CN109667559A - 一种抽油机井口节能环保密封设备 - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
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Abstract
本发明公开了一种抽油机井口节能环保密封设备,该密封设备包封穿过其中间的抽油杆,并且包括:上盖;与上盖连接的装置主体;密封装置,该密封装置包括流体密封填料、半流体密封填料或者颗粒密封填料中的一种;上蓄能装置,该上蓄能装置位于密封装置的上部并且固定到上盖内侧;以及下蓄能装置;该下蓄能装置位于密封装置的下部并且连接到装置主体;其中,该上蓄能装置和下蓄能装置通过施加恒定压力抵靠密封装置,密封装置、上蓄能装置以及下蓄能装置位于上盖和装置主体内部。该设备通过密封装置与蓄能装置配合作用实现抽油机井口的密封。
Description
技术领域
本发明涉及抽油机井口密封领域,并且更具体地,特别是指一种抽油机井口节能环保密封设备。
背景技术
抽油机井是通过抽油杆带动井下抽油泵将地下油层里的原油混合液体抽到地面,液体中包括有水、天然气、原油、石蜡、液体流动及压力存在于井口及地面流程内部,抽油杆在井口油管内上下运动过程中对抽油杆、油管之间的环形空间油气水的密封装置称为盘根盒,盘根盒其密封方式属长轴式密封,现场多采用固定型材弹性材料做为密封填料,其每天平均往复运动次数6500余次,行程31000余米,由于往复运动次数多、行程长,加之光杆表面受井液腐蚀,光杆光洁度不够,对现有盘根盒,经常造成盘根磨损快导致漏油,岗位工人经常停机更换盘根,影响了抽油机井设备的运转时率,人工调整盘根的松紧度没有统一标准,过松导致漏油,过紧导致摩擦力过大即增加了电机载荷又增加了电机能耗,擦洗井口设备卫生,增加了岗位工人的劳动强度,为此我们研制了抽油机井口节能环保多功能密封设备。
原盘根盒是一种简单的密封装置,其原理是工人,利用工具顺时针旋转盘根盒顶部压冒,通过压冒产生向下的压力直接将8-10个叠加在盘根腔内固定橡胶型材弹性材料盘根,挤压变形对井下液体喷出产生密封作用。这种现有技术存在以下问题,一是原盘根盒橡胶型材弹性材料盘根内孔磨损变大后无法恢复,导致岗位工人经常停机更换盘根,影响了抽油机井设备的运转时率。二是原盘根盒工人每天对其紧固,紧固时的力量不同产生向下的压力就会不同,存在密封周期和盘根对抽油杆摩擦系数的不确定性。三是原盘根盒无法纠正抽油机中心、抽油杆中心、盘根盒中心这三点不在一条直线上所导致抽油杆偏磨盘根的问题。四是原盘根盒,抽油杆在盘根腔内上下运行时不能保持沿中心轨迹运行,这样会加速盘根的偏心磨损。五是原盘根盒当抽油杆偶然断裂瞬间无法自动关闭井口,切断井下液体流出,易造成环境污染。
现有技术中尚未披露一种抽油机井口节能环保密封设备。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提出一种抽油机井口节能环保设备,其通过密封装置与蓄能装置配合作用实现抽油机井口的密封。
基于上述目的,本发明实施例的一方面提供了一种抽油机井口节能环保密封设备,该密封设备包封穿过其中间的抽油杆,并且包括:
上盖;
与上盖连接的装置主体;
密封装置,该密封装置包括流体密封填料、半流体密封填料或者颗粒密封填料中的一种;
上蓄能装置,该上蓄能装置位于密封装置的上部并且通过固定螺栓固定到上盖内侧;以及
下蓄能装置,该下蓄能装置位于密封装置的下部并且通过固定螺栓连接到装置主体;
其中,上蓄能装置和下蓄能装置通过施加恒定压力抵靠密封装置,密封装置、上蓄能装置以及下蓄能装置位于上盖和装置主体内部。
在一些实施方式中,上蓄能装置包括上蓄能装置外壳、位于上蓄能装置外壳内部并且压靠在上蓄能装置外壳下部的上蓄能弹簧、部分位于上蓄能装置外壳内部并且抵靠在上蓄能弹簧上部的伸缩套以及连接在上蓄能装置外壳下部的上蓄能释放垫,其中,伸缩套通过固定螺栓固定到上盖内侧,上蓄能装置外壳抵靠在装置主体内侧,上蓄能释放垫压靠在密封装置上部。
