空心抽油杆导向器的制作方法

本申请涉及煤层气开采工艺技术领域，尤其涉及一种空心抽油杆导向器。

背景技术：

煤层气作为非常规能源在中国发展的非常迅速，随着技术不断改进，l型水平井正在成为煤层气开发中主要的生产井型，而且大多数l型水平井采用螺杆泵进行排采。由于煤层气井产水比较少，需要从地面注入清水，从而将井内的煤粉带出地面。传统的回注水系统是要在油管外面挂上铝塑管。但是，由于l型水平井的轨迹倾角比较大，在施工作业的过程中，外挂的铝塑管特别容易被磨损或压扁，一些接头部分也非常容易断开，因此，往往造成无法进行回注水作业。经过对回注水体系地多次改进，并将空心抽油杆用在了l型水平井的排采中，彻底解决了回注水系统经常无法正常回注水的难题，同时也大大减少了煤粉卡泵的问题。但是，如果要利用空心抽油杆驱动螺杆泵，空心抽油杆导向器必不可少。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是提供一种空心抽油杆导向器，以使空心抽油杆能够用于驱动螺杆泵。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请第一方面提供一种空心抽油杆导向器，该空心抽油杆导向器包括：球头组件，所述球头组件包括杆体和球头，所述球头的数量为两个，且分别设置于所述杆体相对的两端，所述球头的外径大于所述杆体的外径，所述球头组件内设置有贯穿所述杆体和所述球头的第一管道；

球头套，所述球头套的数量为两个，所述球头套包括相对设置的第一端和第二端，所述球头套内形成有贯穿所述第一端和所述第二端的第二管道；

所述第一端套设于所述球头的外部，且所述球头外表面与所述第二管道的管壁之间形成有第一活动间隙以使得所述球头套与所述球头之间能够相对转动预设角度；

所述第二端形成有连接头，所述连接头用于与空心抽油杆相连接。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，两个所述球头套分别为第一球头套和第二球头套；

所述空心抽油杆导向器还包括：中心软管，所述球头组件通过所述第一管道套设于所述中心软管的外部，所述中心软管包括相对设置的第三端和第四端，所述第三端由所述第一管道一端穿出，延伸并固定于所述第一球头套内的所述第二管道内，所述第四端由所述第一管道的另一端穿出；

锁紧组件，所述锁紧组件用于将所述第四端固定于所述第二球头套的所述第二管道内。

具体地，所述锁紧组件包括：

锁紧套，设置于所述第二管道内，所述锁紧套位于所述连接头与所述球头之间，所述锁紧套内设置有第三管道和第四管道，所述第三管道位于所述锁紧套靠近所述球头的一端，所述第三管道的管壁沿着第一方向横截面积逐渐减小，所述第一方向由所述连接头指向所述球头，所述第四管道上设置有内螺纹；

锁紧头，所述锁紧头内设置有第五管道，所述锁紧头通过所述第五管道套设于所述中心软管的外部，所述锁紧头包括相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部的外表面沿着所述第一方向横截面积逐渐减小，所述第一端部位于所述锁紧头靠近所述球头的一端，所述第一端部上设置有多个条形缺口，所述条形缺口沿所述第一方向延伸，所述第二端部上设置有外螺纹，其中，所述第一端部与所述第三管道过盈配合，所述第二端部与所述第四管道螺纹配合。

具体地，所述第二端部背离所述第一端部的一端设置有卡接缺口。

具体地，还包括：间隔套，所述间隔套的数量为两个，两个所述间隔套分别设置于两个所述球头套的所述第二管道内，位于所述锁紧组件与所述球头之间，所述间隔套套设在所述中心软管的外部，所述球头与所述锁紧组件之间距离大于所述间隔套沿第一方向的距离，其中，所述第一方向由所述连接头指向所述球头。

具体地，所述杆体包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体的一端与所述第二杆体的一端螺纹连接，所述第一杆体远离所述第二杆体的一端设置有一个所述球头，所述第二杆体远离所述第一杆体的一端设置有一个所述球头。

具体地，所述第一管道远离所述连接头的一端设置有限位凸起，所述球头设置于所述限位凸起靠近所述连接头的一侧，所述限位凸起位于所述杆体的外表面，且所述杆体与所述限位凸起之间形成有第二活动间隙。

