专利名称：防喷内锁式卡爪脱接器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于油田采油领域中，与管式抽油泵配套使用的井下工具。
技术背景 当油井所用油管内径小于管式抽油泵的柱塞直径时，必须使用脱接器，以实现抽 油杆柱与抽油泵柱塞的对接和脱开。目前油田在用的脱接器，主要是内卡外锁式结构，即弹 性卡爪的前端内孔有定位凸台。在对接时，当对接爪前端内孔插入定位杆工作位置后，内外 两个凸台相互挂住，此时外锁套受压縮弹簧弹力的推动，上行包住对接爪前端外表面，完成 对接。这种脱接器，经过长时间的使用后被发现存在如下缺陷在柱塞下冲程时，抽油杆柱 的下部会出现弯曲，因而对于连接在抽油杆柱下端的对接爪会产生弯折力，因为这种结构 脱接器的对接爪在主体定位杆上没有径向定位，浮动连接在定位杆上，所以非常容易导致 对接爪片在根部折断，或者发生外锁套变形或裂开。最终影响了这种结构脱接器的使用寿
实用新型内容 为了解决现有脱接器使用寿命短的问题，本实用新型提供一种防喷内锁式卡爪脱 接器，该种新型防喷内锁式卡爪脱接器采用对接爪前端外凸台阶与脱接器主体内孔凹槽挂 卡，然后由内锁体锁住对接爪前端内孔的定位方式，在这种定位方式下，不但锁定可靠，而 且对接爪片只承受拉伸载荷，不承受压应力，抽油杆柱下行弯曲时产生的弯折力受限于对 接爪主体外径和脱接器主体上端直口内径的配合，因而产生的弯折力不会传递给对接爪 片，对接爪不会发生折断事故，并且抽油杆柱下行推动柱塞下行的力也在直口处传递，使对 接爪片不承受压应力，因而极大地延长了脱接器的使用寿命。 本实用新型的技术方案是该种防喷内锁式卡爪脱接器，由工作筒、脱接器主体、 对接爪、内锁体、销轴、脱开卡钉、弹簧、胶碗座、密封胶碗、压环以及备帽构成，其中，所述工 作筒的内孔中部有一个具有大、小直径的变径台肩，在大内孔下端部有一个定位凸台；所述 脱接器主体中空，孔内的入口端有一个直口 ，孔内的中部有一个挂卡凹槽，中部沿轴向对称 开有两个可供脱开卡钉滑动的滑动槽，所述脱接器主体的下部称为内支撑体，脱接器主体 的底端为与抽油泵柱塞的螺纹连接端，在此连接端上部的脱接器主体上装配由胶碗座、密 封胶碗、压环以及备帽组成的防喷密封机构。所述对接爪的主体上端内孔开有内螺纹，作为 与抽油杆的连接端，另一端则由均匀分割开的若干爪片环绕成一个对接爪内孔，所述爪片 的底端外径上有一个挂卡凸台以及一个锥面，所述锥面与所述直口相配合，可引导对接爪 进入主体内孔时收縮对接爪片，所述对接爪的主体上端外径与所述直口内径相配合，所述 对接爪内孔与所述内锁体的小直径柱体相配合；所述脱接器主体、内锁体、销轴、脱开卡钉、 弹簧、胶碗座、密封胶碗、压环以及备帽均位于工作筒内，其中，所述弹簧位于内支撑体上的 中心孔内，其顶端与穿过销轴的内锁体相接触，所述内锁体的大直径柱体与脱接器主体内孔滑动配合，所述销轴的两端连接两个脱开卡钉，所述销轴与脱开卡钉的连接端位于滑动
槽，且突出于脱接器主体的最大外直径，并且限位于所述工作筒内孔中变径台肩的下方大
内孔区域；所述胶碗座、密封胶碗、压环以及备帽依次嵌入密封槽内固定。 本实用新型具有如下有益效果采用本种结构的脱接器，当对接爪片进入工作位
置后，因为有脱接器主体直口与对接爪主体外径的径向定位，所以当抽油杆柱下行弯曲时
产生的弯折力就不会传递给对接爪片，并且抽油杆柱的下行推力由对接爪主体与脱接器主
体在直口处传接，对接爪片不受压应力，只承受柱塞上冲程时的拉伸载荷，也就是说，对接
爪片不承受交变应力。因此，极大地提高了对接爪的使用寿命，解决了现有脱接器对接爪使
用寿命短的问题。
图1是本实用新型处于工作状态时的结构剖视图。
