CN110259405B - 一种抽油机井口多功能防喷密封器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抽油机井口多功能防喷密封器，包括上格兰、盘根盒主体、下格兰，盘根盒主体内设有盘根和第一万向球机构，第一万向球机构位于盘根和下格兰之间，第一万向球机构包括第一半球体和具有半球形凹槽的第一球座，第一半球体和第一球座设有供光杆穿过的第一通孔，第一半球体的平面部分与盘根接触、第一半球体的球面部分位于半球形凹槽内，第一球座远离半球形凹槽的一端与下格兰接触，第一半球体受光杆偏心力在半球形凹槽内转动时，盘根随第一半球体转动、以使第一半球体、盘根与光杆的轴线位于同一直线上。如此设置，解决了现有防喷密封器需强制纠偏，纠偏效果差、费时费力，易加剧光杆和填料的磨损程度、缩短光杆的使用寿命的问题。

Description

一种抽油机井口多功能防喷密封器

技术领域

本申请涉及油田抽油机技术领域，更具体地说，涉及一种抽油机井口多功能防喷密封器。

背景技术

抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”。抽油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。而抽油机光杆与密封器偏磨的问题是生产过程中普遍存在的，抽油机的光杆在上下运行过程中会对密封器内密封填料单侧磨损加速影响生产，现有的防喷密封器一般都是强制纠偏，在光杆偏心情况下需要用管钳进行矫正，不仅费时费力，而且纠偏对中效果不明显，同时光杆在偏磨、电离腐蚀情况下加剧了磨损程度，进一步缩短了光杆的使用寿命，增加了更换光杆的频率，从而影响到了油井的生产时率。

因此，如何解决现有防喷密封器需要强制纠偏，纠偏效果不明显、费时费力，并且易加剧光杆和填料的磨损程度、缩短了光杆的使用寿命的问题，成为本领域技术人员所需解决的重要问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种抽油机井口多功能防喷密封器，其能够解决现有防喷密封器需要强制纠偏，纠偏效果不明显、费时费力，并且易加剧光杆和填料的磨损程度、缩短了光杆的使用寿命的问题。

本发明提供了一种抽油机井口多功能防喷密封器，包括上格兰、盘根盒主体、下格兰，所述盘根盒主体内设置有盘根，所述盘根盒主体内还设置有第一万向球机构，且所述第一万向球机构位于所述盘根和所述下格兰之间，所述第一万向球机构包括有第一半球体和具有半球形凹槽的第一球座，所述第一半球体和所述第一球座均设置有供光杆穿过的第一通孔，所述第一半球体的平面部分与所述盘根接触、所述第一半球体的球面部分位于所述半球形凹槽内，所述第一球座远离所述半球形凹槽的一端与所述下格兰相接触，且当所述第一半球体受所述光杆的偏心力在所述半球形凹槽内转动时，所述盘根随所述第一半球体转动、以使所述第一半球体、所述盘根与所述光杆的轴线位于同一直线上。

优选地，所述上格兰与所述盘根盒主体之间设置有第二万向球机构，所述第二万向球机构包括有第二半球体和具有半球形凹槽的第二球座，所述第二半球体和所述第二球座均设置有供所述光杆穿过的第二通孔，所述第二半球体的平面部分与所述上格兰相接触、所述第二半球体的球面部分位于所述第二球座的半球形凹槽内，所述第二球座远离所述半球形凹槽的一端与所述盘根接触，且所述第二半球体受所述光杆的偏心力能够在所述半球形凹槽内转动、以使所述第二半球体、所述盘根与所述光杆的轴线位于同一直线上。

