旋槽内，上座封缸套7(见附图1)上部的均布通孔和上接头1(见附图1)上台肩的槽采用螺旋方向，使其能够在旋转后容易对上，保证方便地安装上标准矩形剪切块3(见附图1)。锁环5(见附图1)安装在上接头1(见附图1)的下台肩下部和密封头6(见附图1)的下部，密封头6(见附图1)通过螺纹将锁环定位在上接头1(见附图1)的下端；锁环5(见附图1)具有一定的弹性，强制闭合后安装在上座封缸套7(见附图1)部分液压腔和部分直环槽内。密封头6(见附图1)的内外密封环和上座封缸套7(见附图1)下部的密封环组成密闭的上座封缸套7(见附图1)的液压腔，用于将油管管柱内的液压力转变为座封缸套7(见附图1)的轴向推力。下座封缸套8(见附图1)的上部，由上座封缸套7(见附图1)、连接头10(见附图1)和上中心管9(见附图1)形成一段空腔，用于限制上座封缸套7(见附图1)和下座封缸套8(见附图1)的行程；连接头10(见附图1)直接安装在下座封缸套8(见附图1)的下部液压腔内，下中心管11(见附图1)的进液孔位于下座封缸套8(见附图1)头部两组密封环之间，当上座封缸套7(见附图1)没有剪断上标准矩形剪切块3(见附图1)之前，此进液孔处于关闭状态，只有当上座封缸套7(见附图1)剪断上标准矩形剪切块3(见附图1)并推动上座封缸套7(见附图1)和下座封缸套8(见附图1)一起下行，才能够使此进液孔位于下座封缸套8(见附图1)的液压腔内，此时液压腔才能够起作用。上圆锥头12(见附图1)和下圆锥头14(见附图1)形状相同为对称结构，其外圆锥面与胀紧连接套13(见附图1、附图2)两端内圆锥面相吻合，当上下座封缸套推动上圆锥头12(见附图1)向下运动时，下圆锥头由于受卸压套15(见附图1)、下标准矩形剪切块16(见附图1)和下接头18(见附图1)的限制而不能运动，所以将通过他们结合的圆锥面压缩胀紧连接套13(见附图2)，使其张开；胀紧连接套13(见附图3)张开后，露出其内部的轴向通孔，该通孔成为常开的通道。卸压套15(见附图1)通过螺纹安装在下圆锥头14(见附图1)的下部，其内腔为卸压时的行程腔，当进行检修抽油泵作业需要卸压时，上提油管管柱20(见附图4)带动1-12(见附图1)以及18(见附图1)上行，如果上提的力剪断下标准矩形剪切块16(见附图1)时，下接头18(见附图1)进入卸压套15(见附图1)的内腔，上下圆锥头分开，使胀紧连接套13(见附图1)在弹性力作用下自动收缩，达到卸掉固定力的目的；卸压套15(见附图1)的下部具有螺旋方向均布通孔，与下接头18(见附图1)上部外圆的螺旋槽相对应，采用螺旋方向是便于通孔与槽对上，这样容易安装下标准矩形剪切块16(见附图1)。下接头18(见附图1)的上端外圆具有螺旋槽，用于安装下标准矩形剪切块16(见附图1)，下端具有油管螺纹，用于连接抽油泵23(见附图4)。
本“油管管柱定压抻直刚性固定器”通过上接头1(见附图1)连接在油管管柱20(见附图4)的下端部，通过下接头18(见附图1)连接在抽油泵23(见附图4)的上端部，下入到油井井筒21(见附图4)内。通过地面高压水泵19(见附图4)向油管管柱20(见附图4)内施加液压力，流经“油管管柱定压抻直刚性固定器”1-18(见附图1)达到抽油泵23(见附图4)，由于抽油泵凡尔自然关闭，整个施压处于封闭加压状态。