专利名称：防止抽油井杆断、脱的保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田抽油井杆的工装组配件，特别涉及一种防止抽油井杆断、脱的保护器。
背景技术：
在油田采油过程中，用抽油机(俗称磕头机)以卡箍卡住抽油井杆的顶端，在抽油井杆的下端连接有抽油活塞装置，使它们深插在地下的油井孔内，由抽油机带动使抽油井杆上的抽油活塞不断地上、下运动，实现从地下抽出石油；由于油井一般很深，必须用若干根长约6米的单个井杆来连接，方可得到与油井深度相同尺寸的抽油井杆；在单根井杆的一端有外螺纹，另一端有内螺纹，根据油井深度选定单根井杆数量，以在第一根的内螺纹内连接次一根的外螺纹的连接方式构成与油井深度尺寸相同的抽油井杆。当抽油井杆向上运动时，需要承受抽油井杆数总重量的重力。而向下运动时，承受的力量很少，这样就使抽油井杆的螺纹连接处，受交变应力以及震动的影响，易于松脱(松扣)，既不利于操作，又导致井杆的断裂，甚至有时使插在地下的抽油井杆断裂，而无法拔出，须打捞，但打捞费用相当昂贵；由于抽油井杆下端的抽油活塞，是抽油机带动作上、下运动，抽油井杆不能转动，因此，使活塞在活塞套内的运动摩擦固定在活塞套内的同一位置，减少活塞磨损，增加活塞的使用寿命。
发明内容
本实用新型目的是为了避免上述技术中存在的缺陷和不足之处，而提供既能防止井杆松脱、断裂又能减少活塞磨损的一种防止抽油井杆断、脱的保护器。
本实用新型的目的是以如下技术方案实现的防止抽油井杆断、脱的保护器，包括抽油井杆及其装于井杆顶端的卡箍，其特征在于在卡箍下面的抽油井杆套装转动装置，其转动装置包括上、下壳组成的壳体内，自上而下，依序装转盘，在转盘最大外径面处装蜗轮，与蜗轮相啮合的蜗杆，在与转盘相接的蜗轮内孔面上均布棘齿，与该棘齿相对应，在与蜗轮相接的转盘圆周面内对称设有与棘齿相啮合的棘爪组件，在蜗杆的前、后段上分别设有棘齿，与后段上的棘齿相对应，设有由棘爪座、带棘爪的套、压缩弹簧组成的，能上、下摆动的棘爪组件，在棘爪座的上、下圆周面端分别装运浮动顶套组件、带凸块的顶轴，在蜗杆的前段上设有棘齿，与该棘齿相对应设有锁定蜗杆转动的棘爪组件，在转盘下面连接与其同心的蝶簧定芯座，在定芯座的外圆上装蝶簧，蝶簧下端置有蝶簧垫，且使蝶簧垫与下壳内底间留有间距，在转盘与蝶簧定芯座的最大外圆的端面间置有推力球轴承，在推力球轴承与带凸块的顶轴间设有杠杆机构。蜗杆机构是由杠杆、轴、杠杆座组成。在卡箍下面的抽油井杆上套装有转动装置，就是使卡箍的下端压装在转盘顶面上、转盘的水平转动方向，也包括蜗轮副的转动方向，主要取决于井油杆螺纹连接的方向。一般常用左旋螺旋，此时，转盘、蜗轮副水平转动按顺时针转动设计，反之，按逆时针方向设计，所述的在转盘圆周面内对称设有的棘爪组件，它由带棘爪的套、弹簧组成，在转盘上开孔，在孔内装有弹簧、活动装入孔内，且使棘爪套上的棘爪与棘齿啮合；所述的在蜗杆后段设有的上、下摆动棘爪组件，由棘爪座、带棘爪的套、弹簧组成，且在棘爪座的上圆周面上端与浮动顶套组件相触，浮动顶套组件由下端带凸起顶块的顶套和在顶套内装压缩弹簧组成，于蜗杆左侧的上壳体上开孔，将顶套装入其内，可自由滑动，使顶套上的凸块与棘爪座的圆周面上端相触，相对应地在棘爪座圆周面下端与顶轴上的凸块相触，顶轴装在上壳体的孔内，可自由滑动，且使下端露出与杠杆的一端相触。