安全悬挂总成的制作方法

[0001]
本发明涉及采油设备领域，具体的是一种在抽油机上使用的安全悬挂总成。


背景技术：

[0002]
抽油机井光杆断、脱是各油田普遍存在的问题，在抽油机井生产过程中，长期受负荷、交变载荷影响，光杆容易发生疲劳和损伤从而导致光杆断裂和脱扣，光杆断裂的大多发生在光杆与方卡子的连接处附近。光杆发生断脱后，光杆下部的备卡将坐于防喷盒上，较长的坠落距离引起的巨大动能可能导致备卡失效。其后果如下：1、井内液体涌出，井控失控；2、抽油机失去负载，电机容易烧损；3、事故发生时，容易引起人身安全事故。


技术实现要素：

[0003]
为了解决光杆容易断裂的问题，本发明提供了一种安全悬挂总成，该安全悬挂总成具有三重减震功能，当生产过程中载荷突然变化时，能有效吸收高于平均值的能量，减缓因震动对抽油机造成的机械性损害并降低光杆断脱几率。
[0004]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种安全悬挂总成，包括壳体，壳体内含有从上向下依次连接的承力盘、推力轴承、阻尼盘、碟簧组和金属编织弹簧，承力盘、推力轴承、阻尼盘、碟簧组和金属编织弹簧均能够套设于光杆外，光杆的质量能够依次通过承力盘、推力轴承、阻尼盘、碟簧组和金属编织弹簧传递至壳体。
[0005]
壳体的上部含有内外套设的内筒体和外筒体，内筒体的下端与外筒体的下端通过环形底板连接固定，内筒体和外筒体之间形成环形空腔，阻尼盘、碟簧组和金属编织弹簧均位于该环形空腔内。
[0006]
承力盘为筒状结构，承力盘的外表面含有从上向下依次连接的大径段和小径段，承力盘的大径段与外筒体的上部过渡配合或间隙配合，承力盘的大径段位于内筒体的上方，承力盘的小径段套设于内筒体内。
[0007]
阻尼盘位于所述环形空腔的上部，阻尼盘为圆环形结构，阻尼盘的外周面与外筒体之间设有密封圈，阻尼盘的内周面与内筒体之间设有密封圈。
[0008]
阻尼盘的外周面内设有环形内腔，阻尼盘的下部设有阻尼通孔，阻尼通孔能够连通阻尼盘的下方与所述环形内腔。
[0009]
该环形空腔内设有液压油，该液压油的上液面与阻尼盘的下端面平齐，该液压油能够通过阻尼通孔进入阻尼盘的环形内腔中。
[0010]
碟簧组含有多个碟簧，碟簧组与金属编织弹簧之间设有隔离盘，隔离盘与内筒体过渡配合或间隙配合，隔离盘与外筒体过渡配合或间隙配合。
[0011]
壳体的下端设有环形托盘，环形底板的轴线与环形托盘的轴线重合，环形底板通过连接板与环形底板连接固定。
[0012]
环形底板、连接板和环形托盘依次连接形成开放式容纳空间，该开放式容纳空间能够容纳备卡，备卡能够进出该开放式容纳空间，环形托盘的内径小于备卡的外径。
[0013]
壳体的左右两侧外各设有两个耳片，耳片的下部设有能够与钢坠卡接的凹槽，壳体外设有能够防止钢坠脱离的阻碍销钉。
[0014]
本发明的有益效果是：
[0015]
1、可降低光杆断裂的几率，通过碟簧、液力、金属编织弹簧实现三重减震功能，当生产过程中载荷突然变化时，能有效吸收高于平均值的能量。当载荷小于平均值时又能将储存的能量释放出来，消除因载荷变化对抽油系统的震动，减缓因震动对抽油机造成的机械性损害并降低光杆断脱(断裂和脱扣)几率。
[0016]
2、总成可实现安全捕捉的功能，当光杆断脱时整个杆柱系统仍可正常生产。
[0017]
3、总成可降低杆柱脱扣的几率。
附图说明
[0018]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0019]
图1是本发明所述安全悬挂总成的主视图。
[0020]
图2是本发明所述安全悬挂总成的俯视图。
[0021]
图3是图1中沿a-a方向的剖视图。
[0022]
图4是本发明所述安全悬挂总成在使用状态的主视图。
[0023]
图5是图4中沿b-b方向的剖视图。
[0024]
1、承力盘；2、推力轴承；3、阻尼盘；4、碟簧组；5、壳体；6、隔离盘；7、金属编织弹簧；8、阻碍销钉；9、光杆；10、备卡；11、方卡子；12、钢坠；
