抽油杆防偏磨装置和抽油杆的制作方法

本发明涉及油田有杆泵采油技术领域，特别涉及抽油杆防偏磨装置和抽油杆。

背景技术：

游梁式抽油机采油是有杆泵采油技术的一种。

在游梁式抽油机采油过程中，游梁式抽油机带动抽油杆在油管内上下往复运动，同时将动力传递给井下的柱塞泵。在柱塞泵的作用下，油液通过油管上升到地面，完成采油。游梁式抽油机采油性能可靠、操作方便，目前在各大油田广泛使用。

在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

当游梁式抽油机采油运用在斜井段时，由于井斜的原因，抽油杆在做上下往复运动时，抽油杆与油管内壁容易接触并发生偏磨，导致抽油杆与油管之间的憋劲力和运动时的摩擦阻力较大，甚至导致抽油杆磨断和油管磨漏的问题。

技术实现要素：

为了解决抽油杆与油管偏磨的问题，本公开提供了抽油杆防偏磨装置和抽油杆。所述抽油杆防偏磨装置和抽油杆的技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种抽油杆防偏磨装置，所述抽油杆防偏磨装置包括：本体1、固定件2、限位套3、摆动杆4，其中：

限位套3套装在本体1的下部，限位套3与本体1之间通过固定件2固定；

限位套3和本体1的内部形成空腔，所述空腔的上部为类球形空腔、下部为类锥形开口；

摆动杆4包括球形头部401和杆体402，球形头部401的尺寸与所述类球形空腔的尺寸相匹配，球形头部401安装于所述类球形空腔中，杆体402设置于所述类锥形开口中；

所述类锥形开口与所述类球形空腔的连接位置的直径小于球形头部401的直径，大于杆体402位于所述类锥形开口内的部分的直径，小于所述类锥形开口底部开口位置的直径；

本体1用于连接抽油杆的第一杆段，杆体402用于连接抽油杆的第二杆段。

可选的，本体1包括球形孔101、锥形孔102、圆孔103、槽104，圆孔103与球形孔101相通，槽104与锥形孔102相通；

圆孔103的直径大于球形头部401的直径；

槽104的最小宽度大于杆体402位于所述类锥形开口内的部分的直径。

可选的，限位套3包括筋301，筋301的内表面与本体1的内部形成所述空腔。

可选的，杆体402包括螺纹杆段403，螺纹杆段403位于杆体402最下端，螺纹杆段403上具有内螺纹或外螺纹，螺纹杆段403用于连接所述抽油杆的第二杆段。

可选的，杆体402还包括四方轴段，所述四方轴段位于螺纹杆段403上方。

可选的，摆动杆4的直径最大部分位于所述四方轴段。

可选的，固定件2为螺钉；

限位套3侧壁具有至少一个通孔，本体1下部侧壁具有至少一个螺纹孔，每个螺纹孔的位置分别与一个通孔相对应。

可选的，本体1上部具有内螺纹或外螺纹，所述内螺纹或外螺纹用于连接所述抽油杆的第一杆段。

可选的，本体1外壁上具有限位套3的限位台。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种抽油杆，所述抽油杆包括第一杆段、第二杆段与第一方面任一所述的抽油杆防偏磨装置，其中：

本体1与所述第一杆段连接，杆体402与所述第二杆段连接。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种抽油杆，所述抽油杆包括第一杆段、第二杆段与第一方面任一所述的抽油杆防偏磨装置，其中：

所述多个抽油杆防偏磨装置串联；

位于上端抽油杆防偏磨装置的本体1与所述第一杆段连接，位于下端抽油杆防偏磨装置的杆体402与所述第二杆段连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

抽油杆防偏磨装置的本体1可以与抽油杆的第一杆段连接，抽油杆防偏磨装置的杆体402可以与抽油杆的第二杆段连接。抽油杆防偏磨装置的球形头部401与类球形空腔形成一个球面副，因此，摆动杆4可以以球形头部401的球心为圆心在类锥形开口内做任意方向的一定幅度的摆动。当发生偏磨时，抽油杆的第二杆段与油管内壁相接触，此时，油管会对抽油杆的第二杆段产生反力。这时，抽油杆的第二杆段会随着摆动杆沿反力的方向做一定幅度的转动。这样抽油杆与油管之间的憋劲力和摩擦力就会变小，从而减轻抽油杆和油管的偏磨。避免因偏磨造成的抽油杆磨断、油管磨漏等事故。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是根据实施例示出的抽油杆防偏磨装置的主视图的剖面图；

