一种抽油机光杆的自润滑自清洁装置的制作方法

本发明属于采油机械领域，特别涉及一种抽油机光杆的自润滑自清洁装置。

背景技术：

抽油机在油田广泛应用，光杆是连接地面抽油机和井筒内抽油杆的重要部件，其与盘根盒中的盘根形成密封组合，实现井口密封，以达到防止油、气、水泄漏等重要功能。

通常光杆和盘根反复摩擦，在摩擦过程中伴随着产生大量的热，多数情况下光杆与盘根间不能形成良好润滑，导致光杆与盘根形成干摩擦，摩擦阻力大，能耗高，盘根磨损严重。同时由于光杆暴露在空气中容易粘附细砂等外来杂质颗粒，将加剧盘根和光杆的磨损，导致盘根使用寿命大幅缩短。这些因素都将大大增加油井现场的维护成本，降低抽油机井的生产效率。

鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种抽油机光杆的自润滑自清洁装置，以期解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抽油机光杆的自润滑自清洁装置，能够主动清洁光杆表面，阻止外来杂质颗粒进入到盘根与光杆的摩擦界面，从而减轻光杆和盘根的磨损。

为达到上述目的，本发明提出一种抽油机光杆的自润滑自清洁装置，套设在抽油机的光杆外，其中，所述自润滑自清洁装置包括壳体、上隔板、弹性补充件和下隔板，所述壳体为上、下开口且内部中空的管状体，所述上隔板和所述下隔板水平设置在所述壳体内并与所述壳体的侧壁密封配合，所述上隔板和所述下隔板具有间隔并将所述壳体内部分隔为由上至下顺序设置的上容置腔、弹性补偿腔和下容置腔，所述上容置腔和所述下容置腔内均填充有能与所述光杆密封配合的耐磨多孔材料，所述弹性件设置于所述弹性补偿腔，所述弹性件的顶端和底端分别顶抵于所述上隔板和所述下隔板，所述上隔板和所述下隔板均开设有能容纳所述光杆的贯通孔；位于所述下容置腔内的所述耐磨多孔材料中储存有润滑油或润滑脂。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述自润滑自清洁装置还包括套设在所述光杆外的扶正环，所述扶正环为水平设置的环状体，所述扶正环的内缘与所述光杆密封配合，所述扶正环的外缘顶抵在所述壳体的内壁上。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述扶正环设置在所述上容置腔内并位于所述耐磨多孔材料的上方。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述扶正环的材料为聚四氟乙烯、聚醚醚酮或者二者的组合。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设在所述光杆外，所述弹簧的两端分别顶抵在所述上隔板上和所述下隔板上。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体为内部中空的筒状体，所述上壳体的顶端开设有能容纳所述光杆的贯通孔，所述上壳体的底端开放，所述下壳体的顶端开放，所述下壳体的底端开设有能容纳所述光杆的贯通孔，所述上壳体的底端和所述下壳体的顶端能拆卸的连接。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述上壳体和所述下壳体之间螺纹连接。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述上壳体的外壁上固设有沿所述上壳体的径向外凸的手柄。

如上所述的抽油机光杆的自润滑自清洁装置，其中，所述耐磨多孔材料以聚氨酯海绵为基体，并在所述聚氨酯海绵内加入有聚四氟乙烯、二氧化硅和硅烷偶联剂。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的抽油机光杆的自润滑自清洁装置其上容置腔和下容置腔内均填充有耐磨多孔材料，耐磨多孔材料能与光杆和壳体的内壁密封配合，耐磨多孔材料具有多孔结构，主动清洁光杆表面，阻止外来杂质颗粒进入到盘根与光杆的摩擦界面，从而减轻光杆和盘根的磨损。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为发明提出的抽油机光杆的自润滑自清洁装置的结构示意图。

图2为本发明中壳体的结构示意图。

附图标记说明：

100、自润滑自清洁装置；10、壳体；

11、上壳体；12、下壳体；

13、手柄；20、上隔板；

30、弹性件；40、下隔板；

50、上容置腔；60、弹性补偿腔；

70、下容置腔；80、耐磨多孔材料；

90、扶正环；200、光杆。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

如图1、图2所示，本发明提出一种抽油机光杆的自润滑自清洁装置100，套设在抽油机的光杆200外，该抽油机光杆的自润滑自清洁装置100包括壳体10、上隔板20、弹性件30和下隔板40，壳体10为上、下开口且内部中空的管状体，上隔板20和下隔板40水平设置在壳体10内并与壳体10的内壁密封配合，上隔板20和下隔板40具有间隔并将壳体10内部分隔为由上至下顺序设置的上容置腔50、弹性补偿腔60和下容置腔70，上容置腔50和下容置腔70内均填充有能与光杆200密封配合的耐磨多孔材料80，弹性件30设置于弹性补偿腔60内，弹性件30的顶端和底端分别顶抵于上隔板20和下隔板40，上隔板20和下隔板40均开设有能容纳光杆200的贯通孔；位于下容置腔70内的耐磨多孔材料80内储存有润滑油或润滑脂。当光杆200经过储油的耐磨多孔材料80时，在光杆200表面形成润滑油膜，起到润滑密封盘根和光杆摩擦界面的作用，从而降低摩擦阻力和摩擦界面的磨损。

本发明提出的抽油机光杆的自润滑自清洁装置100其上容置腔50和下容置腔70内均填充有耐磨多孔材料80，耐磨多孔材料80能与光杆200和壳体10的内壁密封配合，由于耐磨多孔材料80具有多孔结构，主动清洁光杆表面，阻止外来杂质颗粒进入到盘根与光杆的摩擦界面，从而减轻光杆和盘根的磨损。

