CN107524421A - 油井井口防喷装置及其壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油井井口防喷装置及其壳体。使用时，光杆在壳体的光杆通道中上下往复运动，光杆通道的内壁上设有用于容纳光杆的外周上携带的油液的引导槽，引导槽的槽壁具有斜向下的、用于引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段，光杆向上运动时，油液光杆外周的带动下进入到引导槽中，在引导槽的槽壁的引导段的引导下，油液斜向下流向光杆，形成“水帘”，阻挡并削减光杆上油液向上运动，这样就光杆上的携带的油液就会受到阻力而减弱向上运动的趋势，减少了油液随着光杆向上运动泄漏到外部环境中，从而实现了密封效果。这种防喷装置省去了密封盘根，使用过程中不需要频繁地现场检查密封盘根与光杆之间的间隙，简化操作，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种油井井口防喷装置及其壳体。
背景技术
抽油井在生产作业中，为保证往复运动的光杆不将油液带到地面上产生浪费和污染，一般会在光杆的井口段设置防喷装置。一般地，油井正常生产时出油回压不超过0.5MPa，但是，当油井管线异常或产液量过高时，油井出油回压会升高，如果回压超过盘根的设计承载压力，则存在井口喷油风险；此外，盘根长期使用后产生磨损，也可能导致井喷事故。而一旦发生井喷事故，再加上喷出的油液随风扩散，就会造成大面积环境污染。如果井喷时现场工作人员对其进行强行制止，还有可能使工作人员造成人身伤害。
现有的防喷装置主要是在井口密封器上设置具有两级以上的井口密封的盘根，如申请号为201120552856. 1的中国实用新型专利公开的一种用于井口防喷的密封器，该密封器的壳体具有用于供光杆穿过并在其内部上下往复运动的光杆通道，光杆通道中设有多级密封，包括第一锥形盘根、第二锥形盘根、环形的编制石棉盘根以及密封柱塞，第一、二锥形密封盘根均通过各自对应的压帽固定，在油井正常生产时，需要通过手柄调节压帽，使锥形的密封盘根与光杆之间具有合理的间隙，以保证密封性能同时又不会具有较大的摩擦力，而且在使用过程中还需要频繁地现场检查密封盘根与光杆之间的间隙是否合理，使用时操作十分繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用方便的油井井口防喷装置；同时，本发明还提供上述防喷装置中的壳体。
为实现上述目的，本发明的油井井口防喷装置采用如下技术方案：
技术方案1：油井井口防喷装置，包括壳体，所述壳体具有用于供光杆穿过并在其内部上下往复运动的光杆通道，所述光杆通道的内壁上设有引导槽，所述引导槽的上槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向下的、用于将进入到引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段。油井井口防喷装置使用时，光杆在壳体的光杆通道中上下往复运动，光杆通道的内壁上设有用于容纳光杆的外周上携带的油液的引导槽，引导槽的槽壁具有斜向下的、用于引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段，光杆向上运动时，油液光杆外周的带动下进入到引导槽中，在引导槽的槽壁的引导段的引导下，油液斜向下流向光杆，形成“水帘”，阻挡并削减光杆上油液向上运动，这样就光杆上的携带的油液就会受到阻力而减弱向上运动的趋势，减少了油液随着光杆向上运动泄漏到外部环境中，从而实现了密封效果。这种防喷装置省去了密封盘根，使用过程中不需要频繁地现场检查密封盘根与光杆之间的间隙，简化操作，使用方便。
技术方案2，在技术方案1的基础上：所述引导槽的下槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向上并与引导段连接的导流段，导流段能够利于将油液引导到引导段上。
技术方案3，在技术方案1或2的基础上：所述引导段与导流段的截面均为光滑曲线，且引导段与导流段圆滑过度，便于油液流通。