具体地，所述球头套沿其周向设置有多个限位孔；

所述球头沿其周向设置多个限位槽，多个所述限位槽与所述限位孔一一对应；

所述球头套上还设置有限位键，所述限位键固定于所述限位孔并延伸至所述限位槽内，所述限位键与所述限位槽之间形成有第三活动间隙。

具体地，所述预设角度大于等于0°，小于等于15°。

具体地，所述连接头上设置有内螺纹，用于与空心抽油杆端部的外螺纹相连接。

相较于现有技术，本申请第一方面提供的空心抽油杆导向器，通过使得球头套与球头组件之间产生预设角度的偏转，因此，当空心抽油杆连接于导向器，而后进入油管后能够保证空心抽油杆顺利进入到l型水平井的造斜段，除此之外，本申请所提供的空心抽油杆导向器为中空结构，即在球头组件内设置有第一管道，而球头套内设置有第二管道，第一管道通过第二管道与空心抽油杆内的输水通道相联通，因此，导向器能够用于输送生产水，生产水在导向器以及空心抽油杆内通过。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的结构示意图；

图2示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的球头组件的结构示意图；

图3示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的球头组件的另一结构示意图；

图4示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的球头组件的再一结构示意图；

图5示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的球头套结构示意图；

图6示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的锁紧套的结构示意图；

图7示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的锁紧头的结构示意图；

图8示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的锁紧头的另一结构示意图；

图9示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的锁紧头的又一结构示意图；

图10示意性地示出了本申请实施例所提供的空心抽油杆导向器的间隔套的结构示意图；

附图标号说明：

球头组件1，杆体11，第一杆体111，第二杆体112，球头12，第一球头121，第二球头122，限位槽123，第一管道13，球头套2，连接头21，第一球头套22，第二球头套23，限位凸起24，限位孔25，第二管道26，锁紧组件3，锁紧套31，第三管道311，第四管道312，锁紧头32，第一端部321，条形缺口3211，第二端部322，卡接缺口3221，间隔套4。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

本申请第一方面提供一种空心抽油杆导向器，如图1至图10所示，该空心抽油杆导向器包括：球头组件1，所述球头组件1包括杆体11和球头12，所述球头12的数量为两个，且分别设置于所述杆体11相对的两端，所述球头12的外径大于所述杆体11的外径，所述球头组件1内设置有贯穿所述杆体11和所述球头12的第一管道13；球头套2，所述球头套2的数量为两个，所述球头套2包括相对设置的第一端和第二端，所述球头套2内形成有贯穿所述第一端和所述第二端的第二管道26；所述第一端套设于所述球头12的外部，且所述球头12外表面与所述第二管道26的管壁之间形成有第一活动间隙以使得所述球头套2与所述球头12之间能够相对转动预设角度；所述第二端形成有连接头21，所述连接头21用于与空心抽油杆相连接。

其中，如图1和图2所示，球头12的周向侧面呈弧形，杆体11呈圆柱型，球头套2能够套在球头12的外表面，且球头12与球头套2内部的第二管道26的管壁之间形成有第一活动间隙，因此，球头12与球头套2之间活动连接，且球头12与球头套2之间能够相对转动预设角度，球头套2远离球头组件1的第二端设置有连接头21，当连接头21与空心抽油杆相连接，空心抽油杆内部的输水通道能够与第二管道26相联通。