优选地，还包括有压帽，所述盘根盒主体、所述上格兰和所述下格兰均位于所述压帽内，且所述压帽的上壁设置有供所述光杆穿过的第三通孔。

优选地，还包括用于给所述光杆打磨除垢的打磨除垢装置，所述打磨除垢装置可拆卸地安装在所述压帽的顶端。

优选地，所述打磨除垢装置包括有可拆卸地安装在所述压帽顶端的底座、用于打磨所述光杆的U型锉刀和用于去除所述光杆上油污的U型橡胶，所述U型锉刀和所述U型橡胶均安装在所述底座上，且所述U型锉刀和所述U型橡胶的U型口的朝向相反，所述U型锉刀和所述U型橡胶其中一者的U型槽壁能与所述光杆接触。

优选地，所述底座上设置有滑槽，所述U型锉刀和所述U型橡胶通过滑动件连接在所述滑槽上，且所述滑动件能够带动所述U型锉刀或所述U型橡胶在所述滑槽上滑动、以靠近或远离所述光杆。

优选地，所述U型锉刀和U型橡胶的U型槽底壁上均设置有供所述滑动件穿过的安装孔，所述安装孔的轴线与所述滑槽相垂直，且所述U型锉刀和所述U型橡胶能够绕所述滑动件旋转。

优选地，所述滑动件为销钉，所述销钉的钉杆穿过所述U型锉刀和所述U型橡胶的安装孔伸入到所述滑槽内。

优选地，所述底座通过磁铁固定在所述压帽上。

优选地，还包括有用于防止井喷的防喷器，所述防喷器设置在所述盘根盒主体的下方，一端与所述盘根盒主体连接、另一端安装于油井井口。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供了一种抽油机井口多功能防喷密封器，包括有上格兰、盘根盒主体、下格兰，盘根盒主体内设置有盘根和第一万向球机构，且第一万向球机构位于盘根和下格兰之间，第一万向球机构包括有第一半球体和第一球座，第一半球体和第一球座均设置有第一通孔、以供光杆穿过，以使第一半球体和第一球座均能够套在光杆上，第一球座设置有半球形凹槽，第一半球体的球面部分位于半球形凹槽内、平面部分与盘根接触，第一球座远离半球形凹槽的一端与下格兰接触，即第一半球体和第一球座沿光杆的延伸方向从上到下依次设置，当第一半球体受光杆的偏心力在半球形凹槽内转动时，盘根随第一半球体转动，即光杆产生偏心时，光杆给第一半球体一个偏移力，使第一半球体受力在半球形凹槽内转动，从而带动盘根转动，使光杆、盘根和第一半球体的轴线始终位于同一直线上，从而使光杆不会压迫盘根，减少了光杆和盘根之间的磨损。

如此设置，实现了密封器与光杆随动对中、自动纠偏，很大程度上减少了更换密封填料的次数，提高了光杆的使用寿命，使油井生产时率得到了提升，解决了现有防喷密封器需要强制纠偏，纠偏效果不明显、费时费力，并且易加剧光杆和填料的磨损程度、缩短了光杆的使用寿命的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的第一万向球机构和第二万向球机构安装位置示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的打磨除垢装置的俯视图；

图3是根据一示例性实施例示出的打磨除垢装置的侧视图；

图4是根据一示例性实施例示出的该抽油机井口多功能防喷密封器安装示意图。

图中：

1-光杆，2-盘根，3-第一半球体，4-第一球座，5-第二半球体，6-第二球座，7-压帽，8-U型锉刀，9-U型橡胶，10-滑槽，11-销钉，12-防喷器，13-磁铁。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

参照附图1-4，本具体实施方式提供了一种抽油机井口多功能防喷密封器，包括有上格兰、盘根盒主体、下格兰，盘根盒主体内设置有盘根2和第一万向球机构，且第一万向球机构位于盘根2和下格兰之间，第一万向球机构包括有第一半球体3和第一球座4，第一半球体3和第一球座4均设置有第一通孔、以供光杆1穿过，以使第一半球体3和第一球座4均能够套在光杆1上，第一球座4设置有半球形凹槽，第一半球体3的球面部分位于半球形凹槽内、平面部分与盘根2接触，第一球座4远离半球形凹槽的一端与下格兰接触，即第一半球体3和第一球座4沿光杆1的延伸方向从上到下依次设置。