当抽油井杆间的连接采用左旋螺纹连接时，抽油机带动抽油井杆向上提时，转盘就受到很大的向下重力的阻止，导致转盘压向蝶簧定芯座上的蝶簧、蝶簧得以受压由凸变平向下移动，此时，使触于推力球轴承下端的杠杆端也向下移动，而杠杆的另一端受力点支配，向上推动顶轴向上移动，从而使棘爪座向上摆，此时棘爪套内的弹簧受压，而使蜗杆得以转动，蜗杆转动的角位移，正好是蜗杆后段上的棘齿顺时针方向转一个棘齿；同时，由于蜗杆的转动，蜗轮产生同样的角位移，使蜗轮的棘齿向前转过一个棘齿；当抽油井杆向下滑时，此时，受重力向下的作用，转盘承载重力很小，蝶簧不受压而使由平复原成凸形，推力球轴承下端的杠杆端不受力，而杠杆的另一端的受棘爪套上端顶套压缩弹簧作用，使棘爪座向下摆，推动顶轴向下移动；但装在蜗杆前段上的棘爪锁定组件已将蜗杆锁定，不能按逆时针方向转动，因此，蜗杆、蜗轮顺时针方向转动的角位移，又使蜗轮中的棘齿顺时针方向向前转过一个棘齿，即抽油井杆上提、下滑过程中，蜗轮传动的角位移，等于棘轮向前转动一个棘齿；所述蜗杆前段上的锁定蜗杆转动的棘爪组件，由带棘爪的套和棘爪座组成。这样一来，通过抽油井杆不断的往、复上、下运动，转动盘不断的按顺时针方向转动，以致使在已有技术中抽油井杆螺纹连接处所受到的交变应力和震动的作用均转嫁在转盘上，同时又由于转盘的顺时针方向转动，使处于转动装置内的抽油井杆的螺纹连接处时时受到扭紧的力量，而不能松、脱，同时，也由于转盘的转动，使抽油井杆下端的活塞在活塞套内不时地变换摩擦位置，而减少磨损，从而实现本实用新型的目的。
与现有技术相比，本实用新型既能防止抽油井杆在正常工作中的松脱与断裂，而且又能减少活塞装置的磨损，增加活塞使用寿命，且使用安全、操作方便。
本实用新型共有二幅附图，其中附图1是本实用新型实施例之一的主视构造示意图。
附图2是图1的俯视图。
图中1、上壳 2、弹簧 3、棘爪座 4、棘爪 5、蜗杆6、棘爪座 7、带棘爪的套 8、下壳 9、蝶簧垫 10、蝶簧定芯座11、蝶簧 12、推力球轴承 13、蜗轮 14、转盘 15、压缩弹簧16、轴承套 17、带凸块的顶套 18、杠杆 19、轴 20、杠杆座21、带凸块的顶轴 22、卡箍 23、弹簧 24、带棘爪的套25、抽油井杆 26、弹簧具体实施方式
在图1、2所示的实施例之一中，其抽油井杆25间采用左旋螺纹连接，转盘14按顺时针方向转动，在上壳1、下壳8构成的壳体内，自上至下，依序装转盘14，蜗轮13、蜗杆5、蝶簧定芯座8，蝶簧11、蝶簧垫9，蝶簧垫9与下壳8的内底间留有5～7mm间距，在转盘14与定芯座8的最大外径的端面间装轴承套16，推力球轴承12，在蜗轮13的内孔面上布棘齿，与棘齿相对应，在转盘14的圆周面内，对称装带棘爪的套24、弹簧23组成的棘爪组件，与蜗杆5前、后段上的棘齿相对应，分别装由棘爪座6，带棘爪的套7，弹簧15组成的上、下摆动棘爪组件，由棘爪座3、弹簧2、棘爪4组成的锁定蜗杆转动的棘爪组件，于棘爪座6的圆周面上端与由带凸块的顶套17，弹簧26组成的浮动顶套组件相触，在棘爪座6圆周面下端与带凸块的顶轴21相触；在蜗杆5下方的下壳体8的内壁上以轴19在杠杆座20上装杠杆18，使杠杆18的一端与推力球轴承12的下端相触，另一端与带凸块的顶轴21的底端相触；在抽油井杆25上提、下滑过程中，蜗轮传动的角位移为0.3°，等于棘轮向前转过一个棘齿。
本实用新型的实施例之二，是抽油井杆间采用右旋螺纹连接，此时转盘14、蜗轮13、蜗杆5的转动方向应为逆时针方向，其余与实施例之一相同。