具体地，在l型水平井中，如果要利用空心抽油杆驱动螺杆泵时，可以使得空心抽油杆导向器与空心抽油杆间隔设置，而位于一端的空心抽油杆与螺杆泵的转子相连接。其中空心抽油杆为中空结构，其内部设置有输水通道，清水可以由输水通道进行输送。而空心抽油杆导向器内部设置有第一管道13和第二管道26，第一管道13和第二管道26相联通，当连接头21与空心抽油杆相连接，空心抽油杆的输水通道能够与第二管道26联通，此时，第一管道13、第二管道26和输水通道相联通，第一管道13和第二管道26可以与输水通道共同用于输水。其中，由于空心抽油杆无法弯折，本申请中所提供的空心抽油杆导向器的球头套2与球头组件1之间能够相对转动预设角度，相邻两个空心抽油杆之间通过空心抽油杆导向器相连接，进而二者之间能够相对转动，便于空心抽油杆穿过造斜段进入到水平段。本实施例所提供的空心抽油杆导向器能够进行全方位的偏移，满足了空心抽油杆在l型水平井造斜段的偏移要求，同时本申请中的空心抽油杆为中空结构，不仅能够供生产水通过，其相比于非中空的导向器，抗扭力增大，减少了导向器的脱断。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，如图1所示，两个所述球头套2分别为第一球头套22和第二球头套23；所述空心抽油杆导向器还包括：中心软管，所述球头组件1通过所述第一管道13套设于所述中心软管的外部，所述中心软管包括相对设置的第三端和第四端，所述第三端由所述第一管道13一端穿出，延伸并固定于所述第一球头套22内的所述第二管道26内，所述第四端由所述第一管道13的另一端穿出；锁紧组件3，所述锁紧组件3用于将所述第四端固定于所述第二球头套23的所述第二管道26内。

其中，中心软管可以为25mpa的高压软管。中心软管部分位于第一管道13内，中心软管的第三端可以通过固定组件固定于第一球头套22内，第三端与第一球头套22可以为非可拆卸连接。而第四端通过锁紧组件3固定于第二管道26内，其中，锁紧组件3与第二球头套23之间可拆卸连接，中心软管的第三端也可以通过锁紧组件3可拆卸的固定于第一球头套22内。中心软管内部设置有输送通道，当中心软管固定于球头套2内，同时空心抽油杆连接于连接头21上，空心抽油杆的输水通道能够与中心软管内的输送通道相联通，此时，输送通道用于输送生产水。其中，中心软管由耐腐蚀材料制成，而球头套2以及球头组件1由金属材质制成，由中心软管输送生产水能够避免空心抽油杆导向器被腐蚀，影响空心抽油杆导向器的使用寿命。

具体地，如图1、图6至图8所示，所述锁紧组件3包括：锁紧套31，设置于所述第二管道26内，所述锁紧套31位于所述连接头21与所述球头12之间，所述锁紧套31内设置有第三管道311和第四管道312，所述第三管道311位于所述锁紧套31靠近所述球头12的一端，所述第三管道311的管壁沿着第一方向横截面积逐渐减小，所述第一方向由所述连接头21指向所述球头12，所述第四管道312上设置有内螺纹；锁紧头32，所述锁紧头32内设置有第五管道，所述锁紧头32通过所述第五管道套设于所述中心软管的外部，所述锁紧头32包括相对设置的第一端部321和第二端部322，所述第一端部321的外表面沿着所述第一方向横截面积逐渐减小，所述第一端部321位于所述锁紧头32靠近所述球头12的一端，所述第一端部321上设置有多个条形缺口3211，所述条形缺口3211沿所述第一方向延伸，所述第二端部322上设置有外螺纹，其中，所述第一端部321与所述第三管道311过盈配合，所述第二端部322与所述第四管道312螺纹配合。

其中，如图6和图7所示，箭头a所指的方向为第一方向，第一方向沿连接头21指向球头12，并且与球头套2轴线能够满足平行条件。其中，第三管道311的管壁沿着第一方向横截面积逐渐减小，第三管道311的横截面可以呈圆形，此时，第三管道311的内径沿着第一方向逐渐减小。而第一端部321的外表面沿着第一方向横截面积逐渐减小，第一端部321的外表面的横截面积可以呈圆形，即第一端部321的外径沿着第一方向逐渐减小。锁紧套31与锁紧头32均由金属材质制成，锁紧头32上的条形缺口3211一端延伸至第一端部321背离第二端部322的一端，并在第一端部321背离第二端部322的一端形成开口，因此，本申请中条形缺口3211非封闭缺口，且多个条形缺口3211将第一端部321分隔成多个压力件。其中，第三管道311的内径尺寸小于第一端部321的外径尺寸。在对中心软管进行固定时，首先可以将锁紧套31焊接在第二管道26内，使得锁紧套31与球头套2固定连接，二者之间相对固定。而后将锁紧套31套设在第四端，并逐渐将锁紧套31沿第一方向逐渐旋入锁紧套31内，第二端部322的外螺纹与第四管道312上的内螺纹相配合，随着锁紧套31逐渐靠近球头12，第一端部321也逐渐进入到第三管道311内，由于第一端部321的尺寸大于第三管道311的尺寸，因此随着第一端部321进入第三管道311内，第三管道311的管壁会逐渐挤压第一端部321，使得相邻两个压力件逐渐靠近，将条形缺口3211的挤压，使得条形缺口3211的尺寸减小，同时，多个压力件逐渐向锁紧头32的中轴线靠近对中心软管进行挤压，进而逐渐将中心软管固定在锁紧头32内。其中，条形缺口3211可以由第一端部321延伸至第二端部322，在此不进行具体的限定。条形缺口3211可以6个，且沿锁紧头32的周向均匀设置。

