CN109236224B - 一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田抽油机井口密封和自动导正抽油光杆技术领域，具体涉及一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，包括光杆，还包括双重密封单元、防喷单元及浮动单元，双重密封单元、防喷单元及浮动单元自上向下依次连接，光杆贯穿并位于双重密封单元中心轴上、防喷单元中心轴上及浮动单元中心轴上，解决了现有技术中抽油机在抽汲过程中，由于受到抽油机光杆在往复运动时因安装及受力不同所造成的光杆本身与井口偏离的影响，使光杆密封盒漏油现象严重，本发明不需要事先固定偏心位置，在抽油机往复的抽汲过程中，可通过密封的浮动室体中的上、下浮动盘，使密封盒在浮动室的支撑下，可随光杆移动，自动纠偏。

Description

一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒

技术领域

本发明属于油田抽油机井口密封和自动导正抽油光杆技术领域，具体涉及一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒。

背景技术

抽油机在抽汲过程中，抽油井口的密封是一个突出的问题，由于受到抽油机光杆在往复运动时因安装及受力不同所造成的光杆本身与井口偏离的影响，使光杆密封盒漏油现象严重。国内油田广泛采用的抽油光杆盘根盒，均存在不能最大限度地适应光杆偏离井口引起的偏磨，有一种盘根盒是采用的球型万向节，靠球面活动关节使该装置的上密封部分与光杆保持同心，但该装置移动量较小，没有从根本上消除光杆偏离井口中心的力；还有目前广泛使用的一种调节偏心量较大的法兰盘式偏心结构，该结构虽可在安装时事先调好偏心距，但上紧后在抽汲过程中不能再随光杆受力的变化而自动调节。

发明内容

本发明提供的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒目的一是克服现有技术中抽油机在抽汲过程中，由于受到抽油机光杆在往复运动时因安装及受力不同所造成的光杆本身与井口偏离的影响，使光杆密封盒漏油现象严重的问题；目的二是克服现有技术中国内油田广泛采用的抽油光杆盘根盒为球型万向节，球型万向节靠球面活动关节使该装置的上密封部分与光杆保持同心，但该装置移动量较小，没有从根本上消除光杆偏离井口中心的力的问题；；目的三是克服现有技术中广泛使用的一种调节偏心量较大的法兰盘式偏心结构，该结构虽可在安装时事先调好偏心距，但上紧后在抽汲过程中不能再随光杆受力的变化而自动调节的问题。

为此，本发明提供了一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，包括光杆，还包括双重密封单元、防喷单元及浮动单元，双重密封单元、防喷单元及浮动单元自上向下依次连接，光杆贯穿并位于双重密封单元中心轴上、防喷单元中心轴上及浮动单元中心轴上，

所述双重密封单元包括盖板、压环、第一盘根、盘根函、垫、压帽、手柄、一级压环、第二盘根和盘根盒体，压帽的内部自上向下依次开设上腔、中腔和下腔，压帽的顶端外接盖板，盘根函连于上腔的内部且盘根函套于光杆的外部，盘根函内部自上向下依次连接压环、第一盘根和垫且压环、第一盘根和垫分别外套于光杆上，压环的上面连接盖板；压帽的中部外侧连接手柄，盘根盒体的上部开设第一空腔，盘根盒体的下部开设第二空腔，一级压环和第二盘根自上向下依次外套连于光杆上，第二盘根外部套连于第一空腔内，盘根盒体的上部和一级压环均位于下腔内；

所述防喷单元包括第三盘根、连接套和并帽，第三盘根连于第二空腔的顶部内且第三盘根外套连于光杆上，第三盘根的底端连接连接套的顶端，连接套外套连于光杆上且连接套的上部位于第二空腔内，盘根盒体底端通过并帽与连接套并紧；

所述浮动单元包括护盖、上浮动盘、弹性连接件、浮动室体、下浮动盘和下接头，浮动室体的顶端连接护盖且护盖外套连于光杆上，浮动室体的上部开设浮动空腔，连接套的底端连接下浮动盘且连接套的下部和下浮动盘均连于浮动空腔内，下浮动盘外套连于光杆上，下浮动盘的上面通过弹性连接件上连接上浮动盘的下面且上浮动盘连于浮动空腔内，浮动室体的下部连接下接头且下接头外套连于光杆上。

