CN106014324B - 单板防喷节电偏心调整密封器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单板防喷节电偏心调整密封器。该单板防喷节电偏心调整密封器包括防喷部分、辅助密封部分及主密封部分，防喷部分的球座为偏心结构，球座下端内部安装有防喷组件，防喷部分与辅助密封部分通过球体下端的万向球头相连接，辅助密封部分与主密封部分通过螺纹相连接，主密封部分上部为密封磨损补偿组件。本发明的球座采用偏心结构，偏移量调整范围大，当光杆发生断、脱时，防喷组件反应迅速，配合紧密，防喷效果安全、可靠；旋转密封主体，即可压紧胶垫B实现辅助密封，简化了结构，降低了更换胶垫A的工作量，在弹簧压帽与胶垫A之间加装弹簧后，在确保光杆密封情况下，降低光杆运行阻力，抽油机电机的有功功率下降，节省了电能。
Description
技术领域：
本发明涉及油田采油技术领域，具体涉及一种单板防喷节电偏心调整密封器。
背景技术：
在石油领域中，光杆密封器是有杆采油设备中不可或缺的光杆密封装置。现有的光杆密封器通常由调偏部分、封井阀门、防喷部分及主密封部分组成。调偏部分通过球体的万向球头与球座配合安装的方式，来调整光杆与主密封之间的偏移量；封井阀门在生产过程中处于关闭状态，封井阀门内的辅助盘根与光杆不密封，当需要更换主密封盘根时，旋动封井阀两侧的调整螺钉，使辅助盘根紧紧抱住光杆，达到密封的效果，然后更换上部的主密封盘根；防喷机构的结构多采用外壳内部设有防喷空腔，防喷球安装在防喷空腔内，位于光杆的周边，当光杆断、脱落入井内时，井内的油气从井内喷出，将防喷球顶起，封住液流通道，起到防喷的效果；在主密封部分，压盖将主密封盘根压紧安装在密封主体内，从而起到密封光杆的效果。在上述的光杆密封器中存在以下问题：1.由于万向球头的调偏范围很小，对于光杆与井口严重不对中的井，依然会出现密封器偏磨光杆，导致光杆严重拉伤，缩短了光杆使用寿命，需要经常更换光杆，使得停井时间长，工人的工作量增大；2.封井阀的结构复杂，操作繁琐，增加了更换主密封盘根的工作量，延长了工作时间；3.在发生光杆断、脱落入井内时，由于防喷球位于防喷球腔的边缘，井内喷出的油气很难将防喷球瞬间顶起，封住液流通道，达到预期的防喷效果；4.采用固定式压盖压紧盘根，为了保证密封效果，常常会将盘根压得过紧，从而增大了光杆的运行阻力。
发明内容：
针对上述光杆密封器中存在的问题，本发明提出一种单板防喷节电偏心调整密封器。
本发明的技术方案是：该单板防喷节电偏心调整密封器包括防喷部分、辅助密封部分及主密封部分。防喷部分位于该装置的下部，由球座、密封环、防喷组件、丝挡及大压帽组成，球座为偏心结构，球座下端内部配合安装有密封环及防喷组件，防喷组件的下端由丝挡固定，球座的上端与大压帽通过螺纹连接，构成一个球形空腔；辅助密封部分包括球体和辅助密封组件，球体的下端设计为万向球头，万向球头安装在由球座与大压帽围成的球形空腔内，万向球头与球座之间安装有密封圈，辅助密封组件安装在球体上端的内腔中；主密封部分包括密封主体、主密封组件、上外套及密封磨损补偿组件，密封主体与球体通过螺纹相连接；主密封组件安装在密封主体上端的内腔中，密封主体与上外套的下端通过螺纹连接，上外套的上端内部安装有密封磨损补偿组件，上外套的外部焊接有外套手柄。
上述技术方案中的防喷组件包括防喷阀座、闸板转动轴及防喷闸板，防喷阀座设为偏心结构，防喷阀座通过闸板转动轴与防喷闸板连接；密封环与球座之间、丝挡与球座之间都采用密封圈密封；球体外周设有轴向长槽及两道密封沟槽，在密封主体的下端安装有定位销钉，定位销钉的底端配合安装在球体的轴向长槽内，密封主体与球体周向定位，密封主体与球体之间安装有密封圈；辅助密封组件由尼龙套B、胶垫B及下压套组成，尼龙套B与球体内腔之间采用密封圈密封。主密封组件由尼龙套A、胶垫A及上压盖组成，密封主体的内部设有凸台，凸台的下端面与下压套上端面相触，凸台的上端面与尼龙套A之间安装有密封圈；密封磨损补偿组件由弹簧压帽、扶正垫、弹簧及弹簧座组成，弹簧安装在弹簧座内，弹簧座的下端面与上压套的上端面相触，上外套的内部设有限位凸台，限位凸台的下端面与上压套上端面相触，
