[發明專利]柔性桿梯度接頭壓接工藝

無效

• 申請號: 200910072051.4
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101550809A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 張佳民;胡松華;白存安
• 申請（專利權）人: 大慶油田有限責任公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B43/00
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫淑榮

技術領域：

本發明涉及油田采油領域低產井輕小型化抽油機柔性桿接頭的的制作工藝，尤其是一種柔性桿梯度接頭壓接工藝。

背景技術：

鋼絲繩用于油田油井采油抽油桿柱，幾百上千米長度長期垂直工作在油管中，周期性承受拉-拉脈動載荷，抽油井的抽油頻次是3-5次每分鐘，每天幾千次變化，每年超過百萬次循環。因而，鋼絲繩抽油桿柱的失效損壞多數是疲勞破壞，尤其是接頭處，由于應力集中難以避免，疲勞強度損失非常大。前人采用不同形式的鋼絲繩用作抽油桿，接頭破損高，穩定工作時間短的問題一直沒能解決，多數都成為導致鋼絲繩抽油桿無法推廣的關鍵問題。抽油桿的工作性質要求拉力索本體和接頭有很強的抗疲勞性能，拉力索本體可以通過制作方法和工藝進行保證，拉力索接頭的抗疲勞性能制作是使用中的一個難點。

普通鋼絲繩套的疲勞損壞表現在彎曲、斷絲等，在地面上有人眼檢查就可以發現其損壞。拉力索及其接頭工作狀態始終是垂直狀態，其疲勞損壞是拉拉載荷疲勞損壞，與其他行業鋼絲繩的疲勞破壞形式不同，并且下入后，在井內后無法檢查。

另外，受井筒環境條件和現場施工條件限制，很多具有抗疲勞性能的接頭難以采用，不少高質量的接頭制作方法難以用于施工現場，或施工現場難以提供必要的質量保證條件。

鋼絲繩其橫截面是個圓，在很長的拉力索工作中，拉力始終垂直在拉力索的中心，拉拉疲勞載荷變化時，拉力始終在拉力索的中心不發生變化。

拉力索對折打卡子制作的接頭，拉力仍然始終在垂直方向。但是，由于接頭兩根拉力索位置發生變化，垂直拉力變成兩個分力，由于接頭根部打卡子原因，拉力索向接頭傳遞的拉力從拉力索中心偏移到兩根拉力索的中心，接頭根部是拉力偏離拉力索中心的最大位置。在拉拉疲勞載荷變化時，偏心垂直拉力對拉力索產生一個水平方向的變化力，變化力最大處是接頭根部，在該力作用下，接頭根部拉力索被反復彎折而造成損害，直接影響其壽命。

本發明內容：

本發明的目的是提供一種鋼絲繩抗疲勞接頭的現場制作工藝。通過在拉力索接頭制作過程中，通過施加一定的預拉力，造成預應力實現主副繩伸長量協調一致；通過增加壓環數量，逐級分散應力集中；通過保證一定的環間距離，放大偏心垂直拉力的作用位置，減小偏心距離，達到降低彎曲應力和抗疲勞的目的。由該工藝制作的接頭大幅度延長接頭的使用壽命，保證生產順利進行。

本發明采用的技術方案是：該柔性抽油桿梯度接頭壓接工藝包括下列步驟，在柔性抽油桿一端上套有5個固定卡環，并將該端5～6米對折，對折過程中使端頭穿過5個固定卡環，對折后柔性抽油桿在其上端的彎處套有雞心環，柔性抽油桿的彎折部分置于雞心環外沿的凹槽內，5個固定卡環均勻分布在重疊的柔性抽油桿上并加壓固定，在加壓固定過程中施加了預應力。

本新型所具有的有益效果是：本新型的接頭在制作時重疊的柔性抽油桿由5個卡環固定，相鄰兩個卡環之間間距為1～1.5米，接頭在制作過程中施加了預應力，接頭應力變化均勻分散到每道壓環中，抽油桿實際所受拉力的方向與重疊的兩根柔性抽油桿幾何中心的方向重疊，達到分散應力的目的。通常鋼絲繩的接頭采用一個卡環，卡環處主繩在彎曲狀態下受拉力，且拉力一次均攤到主繩和副繩，應力突變帶來應力集中，在循環應力下，主繩在卡環處迅速失效。本新型的接頭在制作時重疊的兩根柔性抽油桿由多個(至少5個)卡環固定，相鄰兩個卡環之間留有足夠的間距(至少為1～1.5米)，卡環越多，集中在第一個卡環處的應力被逐級均勻分散到每個卡環上，也就是每個卡環造成的應力集中越小；副繩頭處的卡環距離雞心環越遠，則主副繩所受的彎折損壞越輕。理論上講，副繩越長，卡環越多，繩接頭抗疲勞效果就越好，實際操作中對比發現，5米長5道卡環就可達到目的，有效延長接頭的使用壽命。

附圖說明：

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1-柔性抽油桿，2-端頭，3-固定卡環，4-雞心環。

具體實施方式：

下面對本發明進一步說明：該柔性抽油桿梯度接頭壓接工藝包括下列步驟，在柔性抽油桿1上套有5個固定卡環3，將柔性抽油桿1上套有5個固定卡環3這一端4～5米對折，使端頭2穿過5個固定卡環3，將最下面的一個固定卡環3放置在端頭2與其對應的柔性抽油桿位置處，該固定卡環在100噸的便攜式壓力機上壓接，將端頭2與其對應的柔性抽油桿固定在一起。對折后柔性抽油桿在其上端的彎處套有雞心環4，柔性抽油桿置于雞心環4外沿的凹槽內，雞心環4上有中心孔，通過中心孔用短接與其它工具實現連接，人為在雞心環和最下部已經壓制好的卡環上施加穩定的預拉力(一般為破斷力的30％至60％)，以保證主副繩受力后伸長變形協調一致。保持拉力不變，將最上面的一個固定卡環3放置在雞心環4底端的兩根柔性抽油桿的位置處加壓固定，上下兩個固定卡環3之間的3個固定卡環3均勻分布加壓固定5個固定卡環3在加壓固定過程中施加了預應力，重疊的兩根柔性抽油桿承受同樣的拉力，確保主副繩相同拉力下有相同的伸長量。