具体地，如图1、图7和图9所述第二端部322背离所述第一端部321的一端设置有卡接缺口3221。

其中，卡接缺口3221的数量可以为两个，且两个卡接缺口3221相对设置，卡接缺口3221可以与其他卡具卡接，用户可以通过操作卡具将锁紧头32旋入锁紧套31内。

具体地，如图1和图10所示，还包括：间隔套4，所述间隔套4的数量为两个，两个所述间隔套4分别设置于两个所述球头套2的所述第二管道26内，位于所述锁紧组件3与所述球头12之间，所述间隔套4套设在所述中心软管的外部，所述球头12与所述锁紧组件3之间距离大于所述间隔套4沿第一方向的距离，其中，所述第一方向由所述连接头21指向所述球头12。

其中，锁紧组件3与球头12之间形成有预设距离，避免锁紧组件3阻碍球头12转动。其中间隔套4设置于球头12与锁紧组件3之间。本实施例中锁紧组件3与球头12之间的距离大于锁紧组件3沿第一方向的尺寸，因此，锁紧组件3不会将间隔套4压死在球头12上，进而能够避免间隔套4阻碍球头12转动。其中，间隔套4内设置有第六管道，两个间隔套4分别为第一间隔套4和第二间隔套4，第一间隔套4设置于第一球头套22的第二管道26内，第二间隔套4设置于第二球头套23的第二管道26内。本实施例中，锁紧组件3与球头12之间设置有间隔套4，当间隔套4与球头12之间产生相对转动时，位于间隔套4内的中心软管为第一段，位于球头组件1的第一管道13内的中心软管为第二段，第一段与第二段的连接处发生弯折，通过设置间隔套4为中心软管的弯折提供弯折空间，避免锁紧组件3与球头12之间距离过近而导致中心软管无法弯折。

具体地，如图2和图3所示，所述杆体11包括第一杆体111和第二杆体112，所述第一杆体111的一端与所述第二杆体112的一端螺纹连接，所述第一杆体111远离所述第二杆体112的一端设置有一个所述球头12，所述第二杆体112远离所述第一杆体111的一端设置有一个所述球头12。

其中，两个球头12分别为第一球头121和第二球头122，其中，第一球头121设置于第一杆体111远离第二杆体112的一端，并且设置于第一球头套22内，而第二球头122设置于第二杆体112远离第一杆体111的第一端，并且设置于第二球头套23内，第一杆体111与第二杆体112之间可以螺纹连接，即第一杆体111与第二杆体112中的一个设置内螺纹，另一个设置外螺纹，二者之间螺纹配合连接。

具体地，如图5所示，所述第一管道13远离所述连接头21的一端设置有限位凸起24，所述球头12设置于所述限位凸起24靠近所述连接头21的一侧，所述限位凸起24位于所述杆体11的外表面，且所述杆体11与所述限位凸起24之间形成有第二活动间隙。

