一种用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器的制作方法

本发明属于石油工程专业采油工程领域，具体涉及一种用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器。

背景技术：

1、地面驱动螺杆泵采油系统由地面驱动装置、油管、抽油杆、螺杆泵4个主要部分组成，地面驱动装置带动抽油杆在油管内作旋转运动，抽油杆进一步将旋转运动传递给螺杆泵的转子，在螺杆泵转子旋转的过程中，泵的转子与定子之间形成一系列的封闭腔室，该封闭腔室将井下流体吸入、封闭并加压排至油管，最终输送到地面。抽油杆在油管内作旋转运动时受到离心力的作用，其某些位置会与油管内壁贴合，产生管杆偏磨现象，该现象在油井的造斜段及稳斜段表现突出，尤其是造斜段的曲率半径小，油管及抽油杆均处于弯曲状态，弯曲的抽油杆在作旋转运动时两端轴线不重合，杆体在传递扭矩时形成憋跳现象，加剧了管杆的偏磨，导致油管磨穿及抽油杆断脱故障的发生，造成油井的产量损失，阻碍了油田的快速、高效开发。

2、中国专利文献cn113123734a公开了抽油杆导向器，包括：扶正轴，扶正套套在扶正轴上且扶正轴的两端穿出扶正套预定长度。扶正轴的两端套接有传扭连接套，传扭连接套远离扶正套的一端套接有锁紧连接套。传扭连接套临近锁紧连接套一端的套体内部设置有轴孔，锁紧连接套的套体内设置有万向轴窝。球头扭矩万向节包括：球头、位于球头两侧且与球头固定连接的扭矩轴和轴杆，球头扭矩万向节的球头安装在锁紧连接套的万向轴窝内，扭矩轴插入传扭连接套的轴孔中。一端球头扭矩万向节的轴杆上套接有变径公接头，另一端球头扭矩万向节的轴杆上套接有变径母接头。虽然该抽油杆导向器具备了扶正和导向功能，但是不能传递旋转扭矩，并且容易增加流体阻力，此外该抽油杆导向器无润滑功能，很容易磨损失效，使用寿命低。

3、中国专利文献cn215805141u公开了螺杆泵用杆管防偏磨扭矩内传导装置，包括螺杆泵抽油杆的公端变扣接头、内传导主轴、扶正块、万向轴头总成、内传导筒体和母端变扣接头。万向轴头总成设置在内传导主轴的球头内腔中，万向轴头总成与内传导主轴均置于内传导筒体内，扶正块设置在内传导主轴的外部。公端变扣接头、母端变扣接头分别与内传导主轴的一端连接，同时公端变扣接头、母端变扣接头的另一端分别与对应型号的抽油杆连接。该螺杆泵用杆管防偏磨扭矩内传导装置采用十字形扭矩导向传递原理，扭矩传递不平稳，且传扭装置无润滑装置，易磨损失效。

4、中国专利文献cn213234979u公开了一种螺杆泵抽油杆导向扶正器，包括导向杆，设有万向头，万向头整体呈球型，球面上绕导向杆的轴线设有第一限位曲面，第一限位曲面的截面为有倒角的正方形。万向头设有第一导向面，第一导向面为凸球面。定位套，内壁上设有与第一限位曲面相匹配的第二限位曲面，第二限位曲面与第一限位曲面相匹配，传递扭矩。设有与相匹配的第二导向面，第二导向面为凹球面；万向头可在定位套内摆动。定位套与连接件可拆卸链接。导向杆相对定位套可以摆动的角度为α。该螺杆泵抽油杆导向扶正器的传扭装置为正方形，扭矩传递不平稳，且传扭装置无润滑装置，易磨损失效。

技术实现思路

1、针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，该扶正导向器能够有效防止弯曲井段抽油憋跳，减缓抽油杆与油管间的偏磨，非常有利于延长螺杆泵采油系统的寿命，从而能够达到提质增效目的。

2、为此，根据本发明提供了一种用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，包括：圆筒状的外壳体；多个均匀布置在所述外壳体的外表面上的扶正块；同心布置在所述外壳体的内部的顶杆，所述顶杆的两端分别设有球头；以及对称设置在所述外壳体的两端的接头组件，分别用于连接上部抽油杆和下部抽油杆，所述接头组件包括固定连接在所述外壳体端部的球窝形连接座和与所述球窝形连接座适配的球冠接头；其中，所述球窝形连接座的内壁面构造成第一内球面，且在所述第一内球面上设有的内传动齿，所述球冠接头包括球冠本体，所述球冠本体的外表面设有呈辐射状延伸的外传动齿，且所述球冠本体的内部形成有与所述球头适配的第二内球面，所述外传动齿与所述内传动齿适配啮合而形成啮合副，使得所述球冠接头能够相对于所述外壳体弯曲，并且能够通过所述扶正块对抽油杆进行扶正。

