轨道式减载器的制作方法

本实用新型属于石油装备设计制造领域，具体涉及一种轨道式减载器。

背景技术：

在油田的采油井中，随着油井的继续开采，井下油面随之降低，油井的产量也逐渐下降。一部分油井比较深，抽油机负荷比较大，在抽油机满负荷的情况下井下抽油泵的下入深度受到了限制，为了使抽油机在不过载的情况下能使井下的抽油泵进一步地下入，人们通常只能选用泵量低的小规格抽油泵来抽吸原油，由此油井的采油产量就受到了明显限制。因此，人们希望有一种既不增加抽油机负荷，又不减少抽油泵的泵量，同时还能使抽油泵自由下入的抽油机减载装置运用于油田的深油井采油中。

cn2856483公开了一种抽油泵减载装置，其实现了降低抽油机悬点载荷的功能，但是其与抽油杆柱对接时容易发生偏差，不易对接，连接不牢靠，实际使用时，效果不好。

技术实现要素：

针对油田深油井中抽油机负荷大、抽油泵下入深度受限、采油量低的客观现状，本实用新型的目的是提供一种轨道式减载器，实现有效降低抽油机悬点载荷以及节能、增效的目的。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种轨道式减载器，包括泵筒总成、柱塞总成以及与柱塞总成对接的柱塞总成接头，泵筒总成套设在柱塞总成的外侧，使用时，柱塞总成接头与柱塞总成连接；柱塞总成包括柱塞对接柱体和下螺旋接头，下螺旋接头套设在柱塞对接柱体上；柱塞总成接头包括从上而下依次连接的抽油杆接头、中间螺旋接头和上螺旋接头；其中，中间螺旋接头、上螺旋接头、柱塞对接柱体和下螺旋接头组成轨道对接结构。

所述柱塞总成还包括连接头、上出油接头、小柱塞、大柱塞，柱塞对接柱体、连接头、上出油接头、小柱塞、大柱塞从上而下依次连接。

所述下螺旋接头的下方设置有弹簧，弹簧的下端设置有挡环，弹簧和挡环均套设在柱塞对接柱体上，且挡环的下端与连接头的上端紧密相抵。

所述泵筒总成包括从上而下依次连接的释放接头、油管、连接接箍、换气接头、大泵筒和下接头，换气接头上还连接有小泵筒；其中，泵筒总成套设在柱塞总成外侧时，小柱塞的外侧与小泵筒的内侧紧密相抵，大柱塞的外侧与大泵筒的内侧紧密相抵。

所述换气接头的圆周方向上设置有通孔。

所述释放接头的内侧设置有台阶，且该台阶的内尺寸小于下螺旋接头的最大外径。

所述柱塞对接柱体上设置有平键，下螺旋接头的内侧设置有键槽，下螺旋接头通过键槽与平键的卡接作用不能与柱塞对接柱体发生相对转动。

所述柱塞对接柱体的顶部设置为锥头。

所述柱塞对接柱体的顶部锥头顶尖与中间螺旋接头的扁内孔成十字连接。

所述上螺旋接头和下螺旋接头上设置有相互配合的螺旋轨道面。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的轨道式减载器，能与三抽设备配套使用，在不起出柱塞的情况下，使抽油杆与柱塞进行连接与脱开，该减载器特别适合抽油泵泵径大于泵上油管内径的油井中，该设备能有效降低抽油机悬点载荷，实现节能、增效的目的，值得推广使用。

附图说明

图1是实施例泵筒总成与柱塞总成的剖视图。

图2是实施例柱塞总成接头的剖视图。

图3是柱塞总成与柱塞总成接头对接前的位置图。

图4是柱塞总成与柱塞总成接头对接后的位置图。

图5是上螺旋接头、下螺旋接头以及柱塞对接柱体的连接图。

图6是柱塞对接柱体与中间螺旋接头对接后的位置图。

图中，1是柱塞对接柱体，2是下螺旋接头，3是弹簧，4是平键，5是挡环，6是连接头，7是上出油接头，8是小柱塞，9是大柱塞，10是释放接头，11是油管，12是小泵筒，13是连接接箍，14是换气接头，15是大泵筒，16是下接头，17是抽油杆接头，18是中间螺旋接头，19是上螺旋接头。

具体实施方式

实施例

如图1～6所示，一种轨道式减载器，用于油田采油时降低抽油机悬点载荷，主要用于抽油泵泵径大于泵上油管内径的情况。包括泵筒总成、柱塞总成以及与柱塞总成对接的柱塞总成接头，泵筒总成套设在柱塞总成的外侧，使用时，柱塞总成接头与柱塞总成对接。

泵筒总成包括释放接头10、油管11、连接接箍13、换气接头14、小泵筒12、大泵筒15和下接头16，换气接头14的圆周方向上设置有通孔。释放接头10的下部内侧与油管11的上部外侧连接，油管11的下部外侧与连接接箍13的上部内侧连接，连接接箍13的下部内侧与换气接头14的上部外侧连接，换气接头14的上部内侧与小泵筒12的下部外侧连接，换气接头14的下部内侧与大泵筒15的上部外侧连接，大泵筒15的下部外侧与下接头16的上部内侧连接。

