专利名称：多功能悬绳器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于连接抽油机与井口光杆的悬挂装置，特别是多功 能悬绳器。
背景技术：
目前，在油田生产中广泛应用的是一种夹板式悬绳器，它是由一块上板、 一块下板、中间顶丝(或中间垫块)、光杆卡子、悬挂钢丝绳构成的。它的作用 主要是悬挂井下杆柱及井下柱塞截面以上液柱重量并随抽油机做上下往复运 动。这种夹板式悬绳器本身是一个刚性体，当抽油机带动抽油泵做抽吸及排出 动作过程中抽油杆要承受本身杆体及液柱的拉力、向下运动的惯性力、与井液 及油管内壁的摩擦力、震动力等交变负荷。这些力传递到悬绳器上，由于其是 一个刚性体，不具备减震、缓冲及补偿作用，因此对井下杆柱及地面抽油机设 备没有保护作用。特别是当抽油机运动到上、下死点时受惯性力的影响最大， 在瞬间增载和减载，此时抽油机电流都会突增，不但影响电器设备的寿命，同 时浪费电能，而且有可能发生抽油杆断裂和脱扣事故，同时增加了光杆断裂的 几率， 一但出现断脱事故就得停产修井，不但影响了生产效率，而且增加了原 油生产成本。
另外，抽油机带动井下泵抽油过程中，在上下行程中负荷是不断变化的， 有个最大负荷与最小负荷，用测功仪器测试功图时可以正确反映出来。也就是 说通过井下负荷的变化可以测试出井下管、杆及抽油泵的工作状况。比如井下 泵双凡尔漏失、井简结蜡严重、油管漏失、油井出砂、结港、碰泵、气锁等井 下工作故障出现时，夹板式悬绳器是无法显示和反映的，因此抽油机会继续运 转，当井下出现双凡尔漏失、油管漏失、抽油杆底部断脱、气锁等故障时抽油 机照常运转是在做无用功，此时既浪费了电能又影响了生产效率。当井下出现 出砂、结垢、碰泵、油管结蜡等故障时井下负荷会明显增大，抽油机若继续运 转就很可能造成电机烧毁、卡泵、抽油杆断脱、泵体变形等严重事故，出现以 上事故后必定要停产维修才能恢复生产。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能悬绳器，能随时显示井下负荷变化, 并且具备减振、缓冲功能，有利于保护抽油机等抽油设备，便于油井工作人员 及时发现故障，保障油田生产有序进行。
本实用新型的目的是这样实现的 一种多功能悬绳器，包括一简状壳体， 在壳体内间隔套装着一内简体，抽油光杆从内简体中穿过，光杆卡子位于内简体顶端，内简体与壳体之间的环形空间内设置着缓冲弹簧，缓冲弹簧的下端位 于壳体内壁底端的环形挡肩上，缓冲弹簧的上端抵着内简体顶端的水平凸缘， 在壳体外壁上安装着一只重力表盘，重力表盘的指针由内简体驱动旋转。
本实用新型悬绳器在其上设计了缓冲防震装置，即通过缓冲弹簧的作用有 效地消除了部分震动，并起到了缓冲作用，减少了惯性负荷的负面影响，对井 下杆柱和地面设备起到了一定的保护作用。另外，在壳体外壁上安装着重力表 盘，当井下装置正常生产或有异常情况发生时，井下负荷的变化就会通过内简 体驱动重力表盘的指针旋转从而明显地反映出来，采油工人在巡井时观察重力 表盘就可看出抽油井是否正常地工作。若发现显示异常则立即通知技术人员， 由技术人员做出相应的措施以及时排除故障。本实用新型结构简单，易于制造， 生产成本低廉，能随时显示井下负荷变化，具备减振、缓冲功能，有利于保护 抽油机等抽油设备，便于油井工作人员及时发现生产故障，保障油田生产有序 进行，采油工作人员巡井时仅仅通过观察重力表盘的指针位置即可知道油井是 否正常工作，使用方便。
