一种凡尔球拨离装置的制作方法

本发明涉及石油开采阀体设备技术领域，具体涉及一种凡尔球拨离装置。

背景技术：

在采油作业过程中，抽油泵下端设置有固定凡尔总成，通过固定凡尔总成中的凡尔球和凡尔座的开合，完成原油的开采。采油井在检泵作业过程中，油管内油水会被带至地面，从而对地面环境造成污染。虽然，管式泵在起泵时为了防止油管内的油水喷出，通过安装泄油器连接在泵筒的下端和泵的固定凡尔之间，通常用的泄油器包括剪切式泄油器和油管锚式泄油器，但是因为泄油器的安装位置距离管式泵具有一定的距离，而导致在管式泵与泄油器之间的这段距离的油水无法泄掉，仍会被带到地面，对地面环境造成污染。另外，还存在小井眼泄油器无法安装至泵筒和液面较低的井下泄油器不起作用的问题，从而导致无法正常泄油。

中国专利CN106286245A公开了一种打开凡尔球泄液油井抽油泵，其采用的是直接在抽油泵内安装组件，活塞在泵内需要泄液时，通过活塞下压活节顶杆，活节顶杆延长顶动拨球板，拨球板打开固定凡尔球，活塞上的顶球筒同时顶起下游动凡尔球，下游动凡尔球顶起顶球杆，顶球杆顶起上游动凡尔球。从而完成凡尔球以上液体泄入井内。但是上述专利存在的问题是其是对抽油泵进行的改进，并不能适用于所有的抽油泵，而且改进的抽油泵结构复杂，活节顶杆以及拨球板容易出现故障，一旦活节顶杆或者拨球板出现故障将导致整个抽油泵无法使用，而一般情况下，抽油泵位于距离地面很深的地下，其安装和打捞均是一件很复杂的工作，因此，对于极其容易出现故障的抽油泵，使用效果不佳。

中国专利CN203476284U公开了一种凡尔球拨离装置，其包括筒体和撞针，其中，筒体和撞针相连接，筒体内安装有偏心转子、电机和电池，偏心转子、电机和电池顺次连接，撞针前端直径为6毫米。上述专利实现了能够通过凡尔罩和撬开凡尔球，实现油井正常泄油。从而克服现有泄油器易失效和小井眼以及液面较低的井无法正常泄油的不足。但是上述专利存在的不足在于由于撞针设置在筒体的中心位置，撞针在接触到凡尔球时，不容易自动进入凡尔球和凡尔座之间的缝隙，因此使用该拨离装置开启凡尔球需要花费较长时间，效率比较低。

技术实现要素：

基于现有技术之不足，本发明提供了一种新型的凡尔球拨离装置，本发明的凡尔球拨离装置将撞针以偏心的方式与筒体连接，从而使整个凡尔球拨离装置的重心侧向偏移，有利于凡尔球拨离装置在投入至泵筒后沿泵筒的侧壁下降到达凡尔罩上部开孔，另外，本发明的凡尔球拨离装置还设置了浆叶结构，从而在将装置放入至泵筒后，在油液的作用下推动桨叶带动凡尔球拨离装置在下降过程中同时发生自转，有利于凡尔球拨离装置更加轻松的进入到凡尔室内。另外，本发明的凡尔球拨离装置还设置了电机和振子的结构，从而在装置下降过程中，在无法进入到凡尔罩上方开孔的情况下，根据电机和振子的振动作用，使其在凡尔罩表面上通过跳跃振动使其更容易进入凡尔罩上开孔，以便进入到凡尔罩内。具体如下：

本发明提供了一种凡尔球拨离装置，所述装置包括撞针组件、筒体以及转子组件，其中，所述撞针组件设置于所述筒体的底部，且所述撞针组件的撞针的中轴线偏离所述筒体的中轴线设置，所述转子组件设置在所述筒体的顶部，所述转子组件包括桨叶，其中，所述桨叶能够在油液的作用下发生旋转带动所述凡尔球拨离装置在下降的过程中产生自转。

根据本发明的一种优选实施方式，所述撞针组件还包括分水头，其中，所述分水头设置在所述筒体的底端，所述分水头的与所述撞针相连接的一面设置为倾斜面。

根据本发明的一种优选实施方式，所述转子组件还包括丢手头，其中，丢手头设置在所述转子组件的顶端，所述丢手头通过连接柱与固定所述桨叶的固定柱连接，在所述桨叶的固定柱下端设置有降速头。