[0025]
31、阻尼通孔；32、环形内腔；
[0026]
51、内筒体；52、外筒体；53、环形底板；54、环形托盘；55、连接板；56、耳片。
具体实施方式
[0027]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0028]
一种安全悬挂总成，包括壳体5，壳体5内含有从上向下依次连接的承力盘1、推力轴承2、阻尼盘3、碟簧组4和金属编织弹簧7，承力盘1、推力轴承2、阻尼盘3、碟簧组4和金属编织弹簧7均能够套设于光杆9外，光杆9的质量能够依次通过承力盘1、推力轴承2、阻尼盘3、碟簧组4和金属编织弹簧7传递至壳体5，如图1至图4所示。
[0029]
在本实施例中，壳体5的上部含有内外套设的内筒体51和外筒体52，内筒体51的下端与外筒体52的下端通过环形底板53连接固定，内筒体51和外筒体52之间形成环形空腔，该环形空腔的上端为开放状态，该环形空腔的下端为封闭状态，阻尼盘3、碟簧组4和金属编织弹簧7均位于该环形空腔内。
[0030]
在本实施例中，阻尼盘3、碟簧组4和金属编织弹簧7套设于内筒体51和外筒体52之间，内筒体51的轴线、外筒体52的轴线、承力盘1的轴线、推力轴承2的轴线、阻尼盘3的轴线、碟簧组4的轴线和金属编织弹簧7重合。内筒体51的上端低于外筒体52的上端。
[0031]
在本实施例中，承力盘1为筒状结构，承力盘1的内部含有纵向贯通孔，承力盘1的外表面含有从上向下依次连接的大径段和小径段，承力盘1的大径段与外筒体52的上部过
渡配合或间隙配合，承力盘1的大径段位于内筒体51的上方，承力盘1的小径段套设于内筒体51内，如图1和图2所示。
[0032]
在本实施例中，承力盘1的大径段与外筒体52之间设有密封圈，承力盘1的大径段的下表面设有用于安装推力轴承2的下环槽，承力盘1的内部的纵向贯通孔的孔径大于光杆9的外径，承力盘1的小径段与内筒体51间隙配合，承力盘1的大径段的上部位于壳体5外，承力盘1的大径段的下部位于壳体5内。
[0033]
在本实施例中，阻尼盘3位于所述环形空腔的上部，阻尼盘3为圆环形结构，阻尼盘3与外筒体52间隙配合，阻尼盘3与内筒体51间隙配合，阻尼盘3的外周面与外筒体52之间设有密封圈，阻尼盘3的内周面与内筒体51之间设有密封圈，如图2所示。
[0034]
在本实施例中，阻尼盘3的外周面内设有环形内腔32，环形内腔32与外筒体52连接处的上下两侧均设有密封圈，阻尼盘3的下部设有阻尼通孔31，阻尼通孔31能够连通阻尼盘3的下方与所述环形内腔，环形内腔32也只有通过阻尼通孔31才能与阻尼盘3的外部连通。
[0035]
在本实施例中，该环形空腔内设有液压油，优选该液压油为极压液压油，该液压油的上液面与阻尼盘3的下端面平齐，碟簧组4和金属编织弹簧7均浸没在该液压油中，当阻尼盘3和碟簧组4受压力时，碟簧组4压缩，阻尼盘3向下移动，该液压油将能够通过阻尼通孔31进入阻尼盘3的环形内腔32中，环形内腔32中的空气也将阻碍该液压油进入环形内腔32内。
[0036]
在本实施例中，碟簧组4含有多个高强度碟簧，碟簧组4与金属编织弹簧7之间设有隔离盘6，隔离盘6套设内筒体51和外筒体52之间，隔离盘6的轴线与内筒体51的轴线重合，隔离盘6与内筒体51过渡配合或间隙配合，隔离盘6与外筒体52过渡配合或间隙配合。
[0037]
在本实施例中，壳体5的下端设有环形托盘54，环形底板53与环形托盘54上下平行设置，环形底板53的轴线与环形托盘54的轴线重合，环形底板53通过两个连接板55与环形底板53连接固定。连接板55位于环形底板53的左右两侧，连接板55大致呈c型，壳体5为一体式结构。
[0038]
在本实施例中，环形底板53、连接板55和环形托盘54依次连接形成开放式容纳空间，该开放式容纳空间能够容纳备卡10，备卡10能够自由的进出该开放式容纳空间，环形托盘54的内径小于备卡10的外径，这样环形托盘54能够阻挡备卡10向下移动。环形底板53与环形托盘54之间的距离为100mm-120mm，在安装了备卡10后，备卡10与环形托盘54之间的距离约为15mm-30mm，如20mm。