图2是根据实施例示出的抽油杆防偏磨装置本体的侧视图。

图例说明

1、本体，101、球形孔，102、锥形孔，103、圆孔，104、槽，2、固定件，3、限位套，301、筋，4、摆动杆，401、球形头部，402、杆体，403、螺纹杆段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种抽油杆防偏磨装置，如图1所示，所述抽油杆防偏磨装置包括：本体1、固定件2、限位套3、摆动杆4，限位套3套装在本体1的下部，限位套3与本体1之间通过固定件2固定。限位套3和本体1的内部形成空腔，空腔的上部为类球形空腔、下部为类锥形开口。摆动杆4包括球形头部401和杆体402，球形头部401的尺寸与类球形空腔的尺寸相匹配，球形头部401安装于类球形空腔中，杆体402设置于类锥形开口中。类锥形开口与类球形空腔的连接位置的直径小于球形头部401的直径，大于杆体402位于类锥形开口内的部分的直径，小于类锥形开口底部开口位置的直径。本体1用于连接抽油杆的第一杆段，杆体402用于连接抽油杆的第二杆段。

在实施中，杆体402的长度可以根据需要随意设置，杆体402穿过类锥形开口。球形头部401与类球形空腔组成球面副，类球形空腔的直径应略大于球形头部401的直径。这样，可限制摆动杆4上下、左右串动，并且可以减小抽油杆改变轴线方向时球形头部401与类球形空腔内表面之间产生的冲击载荷，避免因抽油杆防偏磨装置疲劳破坏导致抽油杆断脱。

可选的，本体1具有多个孔型结构，相应结构可以如下:本体1包括球形孔101、锥形孔102、圆孔103和槽104，圆孔103与球形孔101相通，槽104与锥形孔102相通。圆孔103的直径大于球形头部401的直径。槽104的最小宽度大于杆体402位于类锥形开口内的部分的直径。

在实施中，圆孔103位于槽104上方，球形孔101位于锥形孔102上方，球形孔101、锥形孔102、圆孔103和槽104均相通。安装时，将摆动杆4的球形头部401对准本体1侧面圆孔103，杆体402对准槽104，将摆动杆4装入本体1中。

可选的，为更好的限制摆动杆4的晃动，限位套3包括筋301，筋301的内表面与本体1的内部形成空腔。

在实施中，筋301向内凸起，筋301的上部为部分球面，筋301的下部为部分圆锥面。为了保证限位套3能够顺利安装到本体1上，筋301的最大宽度不得大于槽104的最小宽度。同时，为了保证筋301的内表面与本体1内壁形成的类球形空腔与类锥形开口具有尽量完整的球面和锥面，筋301的宽度不能过小。因此，筋301的宽度应略小于槽104的最小宽度。

可选的，为了安装与拆卸方便，杆体402包括螺纹杆段403，螺纹杆段403位于杆体402最下端，螺纹杆段403上具有内螺纹或外螺纹，螺纹杆段403用于连接抽油杆的第二杆段。

在实施中，杆体402还包括四方轴段，四方轴段位于螺纹杆段403上方。摆动杆4的直径最大部分位于四方轴段。四方轴段可以在我们连接杆体402抽油杆的第二杆段时，方便安装扳手卡住。螺纹杆段403与四方轴段均不应位于类锥形开口内。

可选的，为了安装与拆卸方便，固定件2为螺钉，限位套3侧壁具有至少一个通孔，本体1下部侧壁具有至少一个螺纹孔，每个螺纹孔的位置分别与一个通孔相对应。

在实施中，本体1外壁上具有限位套3的限位台。限位台的存在可以方便螺纹孔与通孔位置相对，进而方便安装。螺纹孔与通孔的数量可以根据需要随意设置，相应的螺钉的数量与螺纹孔、通孔的数量相同。但是，为了避免螺纹孔过分削弱本体1的强度，螺纹孔的数量不宜过多，螺纹孔的深度也不宜过深。我们可以将螺纹孔、通孔和螺钉数量均设为两个。