所述上腔、中腔和下腔之间上下连通，所述第一空腔的形状为圆锥体，圆锥体直径自上向下逐渐递减，所述浮动室体的形状为圆柱体，圆柱体的上部外缘开设手柄沉孔。

所述第一盘根为芳纶混编盘根环，第二盘根为螺旋盘根。

所述第三盘根为圆柱形盘根。

所述弹性连接件的数量为多个，多个弹性连接件周向等间距连于上浮动盘和下浮动盘之间。

所述中腔内注入润滑脂。

所述浮动单元还包括衬套，连接套的下端通过衬套外套连于光杆上。

所述浮动单元还包括第一螺钉和第二螺钉，连接套的下部通过第一螺钉连接下浮动盘，浮动室体的底端通过第二螺钉连接下接头。

所述弹性连接件为弹簧，弹簧数量为8个。

所述盖板与压帽、盘根盒体与压帽、盘根盒体与连接套、浮动室体与下接头均通过螺纹连接。

本发明的有益效果：本发明提供的这种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，不需要事先固定偏心位置，在抽油机往复的抽汲过程中，可通过密封的浮动室体中的上浮动盘和下浮动盘，使密封盒在浮动室的支撑下，可随光杆移动，自动纠偏。当光杆偏离井口的力不管怎么变换方向，上浮动盘和下浮动盘可随光杆的受力变化而在平面上随机移动，始终与其同步，达到自动追随扶正的效果，从而改善了密封元件的受力状态，最大限度的减少盘根磨损，确保光杆密封的可靠性，延长盘根的使寿命。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是浮动式双级密封防干磨光杆密封盒结构示意图。

附图标记说明：1、盖板；2、压环；3、第一盘根；4、盘根函；5、垫；6、压帽；7、手柄；8、一级压环；9、第二盘根；10、盘根盒体；11、第三盘根；12、连接套；13、并帽；14、护盖；15、上浮动盘；16、弹性连接件；17、第一螺钉；18、浮动室体；19、下浮动盘；20、衬套；21、第二螺钉；22、下接头；23、光杆；6-1、上腔；6-2、中腔；6-3、下腔；10-1、第一空腔；10-2、第二空腔；18-1、浮动空腔；18-2、手柄沉孔。

具体实施方式

实施例1：

一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，包括光杆23，还包括双重密封单元、防喷单元及浮动单元，双重密封单元、防喷单元及浮动单元自上向下依次连接，光杆23贯穿并位于双重密封单元中心轴上、防喷单元中心轴上及浮动单元中心轴上，

所述双重密封单元包括盖板1、压环2、第一盘根3、盘根函4、垫5、压帽6、手柄7、一级压环8、第二盘根9和盘根盒体10，压帽6的内部自上向下依次开设上腔6-1、中腔6-2和下腔6-3，压帽6的顶端外接盖板1，盘根函4连于上腔6-1的内部且盘根函4套于光杆23的外部，盘根函4内部自上向下依次连接压环2、第一盘根3和垫5且压环2、第一盘根3和垫5分别外套于光杆23上，压环2的上面连接盖板1；压帽6的中部外侧连接手柄7，盘根盒体10的上部开设第一空腔10-1，盘根盒体10的下部开设第二空腔10-2，一级压环8和第二盘根9自上向下依次外套连于光杆23上，第二盘根9外部套连于第一空腔10-1内，盘根盒体10的上部和一级压环8均位于下腔6-3内；

所述防喷单元包括第三盘根11、连接套12和并帽13，第三盘根11连于第二空腔10-2的顶部内且第三盘根11外套连于光杆23上，第三盘根11的底端连接连接套12的顶端，连接套12外套连于光杆23上且连接套12的上部位于第二空腔10-2内，盘根盒体10底端通过并帽13与连接套12并紧；

所述浮动单元包括护盖14、上浮动盘15、弹性连接件16、浮动室体18、下浮动盘19和下接头22，浮动室体18的顶端连接护盖14且护盖14外套连于光杆23上，浮动室体18的上部开设浮动空腔18-1，连接套12的底端连接下浮动盘19且连接套12的下部和下浮动盘19均连于浮动空腔18-1内，下浮动盘19外套连于光杆23上，下浮动盘19的上面通过弹性连接件16上连接上浮动盘15的下面且上浮动盘15连于浮动空腔18-1内，浮动室体18的下部连接下接头22且下接头22外套连于光杆23上。

本发明的浮动单元可随机运动，由上浮动盘15、下浮动盘19、浮动室体18及下接头22组成，当抽油光杆23与井口不同心时，连接套12随光杆23在受力方向移动，带动上浮动盘15和下浮动盘19一起在四周任意方向移动，当光杆偏离井口的力不管怎么变换方向，上浮动盘15和下浮动盘19可随光杆的受力变化而在平面上随机移动，始终与其同步，达到自动追随扶正的效果，偏移量设计为0～16 mm（超过16 mm时就要偏磨油管），不仅克服了现有技术中盘根偏磨，保证了密封盘根再不受光杆偏离井口中心力的影响，又能自动纠偏，从而改善了密封元件的受力状态，最大限度的减少盘根磨损，确保和提高了光杆密封的可靠性，延长盘根的使寿命。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述上腔6-1、中腔6-2和下腔6-3之间上下连通，所述第一空腔10-1的形状为圆锥体，圆锥体直径自上向下逐渐递减，所述浮动室体18的形状为圆柱体，圆柱体的上部外缘开设手柄沉孔18-2；结构简单轻便，可操作性强。