图2是本实用新型中脱接器主体的结构剖视图。 图3是图2的A-A剖面图。 图4是本实用新型中对接爪的结构剖视图。 图5是图4的A-A剖面图。 图6是本实用新型中内锁体的结构剖视图。 图7是本实用新型中压环的结构剖视图。 图8是本实用新型中工作筒的结构剖视图。 图中1-对接爪，2-工作筒，3-脱接器主体，4-内锁体，5-脱开卡钉，6-弹簧，7_内 支撑体，S-胶碗座，9_密封胶碗，10-压环，11-备帽，12-销轴，13-滑动槽，14-变径台肩， 15-定位凸台，16-挂卡凹槽，17-挂卡凸台，18-锥面，19-直口 ， 20-连接端，21-密封槽。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明 图1为本种脱接器处于工作状态时连接后的结构剖视图，如图中所示，该种防喷 内锁式卡爪脱接器，由工作筒2、脱接器主体3、对接爪1、内锁体4、销轴12、脱开卡钉5、弹 簧6、胶碗座8、密封胶碗9、压环10以及备帽11构成。 下面，详述各个组成部件的结构 图9是本实用新型中工作筒的结构剖视图。如图所示，所述工作筒2的内孔中部 有一个变径台肩14，设置此结构的主要目的在于当需要脱开时，上提抽油杆柱，使脱接器主 体进入工作筒上端小直径内孔后由这个限位凸台卡住内锁体上的两个脱开卡钉，迫使内锁 体压縮弹簧下移。此外，在所述工作筒2的大直径内孔下端部有一个定位凸台15，其主要目 的在于，当使用本脱接器在封堵期间，仅依靠脱接器主体和柱塞的自重是不能够退出工作 筒的，而设置了这个定位凸台后，当密封胶碗过定位凸台时受到压縮，在抽油杆柱的拉或压 力作用下可以进入或退出工作筒内，并且在井内液压作用下，密封胶碗可涨紧在工作筒内。 图2是本实用新型中脱接器主体的结构剖视图，图3是图2的A-A剖面图。如图所 示，所述脱接器主体3中空，孔内的入口端有一个直口 19，孔内的中部有一个挂卡凹槽16， 中下部沿轴向对称开有两个可供脱开卡钉5滑动的滑动槽13，所述脱接器主体的下部称为内支撑体，所述脱接器主体3的下部底端为与抽油泵柱塞的丝扣连接端20，在此连接端的 上方开有以备胶碗座8、密封胶碗9、压环10以及备帽11依次嵌入的密封槽21。 图4是本实用新型中对接爪的结构剖视图，图5是图4的A-A剖面图。如图所示， 所述对接爪1的主体端开有内螺纹，作为与抽油杆的连接端，另一端则由均匀分割开的若 干爪片环绕成一个对接爪内孔，所述爪片的底端在外径上有一个挂卡凸台17以及一个锥 面18，所述锥面18与所述直口 19相配合，所述对接爪内孔与所述内锁体4的小直径柱体外 径相配合。所述对接爪1的爪片数量优选为三片，以保证爪片有最大的承载横截面和合理 的脱接力。 上述组件的具体连接关系为，所述脱接器主体3、内锁体4、销轴12、脱开卡钉5、弹 簧6、胶碗座8、密封胶碗9、压环10以及备帽11均位于工作筒2内，其中，所述弹簧6位于 支撑体的中心孔内，其顶端与装配有销轴12的内锁体4相触，所述销轴12的两端连接两块 脱开卡钉5，所述销轴与脱开卡钉位于滑动槽13中，且突出于脱接器主体3的的最大外径， 并且限位于所述工作筒2内孔中变径台肩14的下方大内孔区域。脱接器主体下部装配防喷 机构，具体为所述胶碗座8、密封胶碗9、压环10以及备帽11依次嵌入密封槽21内固定。 具体使用时，将以上装配好的脱接器主体在下井前装配在抽油泵柱塞上端，放入 泵筒内，然后在泵筒上端装配工作筒，并将脱接器主体放入工作筒内处于防喷状态，随泵下 井；在下抽油杆柱时，将对接爪装配在下井的第一根抽油杆下端，随杆柱下入油井内，在对 接时，对接爪前端锥面18与脱接器主体前端的直口 19相接触后，对接爪片前端径向收縮进 入脱接器主体内孔后，下行时推动内锁体压縮弹簧下移，当对接爪片进入脱接器主体内孔 的工作位置时，即爪片上的挂卡凸台17进入到脱接器主体上的挂卡凹槽16内时，爪片依靠 其自身弹性恢复原状，同时，内锁体上部的小直径柱体在弹簧的弹力作用下被压入对接爪 由爪片形成的内孔中，将锁住对接爪凸台17的外径，使其定位于挂卡凹槽16内，实现对接。 当需要脱开时，上提抽油杆柱，脱接器主体进入工作筒上端内孔，变径台肩14卡住内锁体 上的两块脱开卡钉，迫使内锁体压縮弹簧下移出对接爪内孔，在抽油杆柱继续上提力的作 用下，对接爪前端收縮并移出脱接器主体内孔工作位置而与主体脱开，然后随同抽油杆柱 从油井内起出到地面。 