可选的，为了安装与拆卸方便，本体1上部具有内螺纹或外螺纹，内螺纹或外螺纹用于连接抽油杆的第一杆段。

在实施中，由于本体1外径较大，为了避免与本体1连接的抽油杆的第一杆段外径过大，本体1上部螺纹优选为内螺纹。相应的，抽油杆的第一杆段具有外螺纹。

本发明实施例提供了一种抽油杆，所述抽油杆包括第一杆段、第二杆段与前面所述的抽油杆防偏磨装置，其中：本体1与第一杆段连接，杆体402与第二杆段连接。

在实施中，为了方便拆装，本体1与第一杆段之间、杆体402与第二杆段之间的连接均为螺纹连接。有时油井具有多个斜井段，还可以将多个抽油杆防偏磨装置和多个杆段连接使用，以两个抽油杆防偏磨装置与三个杆段连接为例，抽油杆的结构如下：位于上端抽油杆防偏磨装置的本体1与位于上端杆段连接，位于上端抽油杆防偏磨装置的杆体402与位于中间杆段上端连接，位于中间杆段下端与位于下端抽油杆防偏磨装置的本体1连接，位于下端抽油杆防偏磨装置的杆体402与位于下端杆段连接。

本发明实施例提供了一种抽油杆，所述抽油杆包括第一杆段、第二杆段与前面任一所述的抽油杆防偏磨装置，其中：多个抽油杆防偏磨装置串联，位于上端抽油杆防偏磨装置的本体1与第一杆段连接，位于下端抽油杆防偏磨装置的杆体402与第二杆段连接。

在实施中，为了方便拆装，本体1与第一杆段之间、杆体402与第二杆段之间的连接均为螺纹连接。有时油井井斜角过大，还可以将几个抽油杆防偏磨装置串联使用。以两个抽油杆防偏磨装置串联使用为例，抽油杆的结构如下：位于上端抽油杆防偏磨装置的本体1与第一杆段连接，位于上端抽油杆防偏磨装置的杆体402与位于下端抽油杆防偏磨装置的本体1连接，位于下端抽油杆防偏磨装置的杆体402与第二杆段连接。

在实际工作中，抽油杆防偏磨装置和抽油杆的工作状态如下：

首先，组装好抽油杆防偏磨装置。此时，摆动杆4的球形头部401与类球形空腔形成一个球面副，因此，当摆动杆4受力与本体1轴线存在夹角时，摆动杆4可以以球形头部401的球心为圆心在类锥形开口内沿力的方向做一定幅度的转动。

实际工作时，将抽油杆防偏磨装置连接在抽油杆第一杆段与抽油杆第二杆段之间，抽油杆防偏磨装置的本体1上端与抽油杆的第一杆段螺纹连接，摆动杆4的螺纹杆段403与抽油杆的第二杆段螺纹连接。当油井具有多个斜井段时，还可以将多个抽油杆防偏磨装置和多个杆段连接使用。以两个抽油杆防偏磨装置与三个杆段连接为例，位于上端抽油杆防偏磨装置的本体1与位于上端杆段螺纹连接，位于上端抽油杆防偏磨装置的螺纹杆段403与位于中间杆段上端螺纹连接，位于中间杆段下端与位于下端抽油杆防偏磨装置的本体1螺纹连接，位于下端抽油杆防偏磨装置的螺纹杆段402与位于下端杆段螺纹连接。类似的，还可以将不同数量的抽油杆防偏磨装置与杆段连接使用。当油井井斜角较大时还可以将多个抽油杆防偏磨装置串联使用。以两个抽油杆防偏磨装置串联使用为例:位于上端抽油杆防偏磨装置的本体1上端与第一杆段螺纹连接，位于上端抽油杆防偏磨装置的螺纹杆段403与位于下端抽油杆防偏磨装置的本体1上端螺纹连接，位于下端抽油杆防偏磨装置的螺纹杆段403与第二杆段螺纹连接。类似的，还可以将不同数量的抽油杆防偏磨装置串联使用。

连接完成后，将连接有抽油杆防偏磨装置的抽油杆下入油井中开始工作，抽油杆由抽油机拖动进行上下往复运动。当抽油杆经过大曲率油井段时，抽油杆的第二杆段会与油管内壁接触，这时油管内壁会给抽油杆第二杆段一个反力。由于第二抽油杆段连接在摆动杆4上，因此抽油杆的第二杆段柱可以随着摆动杆4沿反力的方向做一定幅度的转动。从而使得抽油杆可以随着油井轴线走向调整轴线方向。这种情况下，虽然抽油杆的第二杆段仍然与油管内壁接触，仍然存在摩擦力和憋劲力，但摩擦力与憋劲力均较小，从而减轻了抽油杆和油管的偏磨，避免因偏磨造成的抽油杆磨断、油管磨漏等事故。

本领域技术人员考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。