本发明具有如下有益效果：本发明是综合考量了现有光杆密封器的基础上，球座采用偏心结构，对于光杆与井口偏移量较大的井口，在安装时，只需转动球座，消除光杆与密封器之间的偏心量，然后紧固卡箍，将其固定安装在井口上，避免了光杆与主密封组件的偏磨；以防喷组件代替了原有的防喷球机构，当发生光杆断、脱落入井内时，井内的油气推动防喷闸板，防喷闸板绕闸板转动轴旋转，封住液流通道，井内油气的压力将防喷闸板紧紧的压在防喷阀座上，配合紧密，防喷效果更加安全、可靠；摒弃了原有的封井阀门，利用密封主体与球体之间的螺纹连接来实现辅助密封的效果；转动密封主体，通过下压套将胶垫B压紧，就可以实现光杆的密封，结构简单易操作，节省了更换胶垫A的工作时间，降低了工人的劳动强度；上外套的内部安装有弹簧及弹簧压帽，调节弹簧压帽，就可以实现对弹簧的预紧力的控制，在胶垫A发生磨损后，在弹簧力的作用下，胶垫A被压缩，胶垫A与光杆继续保存紧压密封的状态，从而起到密封磨损自动补偿的作用，延长了密封件的使用时间；在原有光杆密封器中，采用了压盖直接压紧密封盘根的结构，使用过程中为保证密封效果，会出现压盖对密封盘根压得过紧而使光杆运动阻力增大的现象，在压盖与密封盘根之间加装弹簧后，在确保光杆密封的情况下，降低了光杆的运行阻力，抽油机电机的有功功率下降，降低了电能的消耗。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
图中：1-弹簧压帽；2-扶正垫；3-弹簧；4-弹簧座；5-上外套；6-上压套；7-胶垫A；8-尼龙套A；9-密封圈a；10-密封主体；11-下压套；12-胶垫B；13-密封圈b；14-定位销钉；15-密封圈c；16-尼龙套B；17-大压帽；18-密封圈d；19-球体；20-球座；21-紧定螺钉；22-密封环；23-密封圈e；24-密封圈f；25-丝挡；26-防喷阀座；27-闸板转动轴；28-防喷闸板；29-防退胶圈；30-外套手柄；31-轴向长槽。
具体实施方式：
下面结合附图1对本发明作进一步说明：该单板防喷节电偏心调整密封器包括防喷部分、辅助密封部分及主密封部分。防喷部分位于该装置的下部，由球座20、密封环22、防喷阀座26、闸板转动轴27、防喷闸板28、丝挡25及大压帽17组成，球座20为偏心结构，球座20的下端外部通过卡箍与井口相连接，紧固卡箍即可将密封器固定在井口上，安装时，转动球座20，可以消除光杆与密封器之间的偏心量，避免光杆对主密封组件的偏磨，延长了胶垫A7的使用寿命，降低了现场的工作量；球座20的下端内腔配合安装有密封环22和防喷阀座26，密封环22为偏心结构，密封环22外圆周与球座20内孔依靠密封圈e23来密封，密封环22的上端面设有螺纹孔，紧定螺钉21配合安装在螺纹孔内，紧定螺钉21的顶部高出密封环22上端面3-4毫米，涂胶固定，紧定螺钉21与球座20内凸台的限位缺口相吻合，限定了密封环22与球座20的周向相对位置，确保了密封环22内孔与球座20内孔的同心，密封环22的下端凸台外部通过螺纹与防喷阀座26相连接，密封环22与防喷阀座26之间安装有密封圈f24,防喷阀座26设计为偏心结构，以确保防喷球座26、密封环22及球座20三者同心，防喷阀座26的下端通过闸板转动轴27连接有防喷闸板28，当发生光杆断、脱落入井内时，井内喷出的油气推动防喷闸板28绕闸板转动轴27旋转，与防喷