技术方案4，在技术方案1或2的基础上：所述引导槽为环槽，使光杆周向各处都能够密封。
技术方案5，在技术方案1或2的基础上：所述引导槽设置在所述光杆通道的中部位置处，所述壳体上于引导槽的上部和下部均设有密封结构，通过组合密封实现密封效果。
技术方案6，在技术方案5的基础上：上部的密封结构包括在沿光杆通道的径向移动装配的第一密封体和第二密封体，两个密封体均为半环形且相对设置，第一、第二密封体上均连接有用于调节密封体在光杆通道的径向位置的调节螺杆。
技术方案7，在技术方案5的基础上：下部的密封结构包括设置在壳体下端的锥形密封件，防喷装置还包括用于与油井连接的下接头，所述下接头旋装在壳体的下端并向上顶压所述锥形密封件。
技术方案8，在技术方案1或2的基础上：所述壳体于引导槽的上部位置处还设有防喷机构，所述防喷机构包括导向移动装配在壳体上的封堵件，以及用于对所述封堵件提供弹性力以使封堵件在能够在光杆从光杆通道中脱出时将光杆通道封堵的弹性件，所述封堵件的前端设有滚动球。
技术方案9，在技术方案1或2的基础上：所述壳体包括相互对接的左壳体和右壳体，便于加工制造。
技术方案10，在技术方案9的基础上：所述左壳体和右壳体的对接面处设有法兰结构。
本发明的油井井口防喷装置壳体采用如下技术方案：
技术方案1：油井井口防喷装置壳体，所述油井井口防喷装置壳体包括壳体基体，所述壳体基体具有用于供光杆穿过并在其内部上下往复运动的光杆通道，所述光杆通道的内壁上设有引导槽，所述引导槽的上槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向下的、用于将进入到引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段。使用时，光杆在壳体的光杆通道中上下往复运动，光杆通道的内壁上设有用于容纳光杆的外周上携带的油液的引导槽，引导槽的槽壁具有斜向下的、用于引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段，光杆向上运动时，油液光杆外周的带动下进入到引导槽中，在引导槽的槽壁的引导段的引导下，油液斜向下流向光杆，形成“水帘”，阻挡并削减光杆上油液向上运动，这样就光杆上的携带的油液就会受到阻力而减弱向上运动的趋势，减少了油液随着光杆向上运动泄漏到外部环境中，从而实现了密封效果。这种防喷装置省去了密封盘根，使用过程中不需要频繁地现场检查密封盘根与光杆之间的间隙，简化操作，使用方便。
技术方案2，在技术方案1的基础上：所述引导槽的下槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向上并与引导段连接的导流段，导流段能够利于将油液引导到引导段上。
技术方案3，在技术方案1或2的基础上：所述引导段与导流段均的截面为光滑曲线，且引导段与导流段圆滑过度，便于油液流通。
技术方案4，在技术方案1或2的基础上：所述引导槽为环槽，使光杆周向各处都能够密封。
技术方案5，在技术方案1或2的基础上：所述壳体包括相对对接的左壳体和右壳体，便于加工制造。
技术方案6，在技术方案5的基础上：所述左壳体和右壳体的对接面处设有法兰结构。
附图说明
图1为本发明的井口密封装置的实施例1的结构示意图；
图2为图1中进口密封装置的内部结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为图4中的密封圈与手柄的连接结构示意图；
图6为图2中C处的局部放大图；