在一些实施方式中,当顺时针旋转上盖时,上蓄能装置插入装置主体内同时上蓄能弹簧蓄能并通过上蓄能释放垫对密封装置提供恒定压力,并且上蓄能释放垫扶正抽油杆。
在一些实施方式中,下蓄能装置包括下蓄能装置外壳、位于下蓄能装置外壳内部并且压靠在下蓄能装置外壳下部的下蓄能弹簧、以及部分位于上蓄能装置外壳内部并且抵靠在下蓄能弹簧上部的下蓄能释放垫,其中,下蓄能装置外壳通过下蓄能装置锁丝固定到装置主体内侧,下蓄能释放垫压靠在密封装置下部。
在一些实施方式中,当顺时针旋转上盖时,下蓄能装置的下蓄能弹簧蓄能并通过下蓄能释放垫对密封装置提供恒定压力,并且下蓄能释放垫扶正抽油杆。
在一些实施方式中,该设备还包括上扶正装置,上扶正装置包括上扶正装置锁片和上扶正胶垫,其中,上扶正胶垫设置在上盖的顶部平面中心的凹槽内并且被上扶正装置锁片锁住。
在一些实施方式中,该设备还包括平面、角度调偏装置,平面、角度调偏装置包括平面调偏装置座、角度调偏球以及调偏装置压盖,其中,平面调偏装置座与调偏装置压盖连接,角度调偏球通过维护关闭阀锁丝固定到装置主体内侧,角度调偏球的中部设置为偏心孔,偏心孔在角度调偏球与井口连接时效正抽油杆在井管内的平面位移偏差,平面调偏装置座与角度调偏球稳合装配形成万向角度调解并且平面调偏装置座的下部连接到井口。
在一些实施方式中,平面、角度调偏装置实现抽油杆的平面偏移和角度偏差调整,使抽油机中心、抽油杆中心以及密封设备中心保持一条直线运行从而避免抽油杆偏磨填料并且延长密封周期。
在一些实施方式中,该设备还包括维护关闭装置,维护关闭装置包括维护关闭阀胶圈,其中,维护关闭阀胶圈包封在角度调偏球的上部内侧。
在一些实施方式中,该设备还包括自动封井装置,自动封井装置包括自动封井装置座和与自动封井装置座铰接的自动封井装置盖,其中,自动封井装置座的上部插入角度调偏球的相应孔中,自动封井装置盖的下部与角度调偏球之间形成封井液回流孔,当抽油杆断裂时井下向外涌出的液体流经封井液回流孔对自动封井装置盖产生推力而推动自动封井装置盖翻转与自动封井装置座结合产生自封作用。
本发明具有以下有益技术效果:
1、本发明实施例提供的一种抽油机井口节能环保设备,通过密封装置与上下蓄能装置配合作用实现抽油机井口的密封。
2、密封装置中的颗粒密封填料在抽油杆运行过程中颗粒磨损后,其它颗粒可以实现时时替补来达到孔径恢复的密封效果,除了颗粒密封填料之外流体密封填料或者半流体密封填料都可以弥补固定型材材料孔径一但磨损超标无法恢复的问题。
3、蓄能装置分别安装在密封填料的上下,这种蓄能装置提供给密封填料恒定不变的压力,改变了原盘根盒工人定期对其紧固时压力的不确定性,实现压力恒定,摩擦系数恒定,从而达到长周期密封和小摩擦目的。
4、平面、角度调偏装置能够使抽油机中心、抽油杆中心、抽油机井口节能环保密封设备中心这三点达到始终在一条直线上运行,避免抽油杆偏磨填料问题的出现,延长了密封周期。
5、上扶正装置与上、下蓄能装置的上蓄能释放垫一起作用,使抽油杆始终保持沿抽油机井口节能环保密封设备中心轨迹运行,再次纠正了抽油杆偏磨填料问题,延长了密封周期。
6、自动封井装置在抽油杆偶然断裂时可自动切断井下液体流出,避免造成环境污染事故发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明提供的一种抽油机井口节能环保密封设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是,本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量,可见“第一”“第二”仅为了表述的方便,不应理解为对本发明实施例的限定,后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的,本发明实施例的第一个方面,提出了一种抽油机井口节能环保密封设备的实施例。图1示出的是本发明提供的一种抽油机井口节能环保密封设备的示意图。
一种抽油机井口节能环保密封设备,该密封设备包封穿过其中间的抽油杆8,并且包括:
上盖1;
与上盖1连接的装置主体2;