3、在一个实施例中，所述球冠接头还包括与所述球冠本体连接的球冠连接杆，用于与相应的上部抽油杆或下部抽油杆连接。

4、在一个实施例中，所述球冠连接杆的远离所述球冠本体的一端设有外螺纹。

5、在一个实施例中，在所述球窝形连接座与所述球冠接头之间设有高压密封元件，所述高压密封元件处于所述球冠本体与所述球冠连接杆的连接处。

6、在一个实施例中，所述球窝形连接座的一端设有内台阶形接头，所述内台阶形接头通过螺纹连接方式与所述外壳体的端部固定连接。

7、在一个实施例中，在所述内台阶形接头与所述外壳体的端部之间设有高压密封圈。

8、在一个实施例中，所述扶正块采用d3o应变速率敏感性材料制成，使得所述扶正块能够在未与油管内壁接触时处于柔软状态，而在与油管内壁接触后具有一定刚度以对抽油杆进行扶正。

9、在一个实施例中，多个所述扶正块呈螺旋形分布，且在轴向上和周向上均设置成均匀间隔开分布。

10、在一个实施例中，所述扶正块的外径大于所述球窝形连接座的外径。

11、在一个实施例中，在所述顶杆与所述外壳体的径向之间形成的环形空间内充填有润滑油，用于对所述球窝形连接座与所述球冠接头的适配接合面进行润滑。

12、与现有技术相比，本申请的优点之处在于：

13、根据本发明的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器通过螺旋形分布在外壳体的外表面的d3o应变速率敏感性扶正块与油管内壁贴合，对抽油杆柱起到良好的扶正居中作用。接头组件内的通过球冠本体上的外传动齿与球窝形连接座内的内传动齿适配啮合形成了条齿形球冠万向节，该条齿形球冠万向节能够将弯曲井段抽油杆的旋转扭矩进行非挠性变角度传递，杜绝抽油杆挠性弯曲传递扭矩时产生的憋跳现象，减少油管与抽油杆之间的接触磨损。此外，整个条齿形球冠万向节形成为一封闭系统，并通过润滑液对啮合传动机构进行全过程润滑。由此实现整个系统的居中扶正及万向传扭功能相结合，最终发挥螺杆泵井防止管材偏磨的功能。使得该用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器能够有效防止弯曲井段抽油憋跳，减缓抽油杆与油管间的偏磨，非常有利于延长螺杆泵采油系统的寿命，从而能够达到提质增效目的。

技术特征：

1.一种用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，包括：

2.根据权利要求1所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，所述球冠接头还包括与所述球冠本体连接的球冠连接杆(422)，用于与相应的上部抽油杆或下部抽油杆连接。

3.根据权利要求2所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，所述球冠连接杆的远离所述球冠本体的一端设有外螺纹(4221)。

4.根据权利要求2或3所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，在所述球窝形连接座与所述球冠接头之间设有高压密封元件(5)，所述高压密封元件处于所述球冠本体与所述球冠连接杆的连接处。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，所述球窝形连接座的一端设有内台阶形接头，所述内台阶形接头通过螺纹连接方式与所述外壳体的端部固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，在所述内台阶形接头与所述外壳体的端部之间设有高压密封圈(6)。

7.根据权利要求1所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，所述扶正块采用d3o应变速率敏感性材料制成，使得所述扶正块能够在未与油管内壁接触时处于柔软状态，而在与油管内壁接触后具有一定刚度以对抽油杆进行扶正。

8.根据权利要求1或7所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，多个所述扶正块呈螺旋形分布，且在轴向上和周向上均设置成均匀间隔开分布。

9.根据权利要求1或7所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，所述扶正块的外径大于所述球窝形连接座的外径。

10.根据权利要求1所述的用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，其特征在于，在所述顶杆与所述外壳体的径向之间形成的环形空间内充填有润滑油，用于对所述球窝形连接座与所述球冠接头的适配接合面进行润滑。

技术总结
本发明提供一种用于螺杆泵抽油杆的扶正导向器，包括：外壳体；多个均匀布置在外壳体的外表面的扶正块；同心布置在外壳体内部的顶杆，顶杆的两端分别设有球头；以及设置在所述外壳体的两端的接头组件，分别用于连接上部抽油杆和下部抽油杆，接头组件包括固定连接在外壳体端部的球窝形连接座和与球窝形连接座适配的球冠接头；其中，球窝形连接座的内壁面构造成第一内球面，且在第一内球面上设有的内传动齿，球冠接头包括球冠本体，球冠本体的外表面设有呈辐射状延伸的外传动齿，且球冠本体的内部形成有与球头适配的第二内球面，外传动齿与内传动齿适配啮合而形成啮合副，使得球冠接头能够相对于外壳体弯曲，并且能够通过扶正块对抽油杆进行扶正。

技术研发人员：王钧,何汉平,孔令军,袁舟,佟颖,田璐
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15