阀座26下端面紧密配合，封住液流通道，阻止了井内及回流管线内油气从井口喷出，密封环22与防喷阀座26由丝挡25固定在球座20内，丝挡25与球座20采用螺纹连接，丝挡25外圆周与球座20内孔之间采用防退胶圈29密封；球座20的上端与大压帽17通过螺纹连接，构成一个球形空腔，辅助密封部分包括球体19、尼龙套B16、胶垫B12及下压套11，球体19的下端设为偏心的万向球头，球体19的万向球头配合安装在球座20与大压帽17围成的球形空腔内，万向球头与球座20之间安装有密封圈d18，安装完成后，如果光杆仍有偏心，可以松动大压帽17，通过调整球体19的万向球头，对胶垫A7与光杆的角度和偏移量进行调整，使胶垫A7与光杆同心，防止胶垫A7被偏磨，压紧大压帽17，大压帽17将球体19与球座20之间固定，球体19的外圆周设有对称的轴向长槽31及两道圆周密封槽，在圆周密封槽内配合安装有密封圈b13，尼龙套B16、胶垫B12及下压套11自下而上依次安装在球体19的上端空腔内，主密封部分包括密封主体10、尼龙套A8、胶垫A7、上压套6、上外套5及密封磨损补偿组件，密封主体10下端与球体19通过螺纹相连接；密封主体10的内部设有凸台，凸台的下端面与下压套11上端面相触；只需转动密封主体10,密封主体10相对球体19向下移动，密封主体10的内凸台下端面推动下压套11压紧胶垫B12，胶垫B12被压缩，胶垫B12的内孔与光杆外圆周紧密配合，就可密封井口，尼龙套B16与球体19内端面之间安装有密封圈c15，定位销钉14安装在密封主体10的下端，定位销钉14的尾端配合安装在轴向长槽31内，密封主体10与球体19固定，定位销钉14的安装避免了由于螺纹松动或误操作而导致胶垫B12与光杆密封失效，出现井内油气外漏的现象，使得更换胶垫A7的工作更加安全可靠；尼龙套A8、胶垫A7及上压套6安装在密封主体10的上端空腔内，尼龙套A8与密封主体10内部凸台的上端面之间安装有密封圈a9,密封主体10与上外套5通过螺纹相连接，上外套5的内部设有限位凸台，限位凸台的下端面与上压套6上端面相触，转动上外套5可以调节胶垫A7的压紧程度，以确保光杆的密封效果，反向旋转上外套5，上外套5与密封主体10脱开后，即可更换胶垫A7，密封磨损补偿组件由弹簧压帽1、扶正垫2、弹簧3及弹簧座4组成，上外套5的上端内腔安装有弹簧座4、弹簧3以及扶正垫2，上外套5的上端与弹簧压帽1依靠螺纹连接，上外套5的外部焊接有外套手柄30,弹簧3安装在弹簧座4内，弹簧座4下端面与上压套6相触，调节弹簧压帽1，通过扶正垫2，可以实现对弹簧3预紧力的调整，弹簧力通过弹簧座4及上压套6作用在胶垫A7上，在弹簧3预紧力的作用下，使得光杆与胶垫A7间始终保持良好的密封效果。
使用时，将单板防喷节电偏心调整密封器安装在抽油井光杆上，并用卡箍安装在井口上，当光杆与抽油井挂好后，只需转动球座20，消除光杆与密封器之间的偏心量，然后紧固卡箍，将其固定安装在井口上，避免了光杆与主密封组件的偏磨；搬动外套手柄30，旋紧上外套5，通过上压套6适当压紧胶垫A7，抽油机开始工作，如果光杆仍有偏心，胶垫A7可以随着球体19的万向球头一起调整角度和偏移量，使胶垫A7与光杆保持同心，防止胶垫A7被偏磨，当胶垫A7发生磨损后，在弹簧3的作用下，胶垫A7被压缩，胶垫A7继续保持与光杆的密封状态，起到胶垫A7磨损后自动补偿的作用，以自动补偿代替了人工压紧的工作，避免了因工作不及时造成的泄露。
当需要更换胶垫A7时，松开定位销钉14，用手转动密封主体10，密封主体10相对于球体19下行，通过下压套11压缩胶垫B12，胶垫B12在弹性的作用下，抱紧光杆实现密封，防止油井内的油气外漏，拧紧定位销钉14，将定位销钉14固定在球体19的轴向长槽31内，密封主体10与球体19周向固定，防止因松动或误操作影响密封效果，将胶垫B12与光杆密封后，就可以搬动外套手柄30，卸下上外套5，更换胶垫A7，与开启封井阀门封井相比，操作简单方便，安全可靠。