当第一半球体3受光杆1的偏心力在半球形凹槽内转动时，盘根2随第一半球体3转动，即光杆1产生偏心时，光杆1给第一半球体3一个偏移力，使第一半球体3受力在半球形凹槽内转动，从而带动盘根2转动，使光杆1、盘根2和第一半球体3的轴线始终位于同一直线上，从而使光杆1不会压迫盘根2，减少了光杆1和盘根2之间的磨损。

如此设置，实现了密封器与光杆1随动对中、自动纠偏，很大程度上减少了更换密封填料的次数，提高了光杆1的使用寿命，使油井生产时率得到了提升，解决了现有防喷密封器需要强制纠偏，纠偏效果不明显、费时费力，并且易加剧光杆1和填料的磨损程度、缩短了光杆1的使用寿命的问题。

本实施例的优选方案中，上格兰和盘根盒主体之间设置有第二万向球机构，如图1所示，第二万向球机构包括有第二半球体5和第二球座6，第二球座6上也设置有半球形凹槽，第二半球体5的平面部分与上格兰接触，第二半球体5的球面部分位于半球形凹槽内，并且第二半球体5能够在半球形凹槽内转动，第二球座6远离半球形凹槽的一端与盘根2接触，并且第二半球体5和第二球座6上设置有第二通孔，以供光杆1穿过，从而使第二半球体5和第二球座6套在光杆1外。

并且第二半球体5受光杆1的偏心力能够在第二球座6的半球形凹槽转动，即光杆1产生偏心时，光杆1给第二半球体5一个偏移力，使第二半球体5受力在第二球座6的半球形凹槽内转动，第二半球体5和第二球座6代替原有密封圈，第二半球体5和第一半球体3相配合，使盘根盒主体上方和下方的光杆1偏心大小相同，以避免光杆1对盘根2上下端面的压力不同，而易发生光杆1对盘根2的上端面继续磨损的现象；如此设置，第一万向机构和第二万向机构使光杆1、盘根2和第一半球体3、第二半球体5的轴线始终位于同一直线上，从而使光杆1不会压迫盘根2，减少了光杆1和盘根2之间的磨损。

本实施例中，如图4所示，该抽油机井口多功能防喷密封器还包括有压帽7，上格兰、盘根盒主体和下格兰均设置在压帽7内，以将盘根盒主体压紧在光杆1上，防止原油泄露或喷射到地面。

第一万向球机构位于盘根盒主体内，第二万向球机构位于上格兰和盘根盒主体之间，因此，第一万向球机构和第二万向球机构均位于压帽7内，即压帽7将这些装置压紧在光杆1上，加强了密封器的密封。

需要说明的是，第二半球体5和第二球座6能沿光杆1上下移动，当拆卸下压帽7后，第二半球体5和第二球座6可以沿光杆1上下滑动，以便于盘根2的更换。

其中，压帽7的上壁设置有第三通孔，以使光杆1穿过，从而便于压帽7套在光杆1上。

需要说明的是，压帽7的内壁上设置有内螺纹，盘根盒主体的外壁上设置有外螺纹，该内螺纹与外螺纹相匹配，以使压帽7能够固定在盘根盒主体上。

本实施例的另一优选方案中，该抽油机井口多功能防喷密封器还包括有打磨除垢装置，如图4所示，打磨除垢装置可拆卸地安装在压帽7的顶端，并用来打磨光杆1和给光杆1除垢，由于压帽7固定在盘根盒主体上，打磨除垢装置安装在压帽7的顶端，从而打磨除垢装置利用光杆1的上下移动除去光杆1上的污垢。