附图中：1、壳体；2、连接头；3、第一密封；4、防喷机构；5、光杆；6、密封件；11、引导槽；12、半壳体；13、连接法兰；14、光杆通道；15、连接杆安装孔；21、连接螺纹；31、密封圈；32、第一连接杆；33、第二连接杆；34、手柄；41、凹槽；42、滚动球；43、密封杆；44、基座；45、驱动弹簧；46、端盖；47、延伸杆；48、连接块；49、滑动块；111、导流段；112、引导段；321、避让空间；322、限位凹坑；331、外螺纹；332、延伸块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的油井井口防喷装置的具体实施例1，如图1至图6所示，油井井口防喷装置包括壳体1，壳体1由两个半壳体12对接而成，两个半壳体12的对接面通过连接法兰连接13，并通过螺栓或者激光焊接将法兰结构固定在一起，这样便于拆卸和维修，当然也便于安装。半壳体12整体呈半筒形结构，两个半壳体对接后围成一个与光杆5的直径适配的内孔，该内孔构成供光杆5穿过并在其内部上下往复运动的光杆通道14。壳体的上部设有防喷机构4，下部设有连接头2，连接头2的外周上设有连接螺纹21，用于与油井配合连接。
壳体的光杆通道14靠近中部位置处的内壁上设有引导槽11，引导槽11的上部槽壁具有斜向下的、用于将进入到引导槽11中的油液向下引导到光杆5上的引导段112，引导槽11的下部槽壁具有斜向上的、用于将油液向上引导至引导段112上的导流段111，引导段112和导流段111的截面均为光滑曲线，且引导段112与导流段111之间通过圆弧圆滑过度，处于光杆5一侧的引导槽11的槽壁引导段112和导流段111连接围成的大致呈C形的形状。
壳体上引导槽11于引导槽11的上下两侧均设有密封结构，处于上部的密封结构为第一密封3，处于下部的密封为连接头2和密封件6构成的第二密封，壳体上在第一密封3的上侧靠近壳体上端的位置处设有防喷机构4。防喷机构4包括设置在右侧的半壳体上的基座44，基座44具有用于供滑动块49在其内部在水平方向上移动的内腔，滑动块49的前端面上设有向前悬伸的密封杆43，密封杆43即为封堵件，密封杆43的前端转动装配有滚动球42，壳体上设有用于供密封杆43向前伸出的通道，使用时滚动球42滚动贴合在光杆上的外表面，减少摩擦力。另一个半壳体上朝向密封杆43的位置上设有用于供横穿过光杆通道14的密封杆43的头部进入的凹槽41。滑动块49的后端面设有向后延伸的延伸杆47，驱动弹簧45套装在延伸杆47上且驱动弹簧45的前端面挡止在滑动块49的后端面上，驱动弹簧45的后端面挡止在端盖46的内侧壁上。端盖46通过螺纹结构安装在基座44上将基座44的内腔封闭，端盖46上设有用于供延伸杆47向后伸出的避让孔，延伸杆47从避让孔中伸出且延伸杆47的后端设有用于供其他辅助设备牵引连接的连接块48。
第一密封3包括两个半环形的密封圈31，两个半环形的密封圈31对接围成一个环形的密封圈31，两个密封圈分别为第一密封体和第二密封体，每个半环形的密封圈31均连接有用于调整密封圈31的内孔壁与光杆5之间的距离的调整机构，为了提高密封圈的耐磨性和耐腐蚀性，密封圈采用丁腈橡胶或硅橡胶材质。调整机构包括第一连接杆32和第二连接杆33，第一连接杆和第二连接杆安装在壳体上的连接杆安装孔15中，第一连接杆32的头部固定装配在密封圈31上，其头部通过外翻沿防止从密封圈31中脱出。第一连接杆32的尾部设有用于供第一连接杆32的头部伸入的避让空间321。第一连接杆32的头部由延伸块332构成，延伸块332与第一连接杆32一体设置，延伸块332的前端设有向外延伸的挡边，延伸块332的中部位置处直径较细，这样使延伸块332具有环形的限位槽，延伸块332深入到避让空间321中后，通过冲压工艺将避让空间321的腔壁冲压出限位凹坑322，限位凹坑322的位置与限位槽的位置对应，这样使限位凹坑322的凹陷部正好进入限位槽中，实现两个连接杆轴向限位、周向转动的配合。第二连接杆33的外周上设有与壳体上的螺纹孔配合的外螺纹331，第二连接杆33的最外端设有用于方便操作的手柄34，转动手柄34时，第二连接杆33在螺纹的作用下相对于壳体移动，从而带动密封圈31移动，这样就能够调整密封圈31与光杆5之间的距离，即调整密封间隙。
第二密封由连接头2和密封件6构成，密封件6整体呈锥形，壳体上设有与密封件6适配的锥形孔，连接头2通过螺纹结构旋装在壳体的下端，同时连接头2的内侧面对密封件6提供顶推力，密封件6在顶推力的作用下会有一定的收缩量，从而保证密封件6与光杆5之间的配合间隙，保证密封。为提高密封件6的耐腐蚀性和耐磨性，密封件6采用硅橡胶或者丁腈橡胶进行一体成型加工而成。