具体的，在光杆200下移过程中，上容置腔50内的耐磨多孔材料80可以起到清洁光杆200表面的效果，阻止外来杂质颗粒进入到盘根与光杆的摩擦界面；在光杆200上移过程中下容置腔70内的耐磨多孔材料80可以起到一定的擦拭光杆表面的作用，同时，上容置腔50内的耐磨多孔材料80能够吸收光杆200表面携带过多的润滑油或润滑脂，减轻光杆表面粘附外来杂质颗粒。

在本发明中，利用储存有润滑油或润滑脂的耐磨多孔材料80在光杆表面形成均匀的润滑油膜，能够使得盘根和光杆摩擦阻力降低1/3，盘根使用寿命提高2倍，光杆耐磨损提高50％。

在本发明一个可选的例子中，自润滑自清洁装置100还包括套设在光杆200外的扶正环90，扶正环90为水平设置的环状体，扶正环90的内缘与光杆200密封配合，扶正环90的外缘顶抵在壳体10的内壁上。扶正环90能够对光杆200进行扶正对中，保证光杆200顺利地上、下移动。

在本发明一个可选的例子中，扶正环90设置在上容置腔50内并位于耐磨多孔材料80的上方。

在本发明一个可选的例子中，扶正环90的材料为聚四氟乙烯、聚醚醚酮或者二者的组合。以保证扶正环90不但能够对光杆200起到扶正对中的作用，同时不磨损光杆200的表面。

在本发明一个可选的例子中，弹性件30为弹簧，弹簧套设在光杆200外，弹簧的两端分别顶抵在上隔板20上和下隔板40上。弹性件30主要作用为主动压紧位于上容置腔50及下容置腔70内的耐磨多孔材料80，当耐磨多孔材料80磨损后，弹性件30能够持续压紧，使耐磨多孔材料80够始终与光杆200的表面保持紧密接触。

在本发明一个可选的例子中，壳体10包括上壳体11和下壳体12，上壳体11和下壳体12为内部中空的筒状体，上壳体11的顶端开设有能容纳光杆200的贯通孔，上壳体11的底端开放，下壳体12的顶端开放，下壳体12的底端开设有能容纳光杆200的贯通孔，上壳体11的底端和下壳体12的顶端能拆卸的连接。

在本发明一个可选的例子中，上壳体11和下壳体12之间螺纹连接。

在本发明一个可选的例子中，上壳体11的外壁上固设有沿上壳体11的径向外凸的手柄13。这样，当耐磨多孔材料80与光杆200之间的预紧力因磨损而降低，导致对光杆200的自润滑自清洁作用降低时，可通过上壳体11上的手柄13对预紧力进行重新调节以恢复自润滑自清洁作用。

在本发明一个可选的例子中，耐磨多孔材料80以聚氨酯海绵为基体，并在聚氨酯海绵内加入聚四氟乙烯、二氧化硅和硅烷偶联剂。

具体的，耐磨多孔材料80其基体选择聚氨酯海绵，将疏水材料聚四氟乙烯(ptfe)溶液(以质量计算，含有50％的聚四氟乙烯)吸入聚氨酯海绵，110℃干燥5小时，将聚四氟乙烯(ptfe)沉积到聚氨酯海绵三维网络结构中，再将含有二氧化硅纳米粒子的悬浊液(以质量计算，含有5％的二氧化硅)浸泡聚氨酯海绵，对二氧化硅粒子进行硅烷偶联剂修饰改性，80℃烘干3小时，达到具有耐磨、亲油、多孔效果。

在一个可选的例子中，硅烷偶联剂为丙基三甲氧基硅烷偶联剂。

本发明提出的抽油机光杆的自润滑自清洁装置100的安装和使用过程如下：

首先将上壳体11、扶正环90、耐磨多孔材料80(未储存润滑油)、上隔板20、弹性件30、下隔板40和耐磨多孔材料80(储存有润滑油或润滑脂)依次套入到光杆200上，之后将下壳体12套入到光杆200上，并如图1所示将下壳体12移动到相应位置；上壳体11和下壳体12之间通过螺纹进行连接；弹性件30主动压紧位于其上方和下方的耐磨多孔材料80，同时通过上壳体11上的手柄13调节弹性件30的压缩量可对耐磨多孔材料80与光杆200之间的预紧力进行调节，弹性件30能够持续压紧，从而使耐磨多孔材料80能够始终与光杆200表面保持紧密接触；下壳体12底部可以通过螺纹与原井口盘根盒进行连接。

在抽油机正常工作，当光杆200上下运动经过位于下容置腔70内储存有润滑油或润滑脂的耐磨多孔材料80时，储存在耐磨多孔材料80中的润滑脂或润滑油会在光杆200表面形成润滑油膜，起到润滑盘根和光杆摩擦界面的作用，从而降低摩擦阻力和摩擦界面的磨损，提高盘根的使用寿命；在光杆200下移过程中，位于上容置腔50内的耐磨多孔材料80对光杆200表面进行清洁，从而阻止外来杂质颗粒进入到盘根与光杆的摩擦界面，在光杆200上移过程中耐磨多孔材料80对光杆200表面起到一定的擦拭作用，从而减轻光杆表面因带油而粘附更多外来杂质颗粒。

当该抽油机光杆的自润滑自清洁装置100使用一段时间后，耐磨多孔材料80与光杆200之间的预紧力因磨损而降低，导致对光杆200的自润滑自清洁作用降低，此时可通过上壳体11上的手柄13对预紧力进行重新调节以恢复自润滑自清洁作用。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。