所述第一盘根3为芳纶混编盘根环，第二盘根9为螺旋盘根。第一盘根3和第二盘根9共同实现双重密封，一道密封采用芳纶混编盘根环，该盘根为芳纶材料制成的柔性盘根，该盘根润滑性好，耐磨性强，耐高压盘根的使用寿命长；二道密封是常用的螺旋盘根，螺旋盘根为耐磨橡胶材料且形状为锥形，耐磨性好。采用两道盘根，可以密封油井上窜的高压气体和液体。在芳纶盘根环上有斜口，安装时开口错开，当磨损漏油时，旋转压环2，下压盘根函4，使第一盘根3和第二盘根9同时收缩抱紧光杆23，起到密封光杆23的作用，确保和提高了光杆23密封的可靠性，延长盘根的使寿命。

所述第三盘根11为圆柱形盘根。防喷单元采用的是一道圆柱形盘根，圆柱形盘根材料为橡胶，当装置上方的第一盘根3和第二盘根9需要更换时，为防井内的压力使井口密封盒喷油，需要有一种密封机构封住盘根以下的密封盒，该机构由圆柱形盘根、并帽13、盘根盒体10及连接套12组成，松开并帽13，用手柄旋转盘根盒体10，圆柱形盘根被压缩抱紧光杆23而起到密封作用，不使原油喷出，换完第一盘根3和第二盘根9后，松开盘根盒体10，使其恢复原状，备紧并帽13，即可开抽，提高密封性。

所述弹性连接件16的数量为多个，多个弹性连接件16周向等间距连于上浮动盘15和下浮动盘19之间。上浮动盘的密封依靠多个弹性连接件16来压紧浮动室体上平面而密封，但又可以自由移动。不仅克服了现有技术中盘根偏磨，又能自动纠偏，改善密封元件的受力状态，确保密封的可靠性。

所述中腔6-2内注入润滑脂。防干磨部分在压帽中增加了一个储油润滑脂空间即中腔6-2，在油井间隙出油时，可实现光杆23在上下往复运动中自润滑作用，具有光杆23防干磨作用。

所述浮动单元还包括衬套20，连接套12的下端通过衬套20外套连于光杆23上。衬套20位于连接套12内腔最下端，用于扶正光杆对中。

所述浮动单元还包括第一螺钉17和第二螺钉21，连接套12的下部通过第一螺钉17连接下浮动盘19，浮动室体18的底端通过第二螺钉21连接下接头22。第一螺钉17和第二螺钉21为可拆卸固定连接，连接简单稳定，成本低，安装维护方便，可操作性强。

所述弹性连接件16为弹簧，弹簧数量为8个。弹簧结构简单，上浮动盘的密封在依靠8只弹簧来压紧浮动室体上平面而密封，但又可以自由移动，同时降低成本。

所述盖板1与压帽6、盘根盒体10与压帽6、盘根盒体10与连接套12、浮动室体18与下接头22均通过螺纹连接。螺纹连接为可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便的优点。

本发明的工作原理为：

双重密封单元一道密封采用芳纶混编盘根环，该盘根为芳纶材料制成的柔性盘根，该盘根润滑性好，耐磨性强，盘根的使用寿命长；二道密封是采用螺旋盘根，螺旋盘根为橡胶材料且形状为锥形，耐磨性强；双重密封单元采用两道盘根，可以密封油井上窜的高压气体和液体；当磨损漏油时，旋转压环2，下压盘根函4，使第一盘根3和第二盘根9同时收缩抱紧光杆23，起到密封光杆23的作用，确保和提高了光杆23密封的可靠性，延长盘根的使寿命；

防喷单元采用的是一道圆柱形盘根，圆柱形盘根材料为橡胶，当装置上方的第一盘根3和第二盘根9需要更换时，为防井内的压力使井口密封盒喷油，需要有一种密封机构封住盘根以下的密封盒，该机构由圆柱形盘根、并帽13、盘根盒体10及连接套12组成，松开并帽13，用手柄旋转盘根盒体10，圆柱形盘根被压缩抱紧光杆23而起到密封作用，不使原油喷出，换完第一盘根3和第二盘根9后，松开盘根盒体10，使其恢复原状，备紧并帽13，即可开抽，提高密封性；