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。 图1为本实用新型的主视外观结构示意图2为本实用新型的主视半剖面结构示意图3为本实用新型的侧视半剖面结构示意图4为本实用新型断杆捕捉器的主视半剖面结构示意图5为图4中的A—A剖面结构示意图6为本实用新型断杆捕捉器上紧固套的主视剖面结构示意图； 图7为本实用新型断杆捕捉器上紧固套的侧视结构示意图； 图8为本实用新型另一种实施例的主视结构示意图。
具体实施方式
一种多功能悬绳器，如图l、图2、图3所示，包括一简状壳体4，在壳体 4内间隔套装着一内简体7，抽油光杆5从内简体7中穿过，光杆卡子12位于 内简体7顶端，内简体7与壳体4之间的环形空间内设置着缓冲弹簧6，所说的 缓冲弹簧6为碟簧或螺旋弹簧。缓冲弹簧6的下端位于壳体4内壁底端的环形 挡肩上，缓冲弹簧6的上端抵着内简体7顶端的水平凸缘。当抽油光杆5向下 运动时，光杆卡子12就推动内简体7向下运动，缓冲弹簧6受压缩；反之，在 缓冲弹簧6的作用下，内简体7向上运动。在壳体4外壁上安装着一只重力表 盘l,重力表盘l的指针2由内简体7驱动旋转。
如图3所示，重力表盘1的指针转轴一端装有齿轮14,内简体7—侧壁上竖直安装着一根齿条13,齿条13与齿轮W相啮合。齿条13还可以换成齿形带 与齿轮14相啮合。
如图8所示，还可以在内简体7—侧壁上竖直安装着一根拉杆19,拉杆下 端通过一根连杆18与指针2转轴一端铰接在一起，从而通过连杆机构带动指针 2旋转。
另外，本实用新型的重力表盘1可以为数字显示表盘，这样在内简体7内 壁上设置压力传感器和位移传感器，将光杆的负荷数据以及位移数据经过A/D 转换、CPU处理后在数字显示表盘上显示出来，从而可以实现重力的数字化显示，
这样可以实现石油生产数据的进一步数字化处理，易于实现远程控制和操作。
由于光杆卡子12位于内简体7顶端，当抽油光杆5上、下运动时，光杆卡 子12就推动内简体7向下运动，然后在缓冲弹簧6的作用下，内简体7再往上 运动，这样，内简体7受全部载荷力后随着负荷大小的变化做垂直伸缩运动， 同时带动齿条13上、下垂直运动，从而带动齿轮14轴上的指针2摆动，显示 出相应的重力值。内简体7下端的螺母是调节内简体7上、下位置的，并可防 止内简体7向上弹出。
如图l、图2、图3所示，在重力表盘l的盘面上对称设置着两只用以感知 指针位置的触发开关3。所说的触发开关3为接近开关或微动开关。如图l所示， 在壳体4的外周壁上还设置着一只遥控发射器17，遥控发射器17通过导线与触 发开关3相连。当触发开关3被指针2触发动作时，通过遥控发射器17就可以 发出控制信号对抽油机进行远程启停控制。
目前的悬绳器，没有断杆补救功能。当光杆从卡子的下端面(悬绳器上夹 板的上断面)处断裂后(目前90%的光杆断都是从此处断，因为该处是井下全部 杆、液重量的承重点，各种应力的集中点，再由于光杆卡子卡块的径向剪切力， 使实际光杆直径在此处变小，因此会因疲劳而断裂)下部光杆就穿过井口密封 器掉入井中，此时井口呈无控制状态，地面管线里的油、气及井下液、气会大 量喷出，造成浪费、污染、及安全隐患。
为此，在内简体7内的抽油光杆5上配合套装着一断杆捕捉器，如图4、图 5、图6、图7所示，断杆捕捉器包括上紧固套11和下卡套8，上紧固套ll内 由上到下分别设置着螺紋堵头15和光杆抱紧件，柠动螺紋堵头15就可以将光 杆抱紧件向光杆挤紧从而与光杆5 —起运动。在上紧固套ll的底面上均布设置 着水平导向槽16,下卡套8的上部柱简壁上均布设置着竖直导向槽10，均布安 装在上紧固套11下部外周缘上的螺栓分别位于所说的各竖直导向槽10内，上 紧固套ll下部配合套装在下卡套8的上部内，下卡套8的下部内壁为倒锥形内 壁，下卡套8内均布设置着卡块9，各卡块9的顶端导向块分别配合套装在所说的各水平导向槽16内。