[0039]
在本实施例中，壳体5的左右两侧外各设有两个耳片56，两个耳片56之间的距离应该保证抽油机的绳辫子能够竖直穿过，耳片56的下部设有能够与绳辫子下部的钢坠12卡接的凹槽，壳体5外设有能够防止钢坠12脱离的阻碍销钉8，阻碍销钉8与壳体5螺纹连接，阻碍销钉8与钢坠12之间的纵向距离为10毫米左右，如图3和图4所示。
[0040]
下面介绍该安全悬挂总成的工作过程。
[0041]
该安全悬挂总成在现有的抽油机上使用，抽油机的绳辫子通过该安全悬挂总成与光杆9连接。具体是，将绳辫子的钢坠12置于壳体5的两侧耳片56下部的凹槽内，绳辫子竖直的置于两侧耳片56之间，方卡子11坐落于承力盘1的上端面上，方卡子11将光杆9的上端抱紧，阻尼盘3套设于光杆9外，备卡10将光杆9的下部抱紧，光杆9的下端与抽油杆柱相连，这样整个抽油杆柱重量加载于推力轴承2的上端面，推力轴承2将载荷传导至与壳体5和绳辫子上，如图4和图5所示。
[0042]
承力盘1与壳体5的内孔为间隙配合，承力盘1可沿上下自由滑动。推力轴承2坐落于阻尼盘3的上端面，阻尼盘3与碟簧组4相接触，碟簧组4中的碟簧相对叠加在一起，极压液压油浸没高强度碟簧，通过阻尼盘3下部的阻尼通孔31实现液压减震的功能。碟簧组4的坐落于隔离盘6的上端面，隔离盘6的下端面坐落于金属编织弹簧7上端面，金属编织弹簧7坐落于壳体5的环形底板53上。
[0043]
下面介绍该安全悬挂总成的技术效果。
[0044]
1、可降低光杆断脱几率。
[0045]
1.1、通过碟簧组4、所述液压油的液力和金属编织弹簧7的减震实现三重减震功能，当生产过程中载荷突然变化时，能有效吸收高于平均值的能量。当载荷小于平均值时又能将储存的能量释放出来，消除因载荷变化对抽油系统的震动，减缓因震动对抽油机造成的机械性损害并降低光杆(与方卡子连接处)的断脱几率。
[0046]
1.2、多块高强度碟簧在负荷差作用下产生形变实现储能和释能的作用。浸满于阻尼盘3下部空间的极压液压油可通过均匀分布在阻尼盘3上的阻尼通孔31实现液压减震的功能，其迟滞回线较窄，消耗能量小。
[0047]
1.3、金属编织弹簧7为现有市售产品，金属编织弹簧7为圆环形，金属编织弹簧7的高度为20mm，金属编织弹簧7是由具有记忆功能的合金丝缠绕编织而成，额定承载负荷为8吨～14吨，在此负荷下，编织物轴向变形量5毫米，在5吨负荷差的交变应力作用下，其疲劳寿命≥360万次。金属编织弹簧材料和普通橡胶在相同的变形范围内，当变形量比较大时，金属编织弹簧的抗疲劳和抗损坏的能力明显优于普通橡胶，这是由于材料本身的结构强度和材质性质所造成的，因此在应用过程中，金属编织弹簧的耐疲劳、耐磨损、抗冲击的性能明显要好。其迟滞回线较宽，消耗能量大；
[0048]
在抽油系统中，负荷差越大，三种减震元件所起到的降载效果越明显，是一种柔性的悬挂总成。
[0049]
2、可实现安全捕捉的功能。
[0050]
当光杆9断脱时，通常光杆9的断裂处位于方卡子11和备卡10之间，备卡10将安全地坐于总成下部的环形托盘54上，20毫米的坠落距离引起的动能较小，由于备卡10与光杆9连接固定，整个杆柱系统仍可正常生产。
[0051]
3、可降低杆柱脱扣的几率。
[0052]
3.1、可实现人工对光杆的自由转动。
[0053]
为了降低杆脱几率，采油日常生产管理中要定期对抽油杆进行人工旋转，推力轴承2可提供极低的摩擦力使得人工旋转杆柱的工作量降低。
[0054]
3.2、可降低由于悬绳器的摆动造成杆柱的脱扣几率。
[0055]
部分抽油机运转过程中悬绳器摆动幅度较大，主要原因是钢丝绳自身扭力、与光杆径向力不一致等复杂因素造成的，当摆动角度大于15
°
时，杆柱脱扣的几率变大。推力轴承2可有效地中断因悬绳器摆动产生的扭矩的传递，降低了脱扣的几率。
[0056]
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。