此时液体进入“油管管柱定压抻直刚性固定器”，通过上中心管9(见附图1)上部的通孔，向下推动上座封缸套7(见附图1)，当推动上座封缸套7(见附图1)达到剪断上标准矩形剪切块3(见附图1)时，上座封缸套7(见附图1)向下移动时带动下座封缸套8(见附图1)，推动上圆锥头12(见附图1)下移，压缩胀紧连接套13(见附图1、附图3)，使其在轴向上被压缩、沿径向张开，当张开到一定程度就会使胀紧连接套13(见附图2)的外表面紧紧地贴在井筒21(见附图4)中套管22(见附图4)的内壁，由于套管内壁长期暴露在井液中，井液内的腐蚀气体使套管内壁产生很多不规则的凸凹腐蚀物，胀紧连接套13(见附图1、附图3)通过这些凸凹不平的腐蚀物就会将油管管柱20(见附图4)紧紧地固定在套管22(见附图4)的内壁上；当上座封缸套7(见附图1)上端的直环槽向下移动到锁环5(见附图1)处时，弹性力使闭合的锁环5(见附图1)张开，锁环5(见附图1)外表面直环槽便与上座封缸套7(见附图1)上端的直环槽咬合在一起，这样，通过“油管管柱定压抻直刚性固定器”1-18(见附图1)使油管管柱20(见附图4)紧紧地固定在套管22(见附图4)的内壁上。当需要进行测试和热洗井作业时，通过胀紧连接套13(见附图3)开启后的轴向通孔就可以进行正常的测试和热洗井作业。当需要进行检修抽油泵时，上提油管管柱20(见附图4)并带动1-12(见附图1)以及18(见附图1)上行，如果上提的力剪断下标准矩形剪切块16(见附图1)时，下接头18(见附图1)进入卸压套15(见附图1)的内腔，上下圆锥头分开，使胀紧连接套13(见附图3)在弹性力作用下自动收缩，使胀紧连接套13(见附图2、附图3)恢复原状，从而解除油管管柱20(见附图4)的固定。
权利要求一种油管管柱定压抻直刚性固定器，由上接头(1)通过螺纹与上中心管(9)相连接，上中心管(9)下端通过螺纹与连接头(10)相连接，连接头(10)下端通过螺纹与下中心管(11)相连接，下中心管(11)下端通过螺纹与下接头(18)相连接而构成，其特征是(1)护帽(2)、上标准矩形剪切块(3)和上护套(4)将上座封缸套(7)的上部固定在上接头(1)上台肩部；(2)锁环(5)闭合后安装在上座封缸套(7)液压腔内，以及上接头(1)下台肩下部和密封头(5)组成的槽内；(3)密封头(5)通过螺纹固定在上接头(1)的下端；(4)上中心管(9)的上部通过螺纹与上接头(1)相连接，其下部通过螺纹与连接头(10)相连接；(5)下座封缸套(8)的上部通过螺纹与上座封缸套(7)的下部相连接，其下部通过螺纹与上圆锥头(12)相连接；(6)下中心管(11)的上部通过螺纹与连接头(10)相连接，其下部通过螺纹与下接头(18)相连接(7)胀紧连接套(13)的上部通过内圆锥面与上圆锥头(12)的外圆锥面相套接，其下部通过内圆锥面与下圆锥头(14)的外圆锥面相套接，其内部具有比较大的轴向通孔、外表面硫化一层丁腈橡胶；(8)下圆锥头(14)下部通过螺纹与卸压套(15)相连接；(9)卸压套(15)通过下标准矩形剪切块(16)和下护套(17)固定在下接头(18)的上部。
专利摘要本实用新型属于石油开采中油井配套装置，是一种采用抽油机采油油井上的油管管柱控制部件。主要由上接头、上中心管、连接头、下中心管和下接头相连接而构成，其特征是固定部件是胀紧连接套，在额定的液压力作用下，将油管管柱抻直的同时剪断上标准矩形剪切块，同步推动上座封缸套，启动并与下座封缸套一起压缩胀紧连接套；当将上座封缸套上端内部具有直环状部位移位到上接头下台肩安装的锁环外表面的直环状部位时，弹性使闭合的锁环张开，使其咬合在一起，这样便使上座封缸套和下座封缸套在额定的压力作用下推动上圆锥头压开胀紧连接套，使其紧紧地固定在套管的内壁上。其优点是固定力大，适合任何深度的油井需要；使用安全可靠，操作方便。
文档编号E21B29/00GK2695612SQ20042000001
公开日2005年4月27日 申请日期2004年1月5日 优先权日2004年1月5日
发明者关辅民 申请人:关辅民