断杆捕捉器与抽油光杆5连接，套装在抽油光杆5上，三只卡块9呈120 度间隔分布在下卡套8内。当光杆5断后整个断杆捕捉器随光杆5快速下滑， 与此同时内简体7上部空载并瞬间上弹(移)，在这一上一下反向大负荷的撞击 作用下，内简体7给断杆捕捉器上的下卡套8施加巨大动能，下卡套8向上推 动三个带倒齿卡块9呈120度向内收缩牙齿并径向吃进光杆表层，从而卡住正 在下滑的光杆5，起到捕捉作用。
断杆捕捉器能自动抓住光杆5，防止光杆5掉入井内造成油气泄漏事故。其 特点是机械动作快、接收的动能大、卡块抓得牢。这是现有夹板式悬绳器所不 具备的功能。
权利要求1、一种多功能悬绳器，包括一筒状壳体(4)，其特征是在壳体(4)内间隔套装着一内筒体(7)，抽油光杆(5)从内筒体(7)中穿过，光杆卡子(12)位于内筒体(7)顶端，内筒体(7)与壳体(4)之间的环形空间内设置着缓冲弹簧(6)，缓冲弹簧(6)的下端位于壳体(4)内壁底端的环形挡肩上，缓冲弹簧(6)的上端抵着内筒体(7)顶端的水平凸缘，在壳体(4)外壁上安装着一只重力表盘(1)，重力表盘(1)的指针(2)由内筒体(7)驱动旋转。
2、 根据权利要求1所述的多功能悬绳器，其特征是重力表盘(1)的指针 转轴一端装有齿轮(14 )，内简体(7 ) —侧壁上竖直安装着一根齿条(13 ), 齿条(13)与齿轮(14)相啮合。
3、 根据权利要求1或2所述的多功能悬绳器，其特征是在重力表盘(1) 的盘面上对称设置着两只用以感知指针位置的触发开关(3)。
4、 根据权利要求3所述的多功能悬绳器，其特征是所说的触发开关(3) 为接近开关或微动开关。
5、 根据权利要求1所述的多功能悬绳器，其特征是所说的缓冲弹簧(6) 为碟簧。
6、 根据权利要求1所述的多功能悬绳器，其特征是在内简体(7)内的抽 油光杆(5)上配合套装着断杆捕捉器，断杆捕捉器包括上紧固套(11) 和下卡套(8)，上紧固套(11)内由上到下分别设置着螺紋堵头(15)和 光杆抱紧件，在上紧固套(11)的底面上均布设置着水平导向槽U6); 下卡套(8)的上部柱简壁上均布设置着竖直导向槽(10)，均布安装在上 紧固套(ll)下部外周缘上的螺栓分别位于所说的各竖直导向槽(10)内， 上紧固套(11)下部配合套装在下卡套(8)的上部内，下卡套(8)的下 部内壁为倒锥形内壁，下卡套(8)内均布设置着卡块(9),各卡块(9) 的顶端导向块分别配合套装在所说的各水平导向槽(16)内。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能悬绳器，包括一筒状壳体，在壳体内间隔套装着一内筒体，抽油光杆从内筒体中穿过，光杆卡子位于内筒体顶端，内筒体与壳体之间的环形空间内设置着缓冲弹簧，缓冲弹簧的下端位于壳体内壁底端的环形挡肩上，缓冲弹簧的上端抵着内筒体顶端的水平凸缘，在壳体外壁上安装着一只重力表盘，重力表盘的指针由内筒体驱动旋转。本实用新型通过缓冲弹簧受力后的弹性变形量(位移)来显示井下工作负荷变化情况，用重力表盘的指针指示负荷大小，采油工作人员巡井时观察指针位置即可知道油井是否正常工作，使用方便。
文档编号E21B19/02GK201148846SQ20072018320
公开日2008年11月12日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者吕海锋, 张传勇, 张新民, 郭建波, 钱爱萍 申请人:张新民;张传勇