密封装置3,该密封装置3包括流体密封填料、半流体密封填料或者颗粒密封填料中的一种;
上蓄能装置4,该上蓄能装置4位于密封装置3的上部并且通过固定螺栓6固定到上盖1内侧;以及
下蓄能装置5,该下蓄能装置5位于密封装置3的下部并且通过下蓄能装置锁丝7连接到装置主体2;
其中,上蓄能装置4和下蓄能装置5通过施加恒定压力抵靠密封装置3,密封装置3、上蓄能装置4以及下蓄能装置5位于上盖1和装置主体2内部。
如图1所示,本发明自上而下依次为上蓄能装置4、密封装置3以及下蓄能装置5,并且设置在上盖1和装置主体2内部,上盖1与装置主体2为丝扣连接。密封装置3包括流体密封填料、半流体密封填料或者颗粒密封填料中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中,上蓄能装置4包括上蓄能装置外壳41、位于上蓄能装置外壳41内部并且压靠在上蓄能装置外壳41下部的上蓄能弹簧42、部分位于上蓄能装置外壳41内部并且抵靠在上蓄能弹簧42上部的伸缩套43以及连接在上蓄能装置外壳41下部的上蓄能释放垫44,其中,伸缩套43通过固定螺栓6固定到上盖1内侧,上蓄能装置外壳41抵靠在装置主体2内侧,上蓄能释放垫44压靠在密封装置3上部。
其中,上蓄能装置4的上蓄能弹簧42安装在上蓄能装置外壳41内,上蓄能装置4的伸缩套43由固定螺栓6固定在上盖1内,当顺时针旋转上盖1时上蓄能装置4会插入装置主体2内同时上蓄能弹簧42开始蓄能并通过上蓄能释放垫44对密封填料释放恒定压力。
在一个实施方式中,当顺时针旋转上盖1时,上蓄能装置4插入装置主体2内同时上蓄能弹簧42蓄能并通过上蓄能释放垫44对密封装置3提供恒定压力,并且上蓄能释放垫44扶正抽油杆8。
其中,上蓄能释放垫44为四氟材料其孔径与抽油杆8相同即承担着恒定压力传递给密封填料,同时对密封填料起到了密封作用,对抽油杆8进行扶正。
在一个实施方式中,下蓄能装置5包括下蓄能装置外壳51、位于下蓄能装置外壳51内部并且压靠在下蓄能装置外壳51下部的下蓄能弹簧52、以及部分位于上蓄能装置外壳41内部并且抵靠在下蓄能弹簧52上部的下蓄能释放垫53,其中,下蓄能装置外壳51通过下蓄能装置锁丝7固定到装置主体2内侧,下蓄能释放垫53压靠在密封装置3下部。
其中,下蓄能弹簧52安装在下蓄能装置外壳51内,并且下蓄能装置5由下蓄能装置锁丝7固定在装置主体2内,当顺时针旋转上盖1时下蓄能装置5开始蓄能并通过下蓄能释放垫53对密封填料释放恒定压力。
在一个实施方式中,当顺时针旋转上盖1时,下蓄能装置5的下蓄能弹簧52蓄能并通过下蓄能释放垫53对密封装置3提供恒定压力,并且下蓄能释放垫53扶正抽油杆8。
其中,下蓄能释放垫53为四氟材料其孔径与抽油杆8直径相同即承担着恒定压力传递给密封填料,同时对密封填料起到了密封,对抽油杆8进行扶正。
在一个实施方式中,该节能环保密封设备还包括上扶正装置9,该上扶正装置9包括上扶正装置锁片91和上扶正胶垫92,其中,上扶正胶垫92设置在上盖1的顶部平面中心的凹槽内并且被上扶正装置锁片91锁住。
其中,上扶正四氟垫安装在上盖1顶部平面中心的凹槽内被上扶正装置锁片91锁住,上扶正四氟垫其孔径与抽油杆8直径相同,是为了更好的起到对抽油杆8扶正作用,选择四氟材料是因为它的耐磨和润滑效果。
在一个实施方式中,该节能环保密封设备还包括平面、角度调偏装置10,平面、角度调偏装置10包括平面调偏装置座101、角度调偏球102以及调偏装置压盖103,其中,平面调偏装置座101与调偏装置压盖103连接,角度调偏球102通过维护关闭阀锁丝104固定到装置主体2内侧,角度调偏球102的中部设置为偏心孔,偏心孔在角度调偏球102与井口连接时效正抽油杆8在井管内的平面位移偏差,平面调偏装置座101与角度调偏球102稳合装配形成万向角度调解并且平面调偏装置座101的下部连接到井口。
其中,平面调偏装置座101与井口连接装置是一体,设计成偏心孔当与井口连接时可利用偏心孔效正抽油杆8在井管内的平面位移偏差。平面调偏装置座101与角度调偏球102稳合装配形成万向角度调解。