本实施例中，如图2和图3所示，打磨除垢装置包括底座、U型锉刀8和U型橡胶9，底座可拆卸地安装在压帽7的顶端，U型锉刀8和U型橡胶9均安装在底座上，并且U型锉刀8和U型橡胶9的U型口的朝向相反，并且U型锉刀8和U型橡胶9其中一者的U型槽壁能与光杆1接触，即当U型锉刀8与光杆1接触时，能够对光杆1实现打磨；当U型橡胶9与光杆1接触时，能够去除光杆1上的油污。

当需要对光杆1打磨时，操作工人可以将U型锉刀8安装在与光杆1接触的位置，利用光杆1上下往复移动完成打磨；当需要去除光杆1上的油污时，可以调整打磨除垢装置的安装方向，使U型橡胶9与光杆1接触，U型锉刀8背向光杆1，并利用光杆1的上下移动去除光杆1上的油污。

这里，为了方便打磨除垢装置的安装和拆卸，如图3所示，在底座的底端设置有磁铁13，以通过磁铁13将底座固定在压帽7的顶端。这样，结构简单，便于操作，无需通过螺丝固定，从而避免在压帽7上打孔，降低了原油的泄露几率。

需要说明的是，压帽7的材质为铁。

进一步地，如图2所示，底座上设置有滑槽10，U型锉刀8和U型橡胶9通过滑动件连接在滑槽10上，并且滑动件能够带动U型锉刀8或U型橡胶9沿滑槽10滑动，从而靠近或远离光杆1，当需要对光杆1进行打磨或除垢时，可以滑动滑动件将U型锉刀8或U型橡胶9移动至于光杆1接触；当无需对光杆1进行打磨或除垢时，可以滑动滑动件使U型锉刀8或U型橡胶9远离光杆1。如此，便于调节U型锉刀8或U型橡胶9的位置，以实现随用随调的功能。

需要说明的是，滑槽10沿压帽7的直径方向延伸，即滑槽10的延伸方向垂直于光杆1的轴向，这样，防止U型锉刀8或U型橡胶9倾斜，从而容易造成光杆1受力不均而致使对光杆1不同位置的打磨或除垢程度不同。

在其中一种实施例中，U型锉刀8和U型橡胶9的U型槽底壁上均设置有安装孔，并且安装孔的轴线垂直于滑槽10的延伸方向，以供滑动件能够穿过安装孔伸入到滑槽10内，从而能够带动U型锉刀8和U型橡胶9滑动。

其中，U型锉刀8和U型橡胶9能够绕滑动件旋转，以便于调换U型锉刀8和U型橡胶9的方向，便于U型锉刀8和U型橡胶9的转换，从而便于对光杆1进行打磨或除垢。

滑动件可以为销钉11，销钉11的钉杆穿过U型锉刀8和U型橡胶9的安装孔伸入到滑槽10内，销钉11顶端的钉帽能够防止U型锉刀8和U型橡胶9从销钉11上脱出，并且将U型锉刀8和U型橡胶9抵压在滑槽10上。

需要说明的是，销钉11的底端可以设置有嵌入在滑槽10内的凸起，以使销钉11能够固定在滑槽10上，而不会从滑槽10内脱出。

本实施例中，该抽油机井口多功能防喷密封器还包括有防喷器12，防喷器12设置在盘根盒主体下方，以用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生。防喷器12的一端安装在油井井口、另一端与盘根盒主体相连接。

结合上述实施例对本抽油机井口多功能防喷密封器的工作原理进行具体说明。

在盘根盒主体内的盘根2下方设置有第一万向球机构，第一万向球机构包括有平面部分与盘根2接触第一半球体3和与下格兰接触的第一球座4，第一球座4设置有供第一半球体3的球面部分嵌入的半球形凹槽，在盘根盒主体的上方设置有平面部分与上格兰接触的第二半球体5和与盘根2接触的第二球座6，第二球座6设置有供第二半球体5的球面部分嵌入的半球形凹槽，第一半球体3和第一球座4设置有第一通孔、第二半球体5和第二球座6设置有第二通孔以使光杆1能够穿过第一通孔和第二通孔，从而将第一半球体3和第一球座4、第二半球体5和第二球座6安装在光杆1上，当光杆1产生偏心时，会带动第一半球体3和第二半球体5分别在第一球座4和第二球座6内转动，以使盘根2跟随第一半球体3和第二半球体5转动，使第一半球体3、第二半球体5、盘根2和光杆1的轴线位于同一直线上，以达到纠偏的目的，并且该密封器具有360度任意角度调偏对中的功能。