泵筒总成中小泵筒12、换气接头14和大泵筒15组成换气结构，该结构能够提供一种向上的举升力，达到减轻抽油机悬点载荷的目的。

柱塞总成包括柱塞对接柱体1、下螺旋接头2、连接头6、上出油接头7、小柱塞8、大柱塞9，柱塞对接柱体1的下部外侧与连接头6的上部内侧连接，连接头6的下部外侧与上出油接头7的上部内侧连接，上出油接头7的下部内侧与小柱塞8的上部外侧连接，小柱塞8的下部外侧与大柱塞9的上部内侧连接。

下螺旋接头2套接在柱塞对接柱体1上，下螺旋接头2的下方设置有弹簧3，弹簧3套接在柱塞对接柱体1上，弹簧3的下端设置有挡环5，挡环5套接在柱塞对接柱体1上，且挡环5的下端与连接头6的上端紧密相抵。

进一步的，柱塞对接柱体1上设置有平键4，下螺旋接头2的内侧设置有键槽，下螺旋接头2通过键槽与平键4的卡接作用不能与柱塞对接柱体1发生相对转动。

泵筒总成套设在柱塞总成外侧时，小柱塞8的外侧与小泵筒12的内侧紧密相抵，大柱塞9的外侧与大泵筒15的内侧紧密相抵；释放接头10的内侧设置有台阶，且该台阶的内尺寸小于下螺旋接头2的最大外径。

柱塞总成接头包括抽油杆接头17、中间螺旋接头18和上螺旋接头19，抽油杆接头17的下部外侧与中间螺旋接头18的上部内侧连接，中间螺旋接头18的下部外侧与上螺旋接头19的内侧连接。

柱塞总成与柱塞总成接头对接时，中间螺旋接头18、上螺旋接头19、柱塞对接柱体1和下螺旋接头2组成轨道对接结构，能够使大泵径抽油泵在泵径大于泵上油管内径的情况下正常工作，能够使上部抽油杆与减载器柱塞及下部抽油杆实现对接和脱离，使井下抽油泵正常抽吸原油。

进一步的，柱塞对接柱体1的顶部设置为锥头，该柱塞对接柱体1的顶部锥头顶尖与中间螺旋接头18的扁内孔成十字连接，上螺旋接头19和下螺旋接头2上均铣有相互配合的螺旋轨道面。

本实用新型的工作过程为：依照上述连接关系设置本实施例的轨道式减载器。如图1所示，将释放接头10与油管柱连接后，由于释放接头10台阶处的内尺寸小于下螺旋接头2的最大外径，因此柱塞总成与泵筒总成一起下入油井中，该情况主要用于抽油泵泵径大于泵上油管内径的时候。

如图1～6所示，当抽油机连接的抽油杆柱与抽油杆接头17连接后下入油井中，当上螺旋接头19接近下螺旋接头2时，如图3所示位置，两个螺旋轨道相互对接，随着抽油杆柱继续下放，上螺旋接头19螺旋面与下螺旋接头2螺旋轨道面相互摩擦；此时，抽油机连接的抽油杆柱不会转动，则由下螺旋接头2带动柱塞对接柱体1及以下部件开始旋转运动；当上螺旋接头19与下螺旋接头2下放到位置时，如图4所示，两个螺旋面轨道相互交错，此时柱塞对接柱体1顶部的锥头位置与中间螺旋接头19的相对位置如图6所示，这样抽油机抽油杆柱与减载器柱塞总成对接成功。

上述过程中，上螺旋接头19与下螺旋接头2上均铣有螺旋轨道面，这两个螺旋轨道面在抽油机连接的抽油杆柱与减载器柱塞总成对接时起到了轨道对接的作用，保证了抽油机连接的抽油杆柱与减载器柱塞总成连接准确性和可靠性。

上述过程中，下螺旋接头2与柱塞对接柱体1之间的平键4承受了巨大扭矩，保证了两者不会发生相互转动。

上述过程中，柱塞对接柱体1顶部锥形顶尖与中间螺旋接头18扁内孔成十字连接，保证了抽油机连接的抽油杆柱拉动柱塞正常工作。

如图1所示，当抽油机连接的抽油杆柱与柱塞总成连接成功后，抽油机开始上下往复运动，当抽油机连接的抽油杆柱向上拉动柱塞总成时，抽油机连接的抽油杆柱给柱塞总成一个向上的力，由于柱塞总成在小泵筒12和大泵筒15之间摩擦运动，当柱塞总成向上运动时，小柱塞8上部和大柱塞9下部与油管11连通，承受油管11液柱高压载荷，大柱塞9上部呼吸环空与油套环空连通，使得大柱塞9上部环形面积承受油套环空低压载荷，三个载荷相互作用，最终使得柱塞总成承受了一个向上的举升力，其大小等于油管11液柱在大柱塞9、小柱塞8面积差上的作用力，从而达到减轻抽油机悬点载荷的目的。

上述过程中，换气接头14圆周方向上开由通孔即呼吸孔，用于与油套环空连通。

上述过程中，小柱塞8、大柱塞9、小泵筒12和大泵筒15在柱塞总成往复运动中能够形成一个向上托举力，达到减轻抽油机悬点载荷。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施方式，并不是对本实用新型技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，在本实用新型技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。