本种脱接器实现防喷的原理如下只有在脱接器进入工作筒内，上提抽油杆柱才 能实现对接爪与脱接器主体的脱开，脱开后的对接爪将随同抽油杆柱起出到地面，而脱接 器主体则留在了工作筒内，此时密封胶碗封闭了油井液流的上行通道，可在油井检泵作业 时的起泵过程中，达到了防止从油管内喷油的目的。同样，为了防止在下泵过程中井液从下 井油管内喷出，在地面装泵时使脱接器主体预留在工作筒内，封闭了油井从油管内喷油的 上行通道，以实现下泵过程中的防喷作业施工。在封堵期间，仅依靠脱接器主体和柱塞的自 重是不能够退出工作筒的，因为工作筒下端内孔有定位凸台，当密封胶碗过定位凸台时受 压縮后，在抽油杆柱的拉力作用下可以进入工作筒内，并且在井内液压作用下，胶碗涨紧在 工作筒内。只有在与对接爪对接后，依靠抽油杆柱的重量才能够使脱接器主体退出工作筒， 从而取消防喷作用，随同柱塞进入泵筒内正常抽油。
权利要求一种防喷内锁式卡爪脱接器，由工作筒(2)、脱接器主体(3)、对接爪(1)、内锁体(4)、销轴(12)、脱开卡钉(5)、弹簧(6)、胶碗座(8)、密封胶碗(9)、压环(10)以及备帽(11)构成，其特征在于所述工作筒(2)的内孔中部有一个具有大、小直径的变径台肩(14)，在大内孔下端部有一个定位凸台(15)；所述脱接器主体(3)中空，孔内的入口端有一个直口(19)，孔内的中部有一个挂卡凹槽(16)，中部沿轴向对称开有两个可供脱开卡钉(5)滑动的滑动槽(13)，所述脱接器主体(3)的下部称为内支撑体(7)，脱接器主体的底端为与抽油泵柱塞的螺纹连接端(20)，在此连接端上部的脱接器主体上装配由胶碗座(8)、密封胶碗(9)、压环(10)以及备帽(11)组成的防喷密封机构；所述对接爪(1)的主体上端内孔开有内螺纹，作为与抽油杆的连接端，另一端则由均匀分割开的若干爪片环绕成一个对接爪内孔，所述爪片的底端外径上有一个挂卡凸台(17)以及一个锥面(18)，所述锥面(18)与所述直口(19)相配合，可引导对接爪进入主体内孔时收缩对接爪片，所述对接爪(1)的主体上端外径与所述直口(19)内径相配合，所述对接爪内孔与所述内锁体(4)的小直径柱体相配合；所述脱接器主体(3)、内锁体(4)、销轴(12)、脱开卡钉(5)、弹簧(6)、胶碗座(8)、密封胶碗(9)、压环(10)以及备帽(11)均位于工作筒(2)内，其中，所述弹簧(6)位于内支撑体(7)上的中心孔内，其顶端与穿过销轴(12)的内锁体(4)相接触，所述内锁体(4)的大直径柱体与脱接器主体内孔滑动配合，所述销轴(12)的两端连接两个脱开卡钉(5)，所述销轴与脱开卡钉的连接端位于滑动槽(13)中，且突出于脱接器主体(3)的最大外直径，并且限位于所述工作筒(2)内孔中变径台肩(14)的下方大内孔区域；所述胶碗座(8)、密封胶碗(9)、压环(10)以及备帽(11)依次嵌入密封槽(21)内固定。
2. 根据权利要求l所述的防喷内锁式卡爪脱接器，其特征在于所述对接爪(1)的爪 片数量为三片。
专利摘要一种防喷内锁式卡爪脱接器。主要解决现有脱接器对接爪片容易折断的问题；以及从油井内起出和下入深井泵时，井下原油易从油管内喷出地面的问题。其特征在于所述脱接器由工作筒(2)、脱接器主体(3)、对接爪(1)、内锁体(4)、销轴(12)、脱开卡钉(5)、弹簧(6)、胶碗座(8)、密封胶碗(9)、压环(10)以及备帽(11)构成，其中，所述对接爪(1)前端的外凸台阶与脱接器主体内孔中的凹槽挂卡，然后由内锁体锁住对接爪前端内孔。在脱接器主体底部则由胶碗座(8)、密封胶碗(9)、压环(10)以及备帽(11)构成防喷结构。该种脱接器具有防喷功能，并且其对接爪不承受交变应力，解决了对接爪易折断的问题，具有使用寿命长的特点。
文档编号E21B17/06GK201521259SQ20092021641
公开日2010年7月7日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者卫宇乾 申请人:卫宇乾