抽油时，第二密封首先起到初步的密封，此时光杆5上仍然携带有部分的油液，光杆5带动光杆5上的油液进入到引导槽11中，这些油液具有一定的流速，这样油液在导流段111的引导下进入到引导段112中，在引导段112的引导下，油液朝向光杆5斜向下流动，形成“水帘”，水帘具有一定的速度，从而与光杆5上的油液发生“碰撞”，阻挡并削减油液随着光杆5向上运动，进一步实现密封效果，引导槽11密封时避免了使用密封盘根，使用过程中不需要频繁地检查密封盘根光杆5之间的间隙，简化操作，使用方便。随着光杆5的继续向上运动，第一密封3装置进一步对光杆5上的油液进行密封，最终实现保证了防喷装置的密封性能。当光杆从壳体中意外脱出时，驱动弹簧45驱动密封杆43横穿过壳体的光杆通道14，将光杆通道14封堵，防止井中的油液从光杆通道14中喷出，当需要重新插入光杆时，只需要利用辅助设备拉动密封杆使其复位，然后再将光杆插入即可。
本发明的油井井口防喷装置的实施例2，在本实施例中，可以在光杆通道中设置多个引导槽，此时不设置第一密封和第二密封，其他与实施例1相同，不再赘述。
本发明的油井井口防喷装置的实施例3，在本实施例中，不设置第一密封和第二密封，只通过引导槽实现密封，其他与实施例1相同，不再赘述。
本发明的油井井口防喷装置的实施例4，在本实施例中，壳体为通过铸造加工的一体结构的零件，此时光杆通道采用机加工的方式加工从而保证与光杆的配合精度，其他与实施例1相同，不再赘述。
本发明的油井井口防喷装置壳体的实施例，所述油井井口防喷装置壳体与上述油井进口防喷装置的实施例中的油井井口防喷装置壳体的结构相同，不再赘述。
Claims (10)
1.油井井口防喷装置，包括壳体，所述壳体具有用于供光杆穿过并在其内部上下往复运动的光杆通道，其特征在于：所述光杆通道的内壁上设有引导槽，所述引导槽的上槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向下的、用于将进入到引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段。
2.根据权利要求1所述的油井井口防喷装置，其特征在于：所述引导槽的下槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向上并与引导段连接的导流段。
3.根据权利要求1或2所述的油井井口防喷装置，其特征在于：所述引导段与导流段的截面均为光滑曲线，且引导段与导流段圆滑过度。
4.根据权利要求1或2所述的油井井口防喷装置，其特征在于：所述引导槽为环槽。
5.根据权利要求1或2所述的油井井口防喷装置，其特征在于：所述引导槽设置在所述光杆通道的中部位置处，所述壳体上于引导槽的上部和下部均设有密封结构。
6.根据权利要求5所述的油井井口防喷装置，其特征在于：上部的密封结构包括在沿光杆通道的径向移动装配的第一密封体和第二密封体，两个密封体均为半环形且相对设置，第一、第二密封体上均连接有用于调节密封体在光杆通道的径向位置的调节螺杆。
7.根据权利要求5所述的油井井口防喷装置，其特征在于：下部的密封结构包括设置在壳体下端的锥形密封件，防喷装置还包括用于与油井连接的下接头，所述下接头旋装在壳体的下端并向上顶压所述锥形密封件。
8.根据权利要求1或2所述的油井井口防喷装置，其特征在于：所述壳体于引导槽的上部位置处还设有防喷机构，所述防喷机构包括导向移动装配在壳体上的封堵件，以及用于对所述封堵件提供弹性力以使封堵件在能够在光杆从光杆通道中脱出时将光杆通道封堵的弹性件，所述封堵件的前端设有滚动球。
9.根据权利要求1或2所述的油井井口防喷装置，其特征在于：所述壳体包括相互对接的左壳体和右壳体。
10.油井井口防喷装置壳体，所述油井井口防喷装置壳体包括壳体基体，所述壳体基体具有用于供光杆穿过并在其内部上下往复运动的光杆通道，其特征在于：所述光杆通道的内壁上设有引导槽，所述引导槽的上槽壁具有朝向光杆通道由外向内斜向下的、用于将进入到引导槽中的油液斜向下引导到光杆上的引导段。
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