权利要求1.一种防止抽油井杆断、脱的保护器，包括抽油井杆(25)、及在井杆(25)顶端装有的卡箍(22)，其特征在于在卡箍(22)下面的抽油井杆(25)上套装转动装置，其转动装置包括上、下壳(17)、(18)组成的壳体内，自上而下依序装转盘(14)、在转盘(14)的最大外径面处装蜗轮(13)，与蜗轮(13)相啮合的蜗杆(5)，在与转盘(14)相接的蜗轮(13)孔面上均布棘齿，与该棘齿相对应，在与蜗轮(13)相接的转盘(14)的圆周面内对称设有与棘齿相啮合的棘爪组件；在蜗杆(5)的前、后段上分别设有棘齿，与后段上的棘齿相对应，装由棘爪座(6)，带棘爪的套(7)、压缩弹簧(15)组成的上、下摆动的棘爪组件，在棘爪座(6)的上、下圆周面端分别装有浮动顶套组件、带凸块的顶轴(21)，与蜗杆(5)前段上的棘齿相对应，装锁定蜗杆转动的棘爪组件，在转盘(14)下面连接与其同心的蝶簧定芯座(10)，在定芯座(10)的外圆上装蝶簧(11)，蝶簧(11)下端置有蝶簧垫(9)，且使蝶簧垫(9)与下壳(8)的内底间留有间距，在转盘(14)与蝶簧定芯座(10)的最大外圆的端面间置有推力球轴承(12)，在推力球轴承(12)与顶轴(21)间设有杠杆机构。
2.按权利要求1所述的防止抽油井杆断、脱的保护器，其特征在于所述的在转盘(14)的圆周面内对称装有的棘爪组件，由带棘爪的套(24)、弹簧(23)组成，其棘爪套(24)的棘爪与蜗轮(13)内孔面上的棘齿相啮合。
3.按权利要求1所述的防止抽油井杆断、脱的保护器，其特征在于所述的在蜗杆(5)前段棘齿处与其相对应设有锁定蜗杆(5)转动棘爪组件由棘爪座(3)、棘爪(4)、弹簧(2)组成。
4.按权利要求1所述的防止抽油井杆断、脱的保护器，其特征在于在推力球轴承(12)与带凸块的顶轴(21)间的杠杆机构由杠杆(18)、轴(19)、杠杆座(20)组成，在蜗杆(5)下方的下壳(8)的体壁上连接杠杆座(20)，以轴(19)使杠杆(18)铰接在杠杆座(20)上，杠杆(18)的一端与推力球轴承(12)的下端面相触，另一端与带凸块的顶轴(21)的底面相触。
5.按权利要求1所述的防止抽油井杆断、脱的保护器，其特征在于在蝶簧定芯座(10)的外圆上装蝶簧(11)的数量，至少由二组蝶簧(11)组成。
6.按权利要求1所述的防止抽油井杆断、脱的保护器，其特征在于在棘爪座(6)圆周面下端与带凸块的顶抽(21)相触，在棘爪座(6)的圆周面上端与由带凸块的顶套(17)、弹簧(26)组成的浮动顶套组件相触。
7.按权利要求1所述的防止抽油井杆断、脱的保护器，其特征在于抽油井杆(25)上提或下滑时，蜗轮传动的角位移，等于棘轮向前转动一个棘齿。
专利摘要一种防止抽油井杆断、脱的保护器，属于油田抽油井杆的工装组配件，其特征是在卡箍下面的井杆上装转动装置，转动装置包括在上、下壳的壳体内，依序装转盘、蜗轮、蜗杆、推力球轴承、蝶簧定芯座、蝶簧、蝶簧垫，在与转盘相触的蜗轮孔面上布满棘齿，与棘齿对应于转盘圆周面对称装棘爪组件，在与蜗杆的前、后段的棘齿相对应，分别设上、下摆动的棘爪组件和锁定蜗杆转动的棘爪组件。在蜗杆下方的下壳内以轴铰接有杠杆，使杠杆的一端与推力球轴承下端相触，另一端与上、下摆动棘爪组件的顶轴底部相触，当井杆上、下运动时，转盘依顺时针方向转动，给井杆螺纹连接处增加扭紧力。本实用新型既防止井杆断裂、松脱，又减少活塞磨损且操作安全，使用方便。
文档编号E21B17/10GK2702049SQ20042003116
公开日2005年5月25日 申请日期2004年4月10日 优先权日2004年4月10日
发明者尹有林, 徐文博, 方德全 申请人:方德全