专利名称：可倒扣的球铰式抽油杆防脱器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油抽油机井抽油杆与接箍的丝扣防松装置。
由于抽油杆在工作中上下运动产生扭转力矩，极易使丝扣松脱造成事故。为解决这个问题人们做了许多努力，效果均不理想。如中国专利CN89213631.6公开了一种“可倒扣式抽油杆防脱器”，它的目的是提供一种既可转动防松，又可在卡泵时使抽油杆相对转过一定角度后限位倒扣卸杆的装置。其结构主要由可相对转动的上下两部分组成，其间装有滚珠轴承，另外，在下部的中间弹碗外侧面的闭合凹槽内有一销钉，上部分的外套侧面与凹槽对应的闭合圈上有一挡钉径向旋入凹槽内，利用此两钉相抵时限位传递扭矩倒扣卸杆。不足之处是1、在外套和芯杆径向开槽打孔装销钉势必降低抗拉强度；2、根据其装配关系，芯杆必由下部穿入上部外套内，芯杆锁定和变径台肩处受力最大，易应力集中断脱；3、无扶正装置，易与油管相互磨擦损坏；4、为增加强度必增大整体直径，导致油流阻力增大，泵效降低；5、由于井或油管的弯曲，防脱器又不可弯曲，它除受轴向拉力外还受到径向弯曲应力的交变作用，轴承受力不均匀，芯杆的变径部位更易疲劳损坏。目前，现有防脱器断脱事故经常发生，许多油田已不敢再用。
本实用新型的目的旨在克服现有防脱器的缺点而提供一种既能转动消除扭力防脱，又能倒扣卸杆；既有较大的轴向承载能力，直径又较小有利于节能提高泵效；既能扶正减小防脱器与油管的相互磨损，还能避免弯曲应力引起的疲劳损坏，延长使用寿命的高强度多功能球铰式抽油杆防脱器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到1、该防脱器由可相对转动和摆动、能消除扭转和弯曲应力的球铰组成，且有限制转角的挡(销)钉，其特征是该球铰中的球铰芯杆上只有下半个球，且限制转角的挡块或销钉设置在球头与双头螺栓相对的端部一即轴向位置上，以减小直径增大有效截面，提高承截能力；为了进一步减小弯曲程度和避免与油管间相互磨损，延长使用寿命，球铰两端直接与扶正器相连。
2、该防脱器的特征还在于该球铰中球铰芯杆球头由直接与球铰座接触的球台形球面套和装在它上面的推力轴承组成，这样转动更灵活。
3、该防脱器的特征还在于该球铰中的球头由特制的向心球面(腰鼓形)滚子轴承构成，这样既省掉了球面套又转动灵活。
本实用新型的目的还可以通过以下具体措施来达到1、为了进一步增大有效截面，提高承载能力，减小直径，将球铰座套内径设计成与双头螺栓的螺纹中径相同。
2、为了提高限制转角的挡块的强度和便于加工，使挡块截面形状为扇形、圆形、类似热气球形或其组合。
3、为了减小与油管的摩擦，球铰两端连接的扶正器采用滚轮式扶正器。
现结合实施例附图作进一步详述
图1是由球台形球面套和推力轴承组成球铰式防脱器的示意图；图2是球铰中的球头由特制的向心球面滚子轴承构成的示意图；图3是球铰芯杆上只有半个球的防脱器各部分连接示意；图4是设在球头和双头螺栓端部的扇形限位挡块截面形状的实施例；图5是类似跳棋子形和扇形截面挡块组合的实施例；图6是类似热气球形和圆形截面挡块组合的实施例。
参照
图1。该球铰中的球台形球面套(5)的上面有一推力轴承(4)，它们一起套在芯杆(7)上，构成组合式球铰芯杆，此芯杆由上面穿入球铰座套(6)内，使球台形球面套的凸球面与球铰座套内的凹球面吻合，且可使球铰座套内径和球面直径等于双头螺栓(1)的螺纹中径，以使结构更紧凑。芯杆(7)承力台肩顶端设有限制转角、在倒扣时传递扭矩的挡块或销钉(3)，与之相应的双头螺栓下端也有一挡块或销钉(2)。双头螺栓将球铰与上扶正器(图3－12)连接在一起，它也可不用螺纹连接而用销钉将球铰座套和连接杆连在一起。球铰座套下端的锥孔利于芯杆摆动使防脱器可弯曲。球铰芯杆(7)与下扶正器(8)用螺纹或销钉连接。上下扶正器可采用滚珠式、尼龙滑动式或其他任一种具有类似功能的扶正器，但优选滚轮式扶正器。球台形球面套(5)的上端面若做成轴承滚道可省去一个轴承圈简化结构。此实施例转动最灵活。