在一个实施方式中,平面、角度调偏装置10实现抽油杆8的平面偏移和角度偏差调整,使抽油机中心、抽油杆8中心以及密封设备中心保持一条直线运行从而避免抽油杆8偏磨填料并且延长密封周期。
在一个实施方式中,该节能环保密封设备还包括维护关闭装置11,维护关闭装置11包括维护关闭阀胶圈,其中,维护关闭阀胶圈包封在角度调偏球102的上部内侧。
其中,维护关闭装置11与装置主体2配合作用,维护关闭阀胶圈为3个或者多个,上下层叠安装在角度调偏球102上部内,胶圈内孔直径与抽油杆8直径相同,角度调偏球102上部与装置主体2是丝扣连接当顺时针旋转装置主体2时下蓄能器外壳会自动插入角度调偏球102上部内并对维护关闭阀胶圈产生压力,维护关闭阀胶圈变形后产生关闭作用。维护关闭阀锁丝104在完全开启或完全时进行对装置主体2锁住作用。
在一个实施方式中,该节能环保密封设备还包括自动封井装置12,自动封井装置12包括自动封井装置座121和与自动封井装置座121铰接的自动封井装置盖122,其中,自动封井装置座121的上部插入角度调偏球102的相应孔中,自动封井装置盖122的下部与角度调偏球102之间形成封井液回流孔123,当抽油杆8断裂时井下向外涌出的液体流经封井液回流孔123对自动封井装置盖122产生推力而推动自动封井装置盖122翻转与自动封井装置座121结合产生自封作用。
其中,自动封井装置12与封井液回流孔123、抽油杆8、角度调偏球102上部配合作用。当抽油杆8偶然断裂时井下液体向外涌出,流经封井液回流孔123的液体会对自动封井装置盖122产生一种推力,推动自动封井装置盖122翻转与自动封井装置座121结合产生自动封作用。
与井口连接装置与井口连接设计两种形式连接方式,一种是丝扣,一种是卡箍,充分考虑我国石油生产井口的连接方式进行配套。
本发明提供的一种抽油机井口节能环保设备,通过密封装置3与上下蓄能装置5配合作用实现抽油机井口的密封。
密封盘根的密封材料,原固定型材材料做为密封盘根虽然有密封效果但密封周期短,盘根内孔一但磨损超标无法恢复,更换盘根时产生的废弃物造成环境污染。密封装置3中的颗粒密封填料在抽油杆8运行过程中颗粒磨损后,其它颗粒可以实现时时替补来达到孔径恢复的密封效果,除了颗粒密封填料之外流体密封填料或者半流体密封填料都可以弥补固定型材材料孔径一但磨损超标无法恢复的问题。
填料的施压形式,原盘根盒工人定期对其紧固时的压力值是不同的、是不标准的,压力值不同,不标准就存在着密封周期长短和盘根与抽油杆8之间摩擦力的不确定性。蓄能装置分别安装在密封填料的上下,这种蓄能装置提供给密封填料恒定不变的压力,改变了原盘根盒工人定期对其紧固时压力的不确定性,实现压力恒定,摩擦系数恒定,从而达到长周期密封和小摩擦目的。
原盘根盒无法纠正抽油机中心、抽油杆8中心、盘根盒中心这三点不在一条直线上,导致抽油杆8偏磨盘根的问题,纠偏装置可解决抽油杆8平面偏移和角度偏差的问题。平面、角度调偏装置10能够使抽油机中心、抽油杆8中心、抽油机井口节能环保密封设备中心这三点达到始终在一条直线上运行,避免抽油杆8偏磨填料问题的出现,延长了密封周期。
原抽油杆8在盘根盒内上下运行时不能保持在该装置中心轨迹运行,出现运行过程中抖动和角度变化同样加速对其盘根磨损,抽油机井口节能环保多功能密封装置3增加了上中下三个定位装置。上扶正装置9与上、下蓄能装置5的上蓄能释放垫44一起作用,使抽油杆8始终保持沿抽油机井口节能环保密封设备中心轨迹运行,再次纠正了抽油杆8偏磨填料问题,延长了密封周期。
原盘根盒在抽油杆8偶然断裂时无法自动关闭井口,切断井下液体流出,易造成环境污染。自动封井装置12在抽油杆8偶然断裂时可自动切断井下液体流出,避免造成环境污染事故发生。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明实施例的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抽油机井口节能环保密封设备,其特征在于,所述密封设备包封穿过其中间的抽油杆,并且包括:
上盖;
与所述上盖连接的装置主体;
密封装置,所述密封装置包括流体密封填料、半流体密封填料或者颗粒密封填料中的一种;
