杆管旋转系统.doc

HXY抽油机杆管旋转系统
用途
该产品的发明主要功用在于解决有杆抽油系统杆管偏磨和管壁结蜡结垢难题。
有杆泵抽油是目前世界各国油田最占优势的被广泛应用的一种举升装置。在有杆抽油系统中，抽油杆在油管中的运动及油管自身的运动情况非常复杂，这一运动会引起抽油杆与油管内壁的剧烈磨擦，发生油管故障。如果油管锚定，那么每当游动凡尔关闭，固定凡尔打开时，油管将向上运动，发生螺旋弯曲，这种运动也会引起抽油杆接箍与油管内壁的磨擦，即使油管锚定了且处于拉伸状态，每当下冲程时抽油杆也会弯曲，这种弯曲通常发生在泵以上几百米的范围内，结果仍然会引起杆与油管内壁的磨擦。井筒很少是完全垂直的，油管和抽油杆又通常是下到井筒底部，若出现杆柱偏心、“狗腿”或水平井中采用有杆泵抽油，情况会更严重。
据统计，绝大多数因杆管磨擦引起的油管“管裂缝”和抽油杆断脱事故。杆与管之间的磨损只是集中在杆的一策和管内壁20%面积左右的狭窄沟槽上，而不是360°范围内的整个管壁，对偏磨严重的油井，因油管损坏作业周期长达一个多月，大大增加了原油的生产成本。
该产品借助抽油机自身的动力，使抽油杆和油管按不同的转速旋转，通过旋转，可起到管、杆柱周向均匀磨损的作用，从而延长偏磨井的检泵周期，有效的降低了检泵成本。抽油杆接箍与油管内壁的接触面积就会扩大，因而在管内壁上也就不易磨出沟槽，抽油杆和油管的使用寿命可延长，同时也会延长抽油泵的使用寿命。由于该系统油管柱的每次转动确保了油管整个内壁得到广泛刮削从而防止了油管壁的结蜡结垢，延长了油井寿命。
二、杆管旋转系统的工作原理
杆管旋转系统由获得专利权油杆旋转器、油管旋转器和油管旋转锚等三个部件组成。
1、抽油杆旋转器由壳体、轮套、承压轴承、蜗轮蜗杆、棘轮棘爪，以及驱动手柄等组成，见结构示意图。
在棘轮腔的对应于手柄处的柱面上周向开有一长条槽，手柄的一端通过该槽连接在腔内的棘轮上。扳动手柄时，棘轮通过棘爪驱动蜗杆转动一定角度，蜗杆驱动蜗轮转动，而蜗轮通过蜗轮键驱动轮套转动。这样往复扳动手柄，由于棘轮棘爪的作用，蜗轮就持续向一个方向转动，从而带动轮套持续转动。
该产品装在悬绳器上端，抽油光杆从它的中心穿过，它的顶端装光杆卡子。当抽油机向下冲程运动到一定位置时，拴在抽油机驴头和摇臂之间的钢丝绳拉动摇臂旋转一定角度，此时棘爪驱动棘轮和蜗杆顺时针转动一定角度，同时蜗杆也转动一定角度，芯轴也转动一定角度，由于通过光杆卡子使抽油杆柱的重量作用在芯轴上，所以抽油杆也转动一定角度。当抽油杆向上冲程运动时，通过摇臂的自重使棘爪复位。
2、油管旋转器是一个用蜗轮驱动的油管悬挂器，其结构和工作原理与油杆旋转器相近。由可调整式旋转台慢慢旋转油管，将杆管偏磨传递到整个360°的油管内壁上。
3、井下旋转油管锚，由上接头、轴承、轴承套、螺丝钉、锥体、卡瓦、内管、密封圈A、密封圈B、密封筒、销钉、下接头组成。当向油管内升压时，在压差作用下推动密封筒并剪断销钉后上行，使锥体、密封筒之间的距离缩短，卡瓦向外运动，限定管柱伸长。上提抽油管柱，内管上部的台肩带动锥体上行，锥体与密封筒之间的距离增大，卡瓦收回，使抽油管柱顺利提出。该装置消除了抽油管柱因上下冲程交替变化引起的抽油管柱伸长缩短，使抽油泵有较高的泵效，使用该可旋转油管锚还能旋转油管，能满足需要旋转油管的一些作业要求。其安装和作用方法与普通油管锚相似，但不同的是应用一个内部旋转的芯轴。该设计可使尾管和抽油泵随着油管锚上面的油管一起转动。
三、主要技术参数
1、油管旋转器
工作压力：21MPa
公称通径：65mm
转速：8圈∕天
2、抽油杆旋转器
通径：Φ50mm
转速：12圈/天
3、旋转油管锚
钢体最大外径（mm）114-150
最大抗拉力（kN）300
四、油管旋转系统的优点
该系统结构紧凑、体积小，便于安装。借助于抽油机自身的动力，实现杆管匀速转动。其经济效果首先是降低了由于杆断和杆管偏磨产生的检泵成本，该成本包括修井机成本，更换设备成本和通常的现场或非现场的油管压力检测成本。其次是由于减少油井停产时间增加了原油产量。油管损坏要比抽油杆和井下泵损坏的后果更严重。因为油管损坏和修井造成的停产将直接影响单井生产任务。第三个优点是该系统更适应于井下设备中易发生结垢结蜡的地区。连接在导杆和油管旋转器上旋转的油管柱的每次转动确保了油管的整个内壁得到广泛刮削。这就防止了垢和蜡沉积在管壁上。由于减小了在结垢的条件下生成凹痕的腐蚀面积，从而提高了油管的使用寿命。
应用新型油管旋转系统可为采油工作实现增产增收，节约节资。
五、安装操作方法
1、油杆旋转器
1.1将抽油杆旋转器从光杆上端穿进光杆，放在悬绳上端，固定好光杆卡子。
1.2将抽油机停在下死点。
1.3在抽油机驴头下部固定好钢绳的一端，另一端穿入摇臂孔，拉紧钢丝绳，打好绳