浮动单元可随机运动，由上浮动盘15、下浮动盘19、浮动室体18及下接头22组成，当抽油光杆23与井口不同心时，连接套12随光杆23在受力方向移动，带动上浮动盘15和下浮动盘19一起在四周任意方向移动，当光杆偏离井口的力不管怎么变换方向，上浮动盘15和下浮动盘19可随光杆的受力变化而在平面上随机移动，始终与其同步，达到自动追随扶正的效果，偏移量设计为0～16 mm（超过16 mm时就要偏磨油管），不仅克服了现有技术中盘根偏磨，保证了密封盘根再不受光杆偏离井口中心力的影响，又能自动纠偏，从而改善了密封元件的受力状态，最大限度的减少盘根磨损，确保和提高了光杆密封的可靠性，延长盘根的使寿命。

本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，包括光杆（23），其特征在于：还包括双重密封单元、防喷单元及浮动单元，双重密封单元、防喷单元及浮动单元自上向下依次连接，光杆（23）贯穿并位于双重密封单元中心轴上、防喷单元中心轴上及浮动单元中心轴上，

所述双重密封单元包括盖板（1）、压环（2）、第一盘根（3）、盘根函（4）、垫（5）、压帽（6）、手柄（7）、一级压环（8）、第二盘根（9）和盘根盒体（10），压帽（6）的内部自上向下依次开设上腔（6-1）、中腔（6-2）和下腔（6-3），压帽（6）的顶端外接盖板（1），盘根函（4）连于上腔（6-1）的内部且盘根函（4）套于光杆（23）的外部，盘根函（4）内部自上向下依次连接压环（2）、第一盘根（3）和垫（5）且压环（2）、第一盘根（3）和垫（5）分别外套于光杆（23）上，压环（2）的上面连接盖板（1）；压帽（6）的中部外侧连接手柄（7），盘根盒体（10）的上部开设第一空腔（10-1），盘根盒体（10）的下部开设第二空腔（10-2），一级压环（8）和第二盘根（9）自上向下依次外套连于光杆（23）上，第二盘根（9）外部套连于第一空腔（10-1）内，盘根盒体（10）的上部和一级压环（8）均位于下腔（6-3）内；第一盘根（3）为芳纶混编盘根环，第二盘根（9）为螺旋盘根；

所述防喷单元包括第三盘根（11）、连接套（12）和并帽（13），第三盘根（11）连于第二空腔（10-2）的顶部内且第三盘根（11）外套连于光杆（23）上，第三盘根（11）的底端连接连接套（12）的顶端，连接套（12）外套连于光杆（23）上且连接套（12）的上部位于第二空腔（10-2）内，盘根盒体（10）底端通过并帽（13）与连接套（12）并紧；第三盘根（11）为圆柱形盘根；

所述浮动单元包括护盖（14）、上浮动盘（15）、弹性连接件（16）、浮动室体（18）、下浮动盘（19）和下接头（22），浮动室体（18）的顶端连接护盖（14）且护盖（14）外套连于光杆（23）上，浮动室体（18）的上部开设浮动空腔（18-1），连接套（12）的底端连接下浮动盘（19）且连接套（12）的下部和下浮动盘（19）均连于浮动空腔（18-1）内，下浮动盘（19）外套连于光杆（23）上，下浮动盘（19）的上面通过弹性连接件（16）连接上浮动盘（15）的下面且上浮动盘（15）连于浮动空腔（18-1）内，浮动室体（18）的下部连接下接头（22）且下接头（22）外套连于光杆（23）上。

2.如权利要求1所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述上腔（6-1）、中腔（6-2）和下腔（6-3）之间上下连通，所述第一空腔（10-1）的形状为圆锥体，圆锥体直径自上向下逐渐递减，所述浮动室体（18）的形状为圆柱体，圆柱体的上部外缘开设手柄沉孔（18-2）。

3.如权利要求1所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述弹性连接件（16）的数量为多个，多个弹性连接件（16）周向等间距连于上浮动盘（15）和下浮动盘（19）之间。

4.如权利要求1所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述中腔（6-2）内注入润滑脂。

5.如权利要求1所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述浮动单元还包括衬套（20），连接套（12）的下端通过衬套（20）外套连于光杆（23）上。

6.如权利要求5所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述浮动单元还包括第一螺钉（17）和第二螺钉（21），连接套（12）的下部通过第一螺钉（17）连接下浮动盘（19），浮动室体（18）的底端通过第二螺钉（21）连接下接头（22）。

7.如权利要求1所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述弹性连接件（16）为弹簧，弹簧的数量为8个。

8.如权利要求1所述的浮动式双级密封防干磨光杆密封盒，其特征在于：所述盖板（1）与压帽（6）、盘根盒体（10）与压帽（6）、盘根盒体（10）与连接套（12）、浮动室体（18）与下接头（22）均通过螺纹连接。