根据本发明的一种优选实施方式，所述降速头的外径大于所述筒体的外径，在所述降速头的底端连接所述筒体，其中，在所述筒体的上半部设置有驱动组件，所述驱动组件包括设置在所述筒体内部的第一壳体，在所述第一壳体内部沿其纵向设置有控制组件以及由所述控制组件驱动的电机，其中，所述电机设置在第一壳体的底部。

根据本发明的一种优选实施方式，所述控制组件与所述电机电连接，其中，所述控制组件至少包括电源控制板、电源保护板以及充电保护板。

根据本发明的一种优选实施方式，在所述筒体的下半部设置有振子组件，所述振子组件包括设置在所述电机下方的用于连接电机轴与振子转动轴的弹簧联轴器。

根据本发明的一种优选实施方式，在所述弹簧联轴器的下端通过压紧螺母将振子转动轴承固定至轴承底座上。

根据本发明的一种优选实施方式，所述振子转动轴承内安装有振子转动轴，在所述振子转动轴的底端设置有振子，在振子转动轴承下方围绕所述振子转动轴设置有第二壳体。

根据本发明的一种优选实施方式，所述筒体的用于包覆所述驱动组件的上半部和用于包覆所述振子组件的下半部可拆卸连接。

根据本发明的一种优选实施方式，所述分水头的上部与所述筒体的用于包覆所述振子组件的下半部底端可拆卸连接。

本发明的有益技术效果在于：

1、本发明的凡尔球拨离装置将撞针设置在偏离筒体中轴线的位置，从而使整个装置的重心侧向偏移，而非在中轴线上，如此设置可以使凡尔球拨离装置在放入泵筒并沿流体下降的过程中，从而使凡尔球拨离装置整体向泵筒的侧壁方向发生偏移，避开凡尔罩的中心，并能够与凡尔罩上部的开孔相对应，使拨离装置更容易地进入到凡尔罩的上方开孔内，增加了凡尔球拨离装置进入凡尔室内部的几率；

2、本发明与撞针连接的分水头的底端设置为倾斜面，并且撞针设置在筒体中轴线与倾斜面最底端之间的位置，如此设置能够在拨离装置下降过程中，液体施加在倾斜面上的压力方向垂直于斜面方向，从而在油液的作用下，拨离装置能够向泵筒的内壁方向偏移，进一步辅助拨离装置进入到凡尔罩的上方开孔内；

3、本发明的凡尔球拨离装置还增加了转子组件，在转子组件的上方设置了丢手头，用于与丢手打捞器配合使用，实现快速打捞本发明的凡尔球拨离装置。另外，本发明的转子组件还包括桨叶，通过设置桨叶能够在油液的作用下，使整个装置在下降过程中同时发生自转，使撞针在旋转过程中形成一个圆形轨迹，并从凡尔罩上部开孔扫过，更容易使撞针进入至凡尔罩内部。另外，在桨叶下方还安装了降速头，降速头的外径大于筒体的外径，从而在拨离装置下降过程中，拨离装置所排开的油液可以经降速头的突出筒体的凸肩向上排出，同时向上排出的油液由于与装置运行相反的方向，凸肩能够对向下运动的装置起到降速的作用，能够降低整个装置向下运行的速度，使其不至于以过快的速度到达凡尔罩，从而减缓对凡尔球拨离装置的冲击；

4、本发明的凡尔球拨离装置还设置了驱动组件和振子组件，其可以辅助拨离装置进入至凡尔罩的开孔内，如若在本发明的凡尔球拨离装置未能落入至凡尔罩的顶部开孔内，而是落到凡尔罩的隔断上，可以依靠振子工作时产生的强烈振动使装置发生位移从而使整个装置发生位置的移动，并落入至凡尔罩的上部开孔内。而且本发明采用了行星振子，相较于偏心振子振动偏离高，振动产生的位移大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的凡尔球拨离装置的结构示意图；

