可导电传扭矩抽油杆装置的制作方法

本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种可导电传扭矩抽油杆装置。

背景技术：

目前在高凝高粘稠油井排液采油过程中，普遍采用螺杆泵，同时为增加其泵效，需要对流入井筒内的稠油、高凝油及海上低温油进行加热，以降低其粘度、防止结蜡和便于流动。螺杆泵驱动需要抽油杆进行传递扭矩，井筒内高凝高粘稠油的流动需要加热，通常的做法是采用空芯抽油杆循环热油热水达到传递扭矩和加热降粘的目的，另一种做法是采用在螺杆泵管柱管外敷设电缆为井下电加热器通电加热，但这两种做法，只能对螺杆泵以上部分进行加热，而泵下的部分由于旋转等因素不能过电加热，特别是在深井，螺杆泵由于扬程、功率限制等原因不能下在油层部位或井筒内较深深度，导致稠油高凝油不易进入泵内，使泵效低下。

目前的螺杆泵采油排液加热装置专利技术有：

螺杆泵采油电加热装置，专利号：200820123813.X，公开了一种螺杆泵采油加热方法，其加热方式采用在空心抽油杆中填加加热电缆，只能为泵上部分加热。

油层电加热采油装置及其使用方法，专利号201410098385.X，公开了一种油层电加热采油装置，其加热方式是在油管的外壁面通过多个电缆卡子紧贴固定有多根钢铠加热电缆等。存在有施工复杂，由于电缆敷设在油管外壁上，直接与套管接触，易发生碰撞断脱等。为此，有必要设计一种将导电与传递扭矩为一体的可导电传扭矩抽油杆装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高凝高粘稠油及低温油层在螺杆泵排液时需要向底层加热降粘装置输送电力同时传导扭矩的可导电传扭矩抽油杆装置。

为此，本发明技术方案如下：

一种可导电传扭矩抽油杆装置，包括自上而下依次设置在一空心抽油杆内的导电插头、通电电缆和导电插座；其中，

在所述空心抽油杆内壁上覆有第一绝缘层；所述导电插头和所述导电插座分别设置并固定在所述空心抽油杆顶端和底端，并通过所述通电电缆使所述导电插头和所述导电插座之间形成电连接；

所述导电插头包括第一铜棒和设置在所述第一铜棒顶面上细铜棒；所述第一铜棒的外壁上包覆有第二绝缘层；

所述导电插座包括第二铜棒和包覆在所述第二铜棒外壁上的第三绝缘层，自所述第二铜棒底面向内凹陷开设有一用于插装导电插头的轴向插槽；

自所述细铜棒顶端开设有一将所述细铜棒上部分割为两瓣的轴向深槽，在所述轴向深槽内设置有一波浪形簧片，使所述细铜棒插入轴向插槽后，所述细铜棒上部两瓣式结构在所述簧片的弹力作用下向外扩张，与轴向插槽内壁始终保持接触状态。

其中，装置内导电用铜棒(包括第一铜棒、第二铜棒和细铜棒)也可以用银棒替换；但从成本角度和电力传输效率综合考虑，优选铜采用铜棒。

进一步地，在所述空心抽油杆顶端和底端分别连接有一能够活动拆卸的抽油杆接箍；所述抽油杆接箍为筒形，其内壁上设有连接内螺纹，使所述空心抽油杆与其上连接件或下连接件通过螺纹连接固定。

进一步地，在所述抽油杆接箍顶端和底端内壁上各开设有一个设置有密封圈的环形槽。

进一步地，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和第三绝缘层采用聚醚砜酮制成，其厚度为2～3mm。

由于该可导电传扭矩抽油杆装置为利用现有的中空抽油杆进行方案改进，因而在使用时，中空抽油杆的尺寸依据泵的排量和所需传递扭矩的多少进行选取，设置在抽油杆本体内的其他部件的尺寸根据中空抽油杆的尺寸进行适应性的调整，电力传导的同时保证扭矩的正常传递。

另外，由于可导电传扭矩抽油杆装置下入井内所需要的长度随具体井下情况而定，因此可以将多个可导电传扭矩抽油杆装置通过首尾的导电插头和导电插座相互连接，调整为适合的连接长度。同时，由于该可导电传扭矩抽油杆装置为一用于自上而下传递扭矩和电力的辅助机构，其还可以根据需要进行近似结构的变形，如变形为“一种可导电传扭矩抽油杆装置，包括自上而下依次设置在一空心抽油杆内的第一导电插头、通电电缆和第二导电插头。”类结构或“一种可导电传扭矩抽油杆装置，包括自上而下依次设置在一空心抽油杆内的第一导电插座、通电电缆和第二导电插座”类结构；当然，上述各部件仅存在重新组合方式的变化，而实际上各部件的具体结构不发生改变。

