用于在線清洗抽油管內(nèi)壁時(shí)的快速接頭的研究與應(yīng)用

黃微

（大慶石油管理局有限公司松原裝備制造分公司，吉林 松原 138000）

目前，在油田在線清洗抽油管內(nèi)壁作業(yè)中有幾種連接蒸汽管線與油管接箍的接頭，有普通螺紋式接頭，安裝時(shí)直接按螺紋方向旋入接箍即可；有膠筒膨脹式接頭，通過(guò)壓縮中間膠筒使其產(chǎn)生徑向膨脹變形從而漲緊固定在接箍里；普通螺紋式的接頭安裝和拆卸時(shí)，需將螺紋部分全部擰入或擰出，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低；膠筒膨脹式接頭雖然安裝時(shí)間有所縮短，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作用力較大，也不能實(shí)現(xiàn)既快速省力又保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的目標(biāo)。針對(duì)以上接頭存在的問(wèn)題，研制了一種用于在線清洗抽油管內(nèi)壁時(shí)的快速接頭。這種接頭通過(guò)壓縮和釋放搬桿，即可實(shí)現(xiàn)快速固定和拆卸，每次上扣時(shí)只需捏緊上下搬桿插入油管接箍然后釋放搬桿，卸扣時(shí)捏住扳桿向上一提，不用旋轉(zhuǎn)即可卸下，又可以滿足連接油管接箍的要求，大大提高了工作效率。

1 技術(shù)分析

1.1 結(jié)構(gòu)

快速接頭使用了雙斜面凸輪體的結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變凸輪體的位移，凸輪體的上斜面和下斜面分別作用于鎖緊牙塊，使其張開(kāi)和縮回，完成快速接頭的安裝和拆卸。鎖緊牙塊外側(cè)面上加工有凸牙，其牙形與油管接箍?jī)?nèi)螺紋牙形相吻合，保證鎖緊后不脫落。

如圖1所示，快速接頭包括銷軸、鎖緊牙塊、凸輪體、導(dǎo)向體、壓蓋、下搬桿、彈簧、上搬桿、套筒所構(gòu)成一個(gè)完整的技術(shù)方案。

圖1 快速接頭結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

如圖2所示。具體實(shí)施過(guò)程是：首先，把導(dǎo)向體連接在壓蓋的下部（焊接），下搬桿焊接在壓蓋兩側(cè)，上搬桿焊接在套筒兩側(cè)。將凸輪體穿入導(dǎo)向體中，上部穿入彈簧，彈簧上面穿入套筒；將鎖緊牙塊放入導(dǎo)向體下方兩側(cè)的槽內(nèi)，對(duì)齊銷軸孔，穿入銷軸。套筒連同凸輪體可在導(dǎo)向體內(nèi)部上下活動(dòng)，用手捏住上下搬桿，套筒向下移動(dòng)并壓縮彈簧，同時(shí)，凸輪體的上斜面接觸到鎖緊牙塊的上端，根據(jù)杠桿原理推動(dòng)牙塊繞銷軸擺動(dòng)，牙塊的外牙齒端向內(nèi)擺動(dòng)，兩鎖緊牙塊齒尖之間的距離縮小（小于油管接箍?jī)?nèi)部螺紋直徑），此時(shí)，將快速接頭插入油管接箍?jī)?nèi)直到快速接頭中的壓蓋內(nèi)端面接觸到油管接箍上端面為止松開(kāi)上下搬桿，在彈簧彈力的作用下，套筒及凸輪體一起向上移動(dòng)，凸輪體的下斜面與鎖緊牙塊接觸并推動(dòng)牙塊繞銷軸向外擺動(dòng)，兩鎖緊牙塊齒尖之間的距離變大（等于油管接箍?jī)?nèi)部螺紋直徑），剛好能卡在油管接箍?jī)?nèi)螺紋處，保持快速接頭與油管接箍固定好。清洗作業(yè)結(jié)束后，用手同時(shí)捏住上下搬桿，使凸輪體向下運(yùn)動(dòng)，凸輪體的上斜面接觸到鎖緊牙塊的上端，根據(jù)杠桿原理推動(dòng)牙塊繞銷軸擺動(dòng)，牙塊的外牙齒端向內(nèi)擺動(dòng)，兩牙塊齒尖之間的距離縮?。ㄐ∮谟凸芙庸?jī)?nèi)部螺紋直徑），這時(shí)，可以將快速接頭整體從油管接箍?jī)?nèi)拿出來(lái)，至此完成了一個(gè)上、卸快速接頭操作。

圖2 快速接頭三維圖

2 快速接頭關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計(jì)

快速接頭的技術(shù)方案：快速接頭由鎖緊牙塊、導(dǎo)向體、凸輪體、壓蓋、上下扳桿、彈簧等組成。

2.1 牙塊的設(shè)計(jì)

采用兩塊對(duì)稱的牙塊形式，其外牙形加工成與油管接箍?jī)?nèi)螺紋相配合的螺紋。

2.2 導(dǎo)向體的設(shè)計(jì)

采用管狀的結(jié)構(gòu)，中間為凸輪體的導(dǎo)向部分，下部開(kāi)槽并在兩側(cè)鉆孔，用來(lái)穿銷子固定鎖緊牙塊。

2.3 凸輪體的設(shè)計(jì)

凸輪體工作面采用上下雙斜面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作可靠，加工制造方便。

2.4 壓蓋的設(shè)計(jì)

壓蓋采用兩體焊接的形式，上部設(shè)密封段，用螺栓與導(dǎo)向體連接。

2.5 扳桿的設(shè)計(jì)

采用長(zhǎng)短不同的兩種扳桿，球形桿頭，對(duì)稱焊接。

2.6 彈簧的設(shè)計(jì)

采用普通壓簧的一般結(jié)構(gòu)。

3 快速接頭現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及結(jié)論

如圖3所示。2020年7月，該快速接頭先后應(yīng)用于大慶油田采油一廠、三廠、創(chuàng)業(yè)集團(tuán)井下作業(yè)分公司現(xiàn)場(chǎng)。在這幾家作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，小修作業(yè)清洗油管內(nèi)壁工作量繁多，因?yàn)橐郧岸际遣捎闷胀菁y式接頭，安裝時(shí)直接按螺紋方向旋入接箍，或者使用膠筒膨脹式接頭，通過(guò)壓縮中間膠筒使其產(chǎn)生徑向膨脹變形從而漲緊固定在接箍里。這兩種接頭在安裝和拆卸時(shí)，都需要將螺紋部分全部擰入或擰出，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，從而工作效率低，現(xiàn)場(chǎng)操作工人經(jīng)常牢騷滿腹。

圖3 快速接頭現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖

自從使用了快速接頭，因?yàn)槟芸焖俟潭ㄔ谟凸芙庸績(jī)?nèi)，使用后能快速?gòu)挠凸芙庸績(jī)?nèi)拆卸下來(lái)，整個(gè)固定和拆卸過(guò)程簡(jiǎn)單、快速、可靠，使小修作業(yè)節(jié)約了操作時(shí)間，提高了工作效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，得到使用廠家的一致好評(píng)。