图2是本发明的凡尔球拨离装置的撞针组件的结构示意图；

图3是本发明的凡尔球拨离装置的转子组件的结构示意图；

图4是本发明的凡尔球拨离组件的驱动组件的结构示意图；

图5是本发明的凡尔球拨离组件的振子组件的结构示意图。

图中10-筒体；11-撞针组件；12-振子组件；13-驱动组件；14-转子组件；111-撞针；112-分水头；41-丢手头；42-桨叶；43-降速头；44-连接柱；31-电机；32-控制组件；34-第一壳体；21-弹簧联轴器；22-压紧螺母；23-振子转动轴；24-第二壳体；25-振子；26-振子转动轴承；27-轴承底座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种凡尔球拨离装置。参照附图1-图5。本发明的凡尔球拨离装置包括撞针组件11、筒体10以及转子组件14。优选的，撞针组件11设置于筒体10的底部。优选的，转子组件14设置在筒体10的顶部。本发明所述的“上”“上端”“上部”“上方”以及“下”“下端”“下部”“下方”是指凡尔球拨离装置在投入泵筒使用时沿其纵向的方向。

进一步的，参照图2，撞针组件11包括撞针111和分水头112。其中，撞针组件11的撞针111的中轴线偏离筒体10的中轴线设置。即，撞针111设置在分水头112的底端且偏离筒体10中轴线设置。优选的，撞针111与分水头112可以一体成型。优选的，撞针111与分水头112可以是可拆卸地连接。优选的，撞针111与分水头112可通过螺纹连接。优选的，撞针111的针头可以采用钛合金材料，其能够确保针头在遇到撞击时不发生折断。优选的，撞针111为针头直径为￠7mm的针形钛合金棒。撞针在进入到固定凡尔罩内后，将针头插入到凡尔罩内壁与凡尔球之间的空隙内，例如，凡尔球与凡尔室内壁之间的空隙为6mm，撞针针头为￠7mm，从而凡尔球从凡尔座上能够被剥离开1mm，即可以形成1mm泄油通道。进一步的，分水头112设置在筒体10的底端。优选的，分水头112的与撞针111相连接的一面设置为倾斜面。优选的，撞针111设置在分水头112倾斜面的最底端与分水头112中轴线之间位置。本发明将撞针设置在偏离筒体中轴线位置，能够使整个装置的重心侧向产生偏移，从而有利于凡尔球拨离装置在下降过程中向泵筒的侧壁方向偏移。另外，本发明的分水头112底面设置呈倾斜面结构，在装置下降过程中，油液对倾斜面的压力为垂直于倾斜面的方向，由于倾斜面与水平平面具有一定的夹角，从而可以使油液对分水头倾斜面的压力非竖直向上，从而能够进一步使整个装置在下降过程中向泵筒的侧壁发生偏移。由于凡尔罩上方开孔位于凡尔罩的靠近泵筒侧壁的位置，因此，如此设置有利于本发明的凡尔球拨离装置轻松进入凡尔罩上部开孔。

进一步的，参照图3，转子组件14包括桨叶42。优选的，桨叶42的纵向表面非平行于筒体的中轴线。桨叶42能够在油液的作用下带动凡尔球拨离装置在下降的过程中发生自转。有利于装置进入至凡尔罩上部开孔，而且在整个装置进入到凡尔罩内部后，有利于撞针插入凡尔球与凡尔罩壁之间的缝隙，以便将凡尔球拨离凡尔座。将凡尔球拨离装置投入至油管内后，因桨叶42与油液流体的作用使装置发生转动，在拨离装置自转的情况下，带动撞针针头围绕中心轴转动，从固定凡尔罩上部开孔扫过，达到凡尔罩上部开孔并自动落入凡尔室内，针头顺势插入到凡尔室内壁与凡尔球的间隙内，依靠自重将凡尔球从凡尔座上拨离开，形成泄油通道，使油水等流体回流至井筒内。

进一步的，再次参考图3，转子组件14还包括丢手头41。其中，丢手头41设置在转子组件41的顶端。优选的，丢手头41为锥形结构。丢手头41与丢手打捞器配合使用，用于在使用完毕后打捞本发明的凡尔球拨离装置。优选的，丢手头41通过连接柱44与固定桨叶42的固定柱连接。桨叶42的数量可以根据需要进行选择。优选的，桨叶42的数量可以是4个，4个桨叶围绕固定柱的周向依次排列，从而使装置在下降过程中沿周向均匀受力。优选的，桨叶42的纵向非平行于整个装置或筒体的中轴线，从而使装置在周向上产生压力，使装置在下降过程中发生自转。

