專利名稱：等強(qiáng)度硬軟多層密封空心抽油桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油采油機(jī)械抽油桿制造技術(shù)領(lǐng)域。
空心抽油桿是由空心的桿體組成，桿體的一端為公扣，另一端為母扣，兩根空心抽油桿通過(guò)端部的公扣與母扣相互連接?？招某橛蜅U在有桿泵抽油井中建立了油管和抽油桿之間的循環(huán)通道，以適應(yīng)熱洗、化學(xué)清防蠟和電熱桿所需的循環(huán)通道。眾所周知，抽油桿的聯(lián)接部分受應(yīng)力集中的影響，設(shè)計(jì)的截面積均比桿體大，以實(shí)心抽油桿為例，公扣的根截承載面積是桿體截面積的1.51－1.67倍，母扣的根截承載面積是桿體截面積的2.49－3.41倍。目前市場(chǎng)上的空心抽油桿絲扣連接部分直徑過(guò)小，承載能力與桿體部分相比偏低，形成薄弱點(diǎn)。與實(shí)心桿相比較，在相同負(fù)菏條件下，重量增大，增加了驢頭的無(wú)效載荷。
本實(shí)用新型的目的是采用接頭與桿體的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，合理地設(shè)計(jì)出空心抽油桿公扣母扣根截與桿體的承載截面積的比值、絲扣形狀和密封方式。
我國(guó)目前抽油桿接箍材料是由原來(lái)的35Cr鋼改為45號(hào)鋼，前者抗拉強(qiáng)度是后者的2.54倍，如果仍選用35Cr鋼，則其截面積可以縮小到桿體截面積的1.35倍。在公扣的端部采用環(huán)形圈軟密封，螺紋絲扣采用偏梯形螺紋，內(nèi)外螺紋以錐面貼緊，形成硬密封。母扣的開口沿端面采用內(nèi)陡外緩的兩個(gè)斜面，當(dāng)上緊絲扣時(shí)，外緩的推承斜面可以承受較大的推力，內(nèi)陡的密封斜面形成緊固的硬密封面。
由于本實(shí)用新型采用接頭和桿體等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，克服了接頭部分的薄弱點(diǎn)，合理地確定接頭承載面積與桿體承載面積的比值，在同等載荷條件下，減輕了重量，節(jié)省了材料。采用不同的承壓密封斜面，并與軟密封相結(jié)合以確?？招某橛蜅U不滲漏。
圖1.抽油機(jī)用空心抽油桿的母扣接頭示意圖。
其中(2)螺紋段；(4)壓合端面；(5)密封斜面；(6)推承斜面；(11)桿體。
圖2.抽油機(jī)用空心抽油桿的公扣接頭示意圖。
其中(1)密封環(huán)形圈；(3)螺紋段；(7)壓合端面；(8)密封斜面；(9)推承斜面；(10)環(huán)形圈槽；(11)桿體圖3.螺桿泵用空心抽油桿的母扣接頭示意圖。
其中(2)螺紋段；(4)壓合端面；(11)桿體。
圖4.螺桿泵用空心抽油桿的公扣接頭示意圖。
其中(1)密封環(huán)形圈；(3)螺紋段；(7)壓合端面；(10)環(huán)形圈槽；(11)桿體。
圖5.偏梯形螺紋示意圖。
其中(12)密封面；(13)承載面。
以下結(jié)合
實(shí)施例。
實(shí)施例1.用于抽油機(jī)的空心抽油桿。在公扣的端部開有一個(gè)環(huán)形槽10，內(nèi)鑲嵌一個(gè)由彈性物質(zhì)制做的環(huán)形圈1。環(huán)形圈的外側(cè)露出與母扣底部相配合形成軟密封。螺紋絲扣段2和3為園柱狀，螺紋為偏梯形螺紋，偏梯形螺紋的密封面12與抽油桿截面的交角為45°，螺紋的承載面13與抽油桿截面的交角為15°。公母扣壓合端面4、7的密封斜面5、8與抽油桿軸向的交角為30°，推承斜面6、9與抽油桿的截面交角為15°。公扣和母扣根截承載面積與桿體11的承載截面積比為1.301，桿體的公稱直徑為30毫米，空心直徑為22毫米。
實(shí)施例2.用于螺桿泵的空心抽油桿。其螺紋絲扣段2、3為錐管形。母扣的壓合端面4與公扣的壓合端面7為一簡(jiǎn)單的斜面。桿體的公稱直徑為36毫米，空心直徑為22毫米，其它與實(shí)施例1相同。