其中，第一杆体111与第一球头121形成第一球头件，第二杆体112与第二球头122形成第二球头件，在组装空心抽油杆导向器时，可以先将第一球头套22套在第一球头件的第一球头121的外部，而第二球头件套设置在第二球头件的第二球头122的外部，具体操作过程如下，以第二球头件为例，使第二杆体112远离第二球头122的一端在第二球头套23远离限位凸起24的一端进入到第二管道26，推动第二球头122使得第二球头122逐渐靠近限位凸起24，由于第二管道26内设置有限位凸起24，第二球头122不会滑出第二管道26。此时，限位凸起24位于杆体11的外表面，且杆体11与限位凸起24之间形成有第二活动间隙，因此，限位凸起24不会抵触在杆体11的外表面，以此保证球头组件1能够与球头套2之间产生相对转动，避免限位凸起24阻碍球头组件1转动。将第一球头套22套在第一球头121的外部，将第二球头套23套在第二球头122的外部后，使得第一杆体111与第二杆体112相连接，而后依次安装间隔套4、锁紧套31和锁紧头32。其中，关于中心软管的安装可以由以下两种方式，第一种，在第一间隔套4设置于第一球头套22内后，将中心软管的第三端固定在第一球头套22内，且通过固定组件固定于第一球头套22内，中心软管的第四端依次穿过第一间隔套4、球头组件1以及第二间隔套4，最后通过锁紧组件3将第四端固定在第二球头套23内。第二种，在第一间隔套4设置于第一球头套22内，以及第二间隔套4设置于第二球头套23内后，将中心软管穿设在两个球头套2和球头组件1内，而后将通过两个锁紧组件3分别将中心软管的第三端固定在第一球头套22内，以及将第四端固定在第二球头套23内。

具体地，如图4和图5所示，所述球头套2沿其周向设置有多个限位孔25；所述球头12沿其周向设置多个限位槽123，多个所述限位槽123与所述限位孔25一一对应；所述球头套2上还设置有限位键，所述限位键固定于所述限位孔25并延伸至所述限位槽123内，所述限位键与所述限位槽123之间形成有第三活动间隙。

其中，当球头12安装在球头套2内后，限位槽123与限位孔25相对应，而后将限位键焊在限位孔25内，此时，限位键能够卡接在限位槽123内，且限位键与限位槽123之间形成有第三活动间隙，以保证球头12与球头套2之间形成产生相对转动。其中，当螺杆泵的转子带动空心抽油杆转动时，空心抽油杆能够带动球头套2转动，而球头套2与球头12之间通过限位键连接能够使得球头套2带动球头组件1转动，起到传输扭矩的作用。其中限位槽123的数量为4个，且沿球头12的周向均匀设置。对应的限位孔25的数量也为四个，沿球头套2的周向均匀设置。

具体地，所述预设角度大于等于0°，小于等于15°。

其中，在工作过程中，球头组件1与球头套2之间的转动角度通常大于7°小于8°，而预设角度大于0°小于15°能够满足球头组件1与球头套2之间的转动角度的要求。

具体地，如图1所示，所述连接头21上设置有内螺纹，用于与空心抽油杆端部的外螺纹相连接。

其中，空心抽油杆两端的外部设置有外螺纹，空心抽油杆安装于连接头21后，空心抽油杆的端部抵触在锁紧套31远离球头12的一端。此时，空心抽油杆上的输水通道与中心软管内的输送通道相联通。

本实施例所提供的空心抽油杆导向器，能够在水平井造斜段灵活弯曲，避免抽油杆对油管的偏磨。此外，在现有技术中，抽油杆为非中空结构，同样导向器也为非中空结构，生产水在抽油杆与油管之间的环空通过，而本申请中生产水直接在空心抽油杆以及抽油杆导向器内通过，通常空心抽油杆中的输水通道以及空心抽油杆导向器中的中心软管的输送通道的截面面积要小于现有技术中抽油杆与油管之间的环空的横截面积，因此在水量相同的情况下，本申请中输水通道内的水压以及水速等要大于现有技术，因此，使用本申请中所提供的空心抽油杆导向器以及空心抽油杆后，生产水携带煤粉以及煤块的能力增大，进而能够提高生产水将煤粉带出地面的可能性。除此之外，由于现有技术中煤粉和煤块在抽油杆与油管之间的环空被带出地面，因此大颗粒的煤块容易卡在抽油杆与油管之间，一旦煤块开在抽油杆与油管之间就会造成卡泵，需要进行作业，而本申请中由于煤粉以及煤块等在空心抽油杆以及空心抽油杆导向器内部被带走，不会游走在抽油杆与油管之间，因此能够避免卡泵，进而能够减少作业次数，降低停井时间，增加了产气量，节省了开采成本。除此之外，本实施例所提供的空心抽油杆导向器可以采用不锈钢材料制成，大大降低了硫化氢对抽油杆导向器的脆化作用，延长了空心抽油杆导向器的使用时间。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。