进一步的，在桨叶42的固定柱下端设置有降速头43。优选的，降速头43可以是圆柱型结构。优选的，降速头43的外径大于筒体10的外径。从而降速头43的外部边缘具有突出于筒体10外壁的凸肩。优选的，降速头43的外径小于泵筒内径。例如：以57#管式泵为例，泵筒内径为￠57mm，降速头的外径可以为￠55mm。从而在将装置投入至油管内后，由于受重力加速度作用，整个装置下降过程中速度不断增大，当装置进入至管式泵的泵筒后，与装置体积相同的油液流可以通过降速头43与泵筒壁之间的间隙向上排出，向上排出的液体的运动方向与下降的凡尔球拨离装置的运动方向相反，通过降速头的凸肩对向上运动的油液的阻碍，能够降低凡尔球拨离装置的下降速度，使凡尔球拨离装置整体保持平稳下降，防止拨离装置下降速度过快，减缓过大的冲击对装置的损伤。

进一步的，在降速头43的底端连接筒体10。其中，在筒体10的上半部设置有驱动组件13。驱动组件13包括设置在筒体10内部的第一壳体34。在第一壳体34内部沿其纵向设置有控制组件32以及由控制组件32驱动的电机31。电机31设置在第一壳体34的底部。优选的，电机31为减速电机，用于增大扭矩。优选的，控制组件32与电机31电连接。控制组件31至少包括电源、电源控制板、电源保护板以及充电保护板。电源控制板也叫电源控制器，电源控制板用于控制电源。电源保护板为对电源起保护作用的集成电路板，防止电源被短路的问题。充电保护板用于对电源被过充、过放、过流以及超高温充放电的问题进行保护。优选的，电源可以为锂离子电池。电源用于提供动力电驱动电机31转动，电机31用于控制振子25的振动。

进一步的，参见图5，在筒体10的下半部设置有振子组件12。振子组件12包括设置在电机31下方的用于连接电机轴与振子转动轴23的弹簧联轴器21。弹簧联轴器21用于联接振子和电机，并且弹簧联轴器21可以减小振子振动对电机的损伤。在弹簧联轴器21的下端通过压紧螺母22将振子转动轴承26固定至轴承底座27上。振子转动轴承26内安装有振子转动轴23。在振子转动轴23的底端设置有振子25。在振子转动轴承26下方围绕振子转动轴23设置有第二壳体24，优选的，第二壳体24上端与轴承底座27的下端固定连接。从而在电源控制器驱动电机31运转的过程中，电机轴可以通过弹簧联轴器21带动振子转动轴使其带动振子发生位移。优选的，振子25可以是行星振子。振子在电机的驱动下产生振动，使凡尔球拨离装置整体处于机械摆动状态。

进一步的，筒体10可以分为上下两部分。优选的，筒体10的用于包覆驱动组件13的上半部和用于包覆振子组件12的下半部可拆卸连接。优选的，筒体10的上半部和下半部之间通过螺纹连接。优选的，分水头11的上部与筒体10的用于包覆所述振子组件12的下半部的底端可拆卸连接。优选的，分水头11与筒体10的下部的底端通过螺纹连接。

本发明的凡尔球拨离装置在使用前，需将泵筒内抽油杆和活塞全部起出，使用时直接由井口将凡尔球拨离装置投放至油管内。本发明将撞针以偏心的方式设置在分水头的底端，并且分水头与撞针的连接面设置为倾斜面，能够在凡尔球拨离装置下降过程中由于液体在倾斜面的压力使装置沿泵筒侧壁移动，从而使装置正好下落至凡尔罩的顶部开孔内。另外，本发明的凡尔球拨离装置在顶部设置了转子组件，能够在液体的作用下使整个装置发生自转，进一步辅助装置降落至凡尔罩的顶部开孔，从而进入到凡尔室内。而且本发明还增加了驱动组件和振子组件，振子能够在电机的驱动作用下发生位移，从而在装置未准确落入凡尔罩开孔时，通过振子的振动移动使装置进入凡尔罩。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。