与现有技术相比，该可导电传扭矩抽油杆装置解决了以往在稠油、高凝油螺杆泵采油排液时只能为泵上部分电加热的难题，并克服了电缆敷设在油管外壁导电易发生碰撞断脱失效等弊端，通过对导电插头、导电插及导电方式的特殊设计构成长度适中且可调的可导电传扭矩抽油杆，满足深井深层稠油、高凝油螺杆泵采油时加热降粘传导扭矩并同时加热器输送电力需求，特别是能够为可越泵电加热提供了条件。

附图说明

图1为本发明的可导电传扭矩抽油杆装置的结构示意图；

图2为本发明的可导电传扭矩抽油杆装置的导电插头的结构示意图；

图3为本发明的可导电传扭矩抽油杆装置的导电插座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1所示，该可导电传扭矩抽油杆装置包括自上而下依次设置在一空心抽油杆11内的导电插头、通电电缆8和导电插座；其中，

在空心抽油杆11内壁上覆有第一绝缘层7；

导电插头和导电插座分别设置在空心抽油杆11顶端和底端，通电电缆8垂直设置在抽油杆11内，其顶端与导电插头的底面焊接固定、底端与导电插座的顶面焊接固定，使导电插头和导电插座实现电连接；通电电缆8的长度略长于导电插头底面至导电插座顶面的距离；

如图2所示，导电插头包括圆柱形的第一铜棒4和设置在圆柱形第一铜棒4顶面上的细铜棒2，且圆柱形第一铜棒4的外壁上包覆有第二绝缘层6；包覆有第二绝缘层6的圆柱形第一铜棒4的外径与覆有第一绝缘层7的空心抽油杆11的内径相适应，使导电插头挤压套装并固定在空心抽油杆11内侧顶端位置上；

如图3所示，导电插座包括圆柱形的第二铜棒9和包覆在圆柱形第二铜棒9外壁上的第三绝缘层12，自圆柱形第二铜棒9底面向内凹陷开设有一用于插装导电插头的轴向插槽10；包覆有第三绝缘层12的圆柱形第二铜棒9的外径与覆有第一绝缘层7的空心抽油杆11的内径相适应，使导电插座挤压套装并固定在空心抽油杆11内侧底端位置上；

所述细铜棒2为一通过金属熔焊固定在第一铜棒顶面中央处的细铜棒，自细铜棒顶端开设有一将细铜棒分割为两瓣的轴向深槽，轴向深槽几乎接近细铜棒底面；轴向插槽10的尺寸与细铜棒2的细铜棒的尺寸相适应；在所述轴向深槽内设置有一波浪形簧片3，使细铜棒插入对应导电插座，即轴向插槽10内后，两瓣式结构在簧片3的弹力作用下最大限度向外撑开，与导电插座的轴向插槽(10)内壁始终保持接触状态；

其中，第一绝缘层7、第二绝缘层6和第三绝缘层12采用耐温温度能够达到250℃的聚醚砜酮制成，其厚度为2～3mm；绝缘层的设置使导电部分与抽油杆11之间实现绝缘，同时也保证了该可导电传扭矩抽油杆装置的导电功率可抗1000伏峰值电压及150I工作电流；

其中，第一铜棒的顶面与空心抽油杆11的顶面齐平，使细铜棒2暴露在空心抽油杆11外部；第二铜棒9的底面与空心抽油杆11的底面齐平；

为了避免暴露在空心抽油杆11外部的细铜棒2受损，在空心抽油杆11顶端和底端还分别设置有一能够活动拆卸的抽油杆接箍1；具体地，抽油杆接箍1为内壁上设有连接内螺纹的中空筒形结构，其长度大于细铜棒2的长度；

在空心抽油杆11顶端和底端外壁上设有与抽油杆接箍1内壁上的连接内螺纹相互配合的连接外螺纹，同时，在邻近空心抽油杆11顶端和底端的外壁上各加工有一个用于对抽油杆接箍1进形限位的环形凸台，使抽油杆接箍1局部螺纹连接固定在空心抽油杆11顶端和底端，保证细铜棒2在该可导电传扭矩抽油杆装置处于未连接安装状态下时始终位于抽油杆接箍1内，有效避免导电插头部分受到损坏；

在位于抽油杆接箍1顶端和底端的内壁上各开设有一个设置有密封圈5的环形槽，保证该可导电传扭矩抽油杆装置与上连接件和下连接件通过抽油杆接箍1连接固定时，连接部件之间形成密封连接。

该可导电传扭矩抽油杆装置中的导电插头和导电插座为一对特殊结构设计，实现了部件之间的电连接目的；同时由于导电插头和导电插座分别设置在装置两端，这也使二者形成一个结合对，即对其进行应用时，可以通过多根可导电传扭矩抽油杆装置首尾依次连接，同时通过首尾的导电插头和导电插座相互的连接实现电连接并对下入井下的长度进行适应性调节，也可以通过对其它功能部件的连接处进行改进实现与之连接；最终实现将设置在地面上的螺杆泵驱动头所产生扭矩动力传递至专用螺杆泵，以驱动排液生产，同时其内的电缆，将电力动力传至井筒内或泵下的加热装置。