上外套5内部设有限位台阶，限位台阶的下端面与上压套6的上端面相触，通过调节弹簧压帽1来实现对弹簧3的预紧力的控制，再通过外套手柄30转动上外套5控制对胶垫A7的压紧程度，实现了合理的预紧力下的密封效果，在保持光杆密封的情况下，降低了抽油机的运行阻力，减少了电能的消耗。
Claims (1)
1.一种单板防喷节电偏心调整密封器，包括防喷部分、辅助密封部分及主密封部分，其特征在于：防喷部分位于该密封器的下部，由球座(20)、密封环(22)、防喷阀座(26)、防喷闸板(28)、丝挡(25)及大压帽(17)组成，球座(20)为偏心结构，球座(20)下端内腔安装有密封环(22)及防喷阀座(26)，密封环(22)为偏心结构，密封环(22)外圆周与球座(20)内孔依靠密封圈e(23)来密封，密封环(22)的上端面设有螺纹孔，紧定螺钉(21)配合安装在螺纹孔内，紧定螺钉(21)的顶部高出密封环(22)上端面3-4毫米，涂胶固定，紧定螺钉(21)与球座(20)内凸台的限位缺口相吻合，限定了密封环(22)与球座(20)的周向相对位置，确保了密封环(22)内孔与球座(20)内孔的同心，密封环(22)的下端凸台外部通过螺纹与防喷阀座(26)相连接，密封环(22)与防喷阀座(26)之间安装有密封圈f(24),防喷阀座(26)的下端由丝挡(25)固定，密封环(22)与防喷阀座(26)由丝挡(25)固定在球座(20)内，丝挡(25)与球座(20)采用螺纹连接，丝挡(25)外圆周与球座(20)内孔之间采用防退胶圈(29)密封,防喷阀座(26)为偏心结构，防喷闸板(28)位于防喷阀座(26)的下方，防喷闸板(28)与防喷阀座(26)通过闸板转动轴(27)连接，球座(20)的上端与大压帽(17)通过螺纹连接；
辅助密封部分位于该密封器的中间，辅助密封部分包括球体(19)、尼龙套B(16)、胶垫B(12)和下压套(11)，球体(19)的下端设计为万向球头，万向球头安装在由球座(20)与大压帽(17)围成的球形空腔内，通过万向球头将辅助密封部分与防喷部分连接成一体，万向球头与球座(20)之间安装有密封圈d(18)，尼龙套B(16)、胶垫B(12)和下压套(11)自下而上依次安装在球体(19)上端的内腔中；
主密封部分位于该密封器的上部，主密封部分包括密封主体(10)、主密封组件、上外套(5)及密封磨损补偿组件，主密封部分与辅助密封部分通过密封主体(10)与球体(19)的螺纹连接构成一体；主密封组件由尼龙套A(8)、胶垫A(7)及上压套(6)组成，尼龙套A(8)、胶垫A(7)及上压套(6)自下而上依次安装在密封主体(10)上端的内腔中，上外套(5)的下端与密封主体(10)通过螺纹连接，密封磨损补偿组件由弹簧座(4)、弹簧(3)、扶正垫(2)及弹簧压帽(1)组成，弹簧座(4)安装在上外套(5)的上端内腔中，弹簧(3)安装在弹簧座(4)内，弹簧(3)的上端与弹簧压帽(1)之间安装有扶正垫(2)，弹簧压帽(1)与上外套(5)的顶部通过螺纹连接，上外套(5)的外部焊接有外套手柄(30)，上外套(5)的内部设有限位凸台，限位凸台的下端面与上压套(6)上端面相触；密封主体(10)内部设有凸台，凸台的下端面与下压套(11)上端面相触；球体(19)的外圆周设有对称的轴向长槽(31)及两道圆周密封槽，定位销钉(14)安装在密封主体(10)的下端，定位销钉(14)的尾端配合安装在轴向长槽(31)内；弹簧座(4)底部与上压套(6)上端面相触。
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