上蓄能装置,所述上蓄能装置位于所述密封装置的上部并且固定到所述上盖内侧;以及
下蓄能装置,所述下蓄能装置位于所述密封装置的下部并且连接到所述装置主体;
其中,所述上蓄能装置和所述下蓄能装置通过施加恒定压力抵靠所述密封装置,所述密封装置、所述上蓄能装置以及所述下蓄能装置位于所述上盖和所述装置主体内部。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述上蓄能装置包括上蓄能装置外壳、位于所述上蓄能装置外壳内部并且压靠在所述上蓄能装置外壳下部的上蓄能弹簧、部分位于所述上蓄能装置外壳内部并且抵靠在所述上蓄能弹簧上部的伸缩套以及连接在所述上蓄能装置外壳下部的上蓄能释放垫,其中,所述伸缩套通过固定螺栓固定到所述上盖内侧,所述上蓄能装置外壳抵靠在所述装置主体内侧,所述上蓄能释放垫压靠在所述密封装置上部。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,当顺时针旋转上盖时,上蓄能装置插入装置主体内同时上蓄能弹簧蓄能并通过上蓄能释放垫对密封装置提供恒定压力,并且所述上蓄能释放垫扶正所述抽油杆。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述下蓄能装置包括下蓄能装置外壳、位于所述下蓄能装置外壳内部并且压靠在所述下蓄能装置外壳下部的下蓄能弹簧、以及部分位于所述上蓄能装置外壳内部并且抵靠在所述下蓄能弹簧上部的下蓄能释放垫,其中,所述下蓄能装置外壳通过下蓄能装置锁丝固定到所述装置主体内侧,所述下蓄能释放垫压靠在所述密封装置下部。
5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,当顺时针旋转上盖时,下蓄能装置的下蓄能弹簧蓄能并通过下蓄能释放垫对密封装置提供恒定压力,并且所述下蓄能释放垫扶正所述抽油杆。
6.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括上扶正装置,所述上扶正装置包括上扶正装置锁片和上扶正尼龙垫,其中,所述上扶正尼龙垫设置在所述上盖的顶部平面中心的凹槽内并且被所述上扶正装置锁片锁住。
7.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括平面、角度调偏装置,所述平面、角度调偏装置包括平面调偏装置座、角度调偏球以及调偏装置压盖,其中,所述平面调偏装置座与所述调偏装置压盖连接,所述角度调偏球通过维护关闭阀锁丝固定到所述装置主体内侧,所述角度调偏球的中部设置为偏心孔,所述偏心孔在所述角度调偏球与井口连接时效正抽油杆在井管内的平面位移偏差,所述平面调偏装置座与角度调偏球稳合装配形成万向角度调解并且所述平面调偏装置座的下部连接到所述井口。
8.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述平面、角度调偏装置实现抽油杆的平面偏移和角度偏差调整,使抽油机中心、抽油杆中心以及密封设备中心保持一条直线运行从而避免抽油杆偏磨填料并且延长密封周期。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括维护关闭装置,所述维护关闭装置包括维护关闭阀胶圈,其中,所述维护关闭阀胶圈包封在角度调偏球的上部内侧。
10.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括自动封井装置,所述自动封井装置包括自动封井装置座和与所述自动封井装置座铰接的自动封井装置盖,其中,所述自动封井装置座的上部插入角度调偏球的相应孔中,所述自动封井装置盖的下部与角度调偏球之间形成封井液回流孔,当抽油杆断裂时井下向外涌出的液体流经所述封井液回流孔对所述自动封井装置盖产生推力而推动所述自动封井装置盖翻转与所述自动封井装置座结合产生自封作用。
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