專利名稱：石油抽汲膠杯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油抽汲膠杯，用于油井開采初抽油或低產(chǎn)低壓油井的采油生產(chǎn)中，屬采油抽汲技術(shù)領(lǐng)域。
我國油田普遍使用抽汲膠杯(又稱凡爾抽子)，但幾乎為進(jìn)口產(chǎn)品，價格較高。國內(nèi)曾開發(fā)出的產(chǎn)品，在30兆帕壓強(qiáng)、運(yùn)行速度200m/min的工作條件下，其耐磨性能低、使用壽命短；另外，原油中化學(xué)成分較為復(fù)雜，國內(nèi)產(chǎn)品在耐酸、耐堿、耐硫化物等腐蝕，明顯不足。據(jù)油井反映，國內(nèi)產(chǎn)品使用壽命均在1萬米以下，缺乏經(jīng)濟(jì)性，故油田基本不使用國內(nèi)產(chǎn)品。
針對上述情況，本實(shí)用新型的目的在于開發(fā)一種耐磨耐腐性能強(qiáng)、使用壽命長的石油抽汲膠杯，以替代進(jìn)口產(chǎn)品。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是，本實(shí)用新型具有由骨架托、鋼絲及鎖緊杯構(gòu)成的骨架，骨架鑲嵌在抽子橡膠體內(nèi)，整個抽汲膠杯外型呈園錐狀，其鋼絲的工作磨損段與橡膠體工作磨損段外型具有5′-20′一定的錐度。通過反復(fù)對零件工作狀態(tài)分析，并建立力學(xué)模型，即當(dāng)抽汲膠杯向上運(yùn)動時，內(nèi)部壓力增大使抽子膨脹將管壁密封，在抽油管內(nèi)形成真空負(fù)壓，達(dá)到抽油效果。在此過程中，抽子膨脹時應(yīng)足以密封管壁，如膨脹過小，不能密封，就無法達(dá)到抽油效果；但又不能過余，否則會造成摩擦力加大，增加磨損，影響產(chǎn)品使用壽命。因此，該產(chǎn)品必須控制膨脹量在一定的范圍內(nèi)，達(dá)到其使用要求。由此，現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上有缺陷，在工作時，受力變形形態(tài)不好，即膨脹過大，且膨脹的最大位置不正確，使磨損增加或磨損到不應(yīng)磨損的位置，如現(xiàn)有產(chǎn)品主要磨損部分在上方，使其該部分橡膠因磨損而造成強(qiáng)度差，這是產(chǎn)生脫落或開裂的原因之一。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，最大磨損位置應(yīng)在產(chǎn)品中部，通過受力分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品骨架的頂部彎角很重要，角度的大小直接影響到鋼絲彎曲變形，而鋼絲的彎曲變形的形式?jīng)Q定了抽子磨損的位置。經(jīng)過多次理論模擬計(jì)算及現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，得出骨架裝配好時，鋼絲的工作磨損段應(yīng)有一定錐度，即應(yīng)有5′-20′的傾斜錐度，同時橡膠體成型后的工作磨損段外型也應(yīng)有5′-20′錐度。這樣能大為改善制品受力變形形態(tài)，提高抗磨性，延長使用工作時間。
上述鋼絲與橡膠體的工作磨損段最佳錐度范圍為10′-15′。此范圍的錐度，會明顯提高制品的使用壽命。
上述鋼絲與橡膠體的前變形段錐度為15°-17°，最佳范圍為16°-16.5°。鋼絲與橡膠體兩者的前變形段保持較大且為上述范圍的角度傾斜，當(dāng)其受壓內(nèi)彎曲時，能使鋼絲與橡膠體工作磨損段保持一種理想的變形形態(tài)，從而提高工件的耐磨能力。
上述骨架表面采用噴砂工藝制成砂粒粗糙表面，以提高橡膠與金屬骨架間的粘接表面積，使橡膠和金屬粘接強(qiáng)度大于橡膠本體強(qiáng)度。
本實(shí)用新型另一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是橡膠采用氫化丁氰橡膠制成，以提高制品的耐磨抗腐力。
