四寸套小直徑抽油桿防偏磨扶正器及模具設(shè)計及應(yīng)用

陳新兵 張永斌 伍向洲 王玉平(中石化中原油田分公司采油三廠 山東 莘縣 252435)

項目背景

目前中原油田油田處于開發(fā)后期，油井開采難度增大，部分油井出現(xiàn)套管損壞問題，經(jīng)過大修后改為四寸套油井使用部分2寸油管，僅采油三廠就有該類油井106口，為治理該類油井管桿偏磨問題，常用方法是在抽油桿上加裝尼龍扶正器，而實踐證明固定式尼龍扶正器具有耐磨、防脫效果，因此我單位技術(shù)人員為滿足上述需求，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計制作了φ 46mm小直徑尼龍扶正器模具，安裝到現(xiàn)有的注塑機上，建立抽油桿固定式抽油桿尼龍扶正器制作流程，完成固定尼龍扶正器制作，以達(dá)到有效的解決四寸套油井管桿防偏磨問題。

主要研究內(nèi)容

一、扶正器設(shè)計

1.四寸套油井內(nèi)使用2寸油管內(nèi)徑50mm，使用抽油桿本體外徑φ19mm和φ22mm兩種。依據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY T/5832-2002抽油桿扶正器，扶正器外徑設(shè)計為φ46±0.13mm。

圖1——φ46mm尼龍扶正器結(jié)構(gòu)示意圖

2.依據(jù)目前現(xiàn)場使用的2寸半油管內(nèi)扶正器外形尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計扶正器長度和形狀，扶正器與油管內(nèi)壁之間環(huán)空截面積不小于柱塞通孔面積。

四寸套油井內(nèi)下入φ38抽油泵，其最小通孔為游動凡爾球座直徑為φ19mm，面積為：

S球座=πR2=3.14×(19/2)2=283.385(mm2)

圖中陰影部分為2寸油管內(nèi)抽油桿扶正器與管壁

計算面積：S環(huán)空=503.549mm2

S環(huán)空>S球座,符合設(shè)計要求。

二、模具主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.新模具根據(jù)扶正器外形特點，即3/4＂和7/8＂抽油桿扶正器模具模腔容積相同只是桿外徑不同，因此設(shè)計將模具模腔兩端安裝固定可互換的兩種抽油桿擋模，使得一套模具適用φ 19mm和φ22mm兩種抽油桿加裝尼龍扶正器。

圖2模腔俯視圖

圖3——可拆換擋模

圖4——擋模鎖緊塊

使用特點：如圖2、3、4可拆換擋模安裝在模腔兩端，固定模和鎖緊模依靠擋模的半圓結(jié)構(gòu)將抽油桿卡緊起密封模腔的作用，擋模鎖緊塊起到固定擋模的作用。

2.模具設(shè)計適用于現(xiàn)場使用的1800型注塑機。

3.選擇合適的模具鋼設(shè)計模具，水冷系統(tǒng)滿足模具均勻冷卻要求，冷卻固化時間在35-40秒之間。

三、取得成果及創(chuàng)新

1.該模具設(shè)計完成后，首次使用小直徑抽油桿固定扶正器應(yīng)用于四寸套油井上，填補了采油三廠四寸套油井管桿防偏磨治理的空白。

2.與外購的活動式扶正器相比使用壽命長，不容易脫落，防止扶正器脫落引起躺井問題發(fā)生。

3.原抽油桿扶正器模具只適用于一種規(guī)格的抽油桿，如制作另外一種扶正器必須更換模具，一個模具重一百多斤，拆裝要3個人，換一次模具至少需要2個小時，效率低、勞動強度大。

新模具根據(jù)扶正器外形特點，設(shè)計將模具模腔兩端安裝固定可互換的兩種抽油桿擋模，使得一套模具適用φ19mm和φ22mm兩種抽油桿加裝尼龍扶正器，即不需拆除成套模具，只需將擋模更換即可，操作簡便，提高工作效率。

四、現(xiàn)場應(yīng)用情況

模具設(shè)計完成后，于2013年4月份完成加工制作，經(jīng)過安裝使用，達(dá)到以下效果：

1.新的設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，效果顯著，簡單易操作，在不拆卸模具的情況下，更換模塊只需10分鐘，1人即可操作，而且扶正和防泄漏作用比以前更好，達(dá)到了我們預(yù)期的效果。解決了長期以來模具更換困難、效率低、工人勞動強度大的現(xiàn)狀。

2.根據(jù)需要于2013年6月份開始制作小直徑尼龍扶正器，至年底共制作扶正器3028只。經(jīng)過上井使用后反映較好，達(dá)到防管桿偏磨效果，未出現(xiàn)質(zhì)量問題。

五、效益分析

直接效益：每只扶正器價格18元，采油三廠年需求量為24000只，可創(chuàng)勞務(wù)收入43.2萬元。

間接效益：φ46mm小直徑固定尼龍扶正器應(yīng)用于四寸套油井后，可很好地解決四寸套油井管桿偏磨問題，有效提高油井檢泵周期，減少躺井問題，間接效益非常可觀。

結(jié)論與認(rèn)識

結(jié)論認(rèn)識:制作φ46mm小直徑固定尼龍扶正器應(yīng)用于四寸套油井管桿防偏磨治理，效果明顯，并且不易脫落，為采油三廠治躺工作做出了積極的貢獻，對其他油田四寸套油井管桿偏磨治理有較好的推廣前景。

[1]石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SYT/5832-2002抽油桿扶正器.