為了簡(jiǎn)化桿柱設(shè)計(jì)，以便更有效地利用現(xiàn)有有桿泵的診斷、設(shè)計(jì)及預(yù)測(cè)軟件，依照本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的空心抽油桿采用系列桿體公稱直徑。
實(shí)施例3.空心直徑為22毫米，桿體的公稱直徑為32毫米，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4.空心直徑為22毫米，桿體的公稱直徑為34毫米，其它與實(shí)施例2相同。
權(quán)利要求1.等強(qiáng)度硬軟多層密封空心抽油桿，它是由空心的金屬桿柱體構(gòu)成，桿柱體的一端為公扣，另一端為母扣，兩根空心抽油桿可以通過(guò)端部的公扣與母扣相聯(lián)接，其特征在于公扣根截承載面積與桿體承載面積之比為1.25∶1～1.35∶1，母扣根截承載面積與桿體承載面積之比為1.25∶1～1.35∶1，在公扣的端部采用環(huán)形圈(1)軟密封，母扣的絲扣(2)與公扣的絲扣(3)采用偏梯形螺紋絲扣形成硬密封，所述偏梯形螺紋的密封面(12)與抽油桿截面的交角為30°-60°，螺紋的承載面(13)與抽油桿截面的交角為10°-20°，母扣的壓合端面(4)與公扣的壓合端面(7)為單斜面或雙斜面，上緊絲扣時(shí)，壓緊形成硬密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心抽油桿，其特征在于所述偏梯形螺紋的密封面(12)與抽油桿截面的交角最優(yōu)為45°，螺紋的承載面(13)與抽油桿截面的交角最優(yōu)為15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心抽油桿，其特征在于所述的公扣根截承載面積與桿體承載面積之比最優(yōu)為1.301，母扣根截承載面積與桿體承載面積之比最優(yōu)為1.301。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心抽油桿，其特征在于用于抽油機(jī)時(shí)，其絲扣段(2、3)是等直徑的，母扣的壓合端面(4)是由密封斜面(5)和推承斜面(6)組成，公扣的壓合端面(7)是由密封斜面(8)和推承斜面(9)組成，密封斜面(5、8)與抽油桿軸向的交角為20°－45°，最優(yōu)為30°，推承斜面(6、9)與抽油桿的截面交角為10°－20°最優(yōu)為15°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心抽油桿，其特征在于用于螺桿泵時(shí)，其絲扣段(2、3)是錐管形的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心抽油桿，其特征在于所述的環(huán)形圈(1)鑲嵌在公扣端部的槽(10)中，部分露出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1－6其中之一所述的空心抽油桿，其特征在于空心抽油桿的內(nèi)徑為22毫米，桿體的外徑可以是30毫米、32毫米、34毫米或36毫米。
專利摘要等強(qiáng)度硬軟結(jié)合多層密封空心抽油桿用于石油開采有桿泵抽油井。采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，克服了空心抽油桿接頭的薄弱環(huán)節(jié)，縮小了接頭直徑。采用軟環(huán)形圈和不對(duì)稱斜面壓緊硬密封的多道密封技術(shù)，確保空心抽油桿不滲漏。
文檔編號(hào)E21B17/00GK2141458SQ9320440
公開日1993年9月1日 申請(qǐng)日期1993年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月27日
發(fā)明者陳憲侃, 崔鎖泰, 梁貴元, 李淑霞, 張自學(xué) 申請(qǐng)人:陳憲侃, 崔鎖泰