图2实施例与
图1类似，不同的是球铰芯杆(11)的球头部分由具有类似功能的特制的向心球面滚子轴承代替，轴承外圈的滚道为球面，滚子为腰鼓形。此实施例转动也很灵活。
图3实施例与
图1结构基本相同，不同的是球铰芯杆(13)的球头只有下半个球，它与球铰芯杆一体制造，无滚动轴承。球头顶部有限制转角的挡块(3)，双头螺栓(1)将上滚轮扶正器(12)与球铰座套(6)连在一起。球铰芯杆(13)的下端螺纹与下滚轮扶正器(8)相连。
图4是球铰芯杆(7、11、13)顶端一即球头(16)上的限制转角的挡块(14)和双头螺栓下端挡块(15)截面为扇形的实施例。
图5是两挡块截面分别为扇形(15)和跳棋子形(17)的实施例。
图6是两挡块截面分别为圆形(18)和热气球形(19)的实施例。
挡块形状还可举出许多，如齿形、凹凸槽与圆柱形等，两挡块形状可以相同也可以不同。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、增加了消除弯曲应力的功能，提高了抗疲劳断裂的能力；2、将限制转角倒扣卸杆的挡(销)钉由径向改为轴向，既缩小了直径又提高了强度；
3、缩小直径有利于降低油流阻力，既节能又提高了泵效；4、增加了扶正功能，变滑动磨擦为滚动磨擦，降低了抽油机负荷，避免了与油管的磨损，延长了使用寿命。
5、综上，本实用新型提高了采油工作的可靠性，安全性，大大减小了抽油杆断脱的事故发生率，既节约了作业费用又间接增产。
权利要求1.一种用于石油抽油机井防止抽油杆与接箍丝扣松脱的防脱器，它由可相对转动和摆动的球铰组成，且有限制转角的挡钉，其特征在于该球铰中的球铰芯杆上只有下半个球，且限制转角的挡块或销钉设在球头与双头螺栓相对的端部；球铰两端直接与扶正器相连。
2.根据权利要求1所述的防脱器，其特征还在于球铰座套内径与双头螺栓的螺纹中径相同。
3.根据权利要求1所述的防脱器，其特征还在于限制转角的挡块截面形状为扇形、圆形、类似热气球形或其组合。
4.根据权利要求1所述的防脱器，其特征还在于球铰两端连接的扶正器为滚轮式扶正器。
5.一种用于石油抽油机井防止抽油杆与接箍丝扣松脱的防脱器，它由可相对转动和摆动的球铰组成，且有限制转角的挡钉，其特征在于该球铰中的球铰芯杆球头由直接与球铰座接触的球台形球面套和其上面的推力轴承组成，且限制转角的挡块或销钉设在球头与双头螺栓相对的端部；球铰两端直接与扶正器相连。
6.根据权利要求5所述的防脱器，其特征还在于球铰座套内径与双头螺栓的螺纹中径相同。
7.根据权利要求5所述的防脱器，其特征还在于限制转角的挡块截面形状为扇形、圆形、类似热气球形或其组合。
8.根据权利要求5所述的防脱器，其特征还在于球铰两端连接的扶正器为滚轮式扶正器。
9.一种用于石油抽油机井防止抽油杆与接箍丝扣松脱的防脱器，它由可相对转动和摆动的球铰组成，且有限制转角的挡钉，其特征在于该球铰中的球头由特制的呈腰鼓形的向心球面滚子轴承构成，且限制转角的挡块或销钉设在球头与双头螺栓相对的端部；球铰两端直接与扶正器相连。
10.根据权利要求9所述的防脱器，其特征还在于球铰座套内径与双头螺栓的螺纹中径相同。
11.根据权利要求9所述的防脱器，其特征还在于限制转角的挡块截面形状为扇形、圆形、类似热气球形或其组合。
12.根据权利要求9所述的防脱器，其特征还在于球铰两端连接的扶正器为滚轮式扶正器。
专利摘要本防脱器是防止抽油机井中抽油杆脱扣的工具。主要由既可转动防松又可摆动消除弯曲应力的球铰和轴向设置的限制转角倒扣卸杆的挡块以及上下扶正器构成。克服了现有装置只可转动不可弯曲、易疲劳断脱、直径较大抗拉强度却较低、油流阻力大、易与油管摩擦损坏、寿命短、可靠性低等缺点。它可接于杆柱任意位置，尤其适用于深井、斜井和油管弯曲的井中。
文档编号E21B17/00GK2138691SQ9222782
公开日1993年7月21日 申请日期1992年7月20日 优先权日1992年7月20日
发明者张志华, 遇兴国 申请人:张志华