本實(shí)用新型制品經(jīng)油田測試和試用，其性能指標(biāo)均達(dá)到或超過同類進(jìn)口產(chǎn)品，獲得試用者贊賞，完全可作為進(jìn)口替代品。本實(shí)用新型具有1、耐酸、堿及硫化物腐蝕，適用于原油中化學(xué)成分復(fù)雜的工藝；2、耐磨，在30兆帕壓強(qiáng)，運(yùn)行速度200m/min的工作條件下，能正常工作行程10萬米左右，無脫膠。同類美國進(jìn)口產(chǎn)品使用壽命僅8萬米左右。
下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)。


圖1為本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1的A向視圖。
圖3為骨架結(jié)構(gòu)圖。
圖4為圖3的B向視圖。
本實(shí)用新型石油抽汲膠杯，具有由骨架托1、鋼絲2及鎖緊杯3構(gòu)成的骨架(見圖3-4)，骨架托為整體成型件，鋼絲為30根(根數(shù)可視具體情況而定)，鋼絲插在骨架托上相應(yīng)的插孔內(nèi)，并由鎖緊杯外張鎖緊；骨架表面采用噴砂工藝制成砂粒粗糙表面，骨架鑲嵌在抽子橡膠體4內(nèi)(見
圖1-2)，橡膠體選用進(jìn)口氫化丁氰橡膠，嚴(yán)格按工藝流程煉膠(每次硫化時間20-25分鐘，溫度170°)制成(橡膠主要起密封作用，鋼絲加強(qiáng)其耐磨性)。整個抽汲膠杯外型稍呈園錐狀，其鋼絲的工作磨損段5、橡膠體的工作磨損段6具有5′-20′的錐度，最佳范圍為10′-15′；鋼絲的前變形段7和橡膠體的前變形段8的角度為15°-17°，最佳錐度范圍為16°-16.5°；鋼絲的后變形段9角度為19°-22°，最佳范圍為20.5°-21.5°。相比之下，同類進(jìn)口的產(chǎn)品相應(yīng)工作磨損段為園柱形，前變形段錐度為14°-15°，鋼絲后變形段角度為19°左右。
權(quán)利要求1.一種石油抽汲膠杯，具有由骨架托(1)、鋼絲(2)及鎖緊杯(3)構(gòu)成的骨架，骨架鑲嵌在抽子橡膠體(4)內(nèi)，其特征在于抽汲膠杯外型呈園錐狀，其鋼絲與橡膠體的工作磨損段(5、6)具有5′-20′的錐度。
2.如權(quán)利要求1所述石油抽汲膠杯，其特征在于鋼絲與橡膠體的工作摩磨損段最佳錐度范圍為10′-15′。
3.如權(quán)利要求1所述石油抽汲膠杯，其特征在于鋼絲與橡膠體前變形段(7、8)具有15°-17°的角度，最佳錐度為16°-16.5°。
4.如權(quán)利要求1所述石油抽汲膠杯，其特征在于鋼絲的后變形段(9)角度為19°-22°，最佳角度范圍為20.5°-21.5°。
5.如權(quán)利要求1-4所述石油抽汲膠杯，其特征在于骨架具有噴砂粗糙表面。
6.如權(quán)利要求5所述石油抽汲膠杯，其特征在于橡膠體采用氫化丁氰橡膠制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種石油抽汲膠杯。它由骨架托、鋼絲、鎖緊杯及橡膠體構(gòu)成,整個抽汲膠杯外型呈圓錐狀,其鋼絲與橡膠體的工作磨損段具有5′—20′的錐度,最佳范圍為10′—15′。此外,鋼絲與橡膠體的前變形段具有15°—17°的角度。本實(shí)用新型具有良好的耐腐耐磨性,適用于原油中化學(xué)成分復(fù)雜的工藝,在30兆帕壓強(qiáng)、運(yùn)行速度200m/min的工作條件下,能正常工作行程10萬米左右,達(dá)到或超過了同類進(jìn)口產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo),完全可作為進(jìn)口替代產(chǎn)品加以推廣使用。
文檔編號E21B33/10GK2445093SQ0022366
公開日2001年8月29日 申請日期2000年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月11日
發(fā)明者邱兆波, 丁榮玉 申請人:成都新興航天科技開發(fā)公司