在压帽7的顶端设置有用来对光杆1打磨除垢的打磨除垢装置，打磨除垢装置包括有底座、U型锉刀8和U型橡胶9，并且在底座上设置有滑槽10，滑槽10的延伸方向垂直于光杆1的轴向，即滑槽10水平设置在压帽7的顶端，并且U型锉刀8和U型橡胶9通过销钉11连接在滑槽10上，销钉11能够带动U性锉刀和U型橡胶9靠近或远离光杆1，并且U型锉刀8和U型滑槽10能够绕销钉11旋转，当使用U型锉刀8打磨光杆1时，移动销钉11，使U型锉刀8靠近光杆1至与光杆1接触，利用光杆1上下往复运动完成打磨；当使用U型橡胶9对光杆1除垢时，移动销钉11，使使U型锉刀8远离光杆1，U型橡胶9旋转180度，使U型锉刀8和U型橡胶9调换位置，再次移动销钉11，使U型橡胶9靠近光杆1至于光杆1接触，利用光杆1上下往复运动除去光杆1上的油污；并且为了方便使用该打磨除垢装置，在底座上加装磁铁13，使底座通过磁铁13固定在压帽7顶端，实现了整套装置随用随装的功能。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。所阐述的“水平”“竖直”“上”“下”是在该抽油机井口多功能防喷密封器处于如图4摆放状态时之所指。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种抽油机井口多功能防喷密封器，包括上格兰、盘根盒主体、下格兰，所述盘根盒主体内设置有盘根(2)，其特征在于，所述盘根盒主体内还设置有第一万向球机构，且所述第一万向球机构位于所述盘根(2)和所述下格兰之间，所述第一万向球机构包括有第一半球体(3)和具有半球形凹槽的第一球座(4)，所述第一半球体(3)和所述第一球座(4)均设置有供光杆(1)穿过的第一通孔，所述第一半球体(3)的平面部分与所述盘根(2)接触、所述第一半球体(3)的球面部分位于所述半球形凹槽内，所述第一球座(4)远离所述半球形凹槽的一端与所述下格兰相接触，且当所述第一半球体(3)受所述光杆(1)的偏心力在所述半球形凹槽内转动时，所述盘根(2)随所述第一半球体(3)转动， 以使所述第一半球体(3)、所述盘根(2)与所述光杆(1)的轴线位于同一直线上；

所述上格兰与所述盘根盒主体之间设置有第二万向球机构，所述第二万向球机构包括有第二半球体(5)和具有半球形凹槽的第二球座(6)，所述第二半球体(5)和所述第二球座(6)均设置有供所述光杆(1)穿过的第二通孔，所述第二半球体(5)的平面部分与所述上格兰相接触、所述第二半球体(5)的球面部分位于所述第二球座(6)的半球形凹槽内，所述第二球座(6)远离所述第二球座(6)的半球形凹槽的一端与所述盘根(2)接触，且所述第二半球体(5)受所述光杆(1)的偏心力能够在所述第二球座(6)的半球形凹槽内转动， 以使所述第二半球体(5)、所述盘根(2)与所述光杆(1)的轴线位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，还包括有压帽(7)，所述盘根盒主体、所述上格兰和所述下格兰均位于所述压帽(7)内，且所述压帽(7)的上壁设置有供所述光杆(1)穿过的第三通孔。

3.根据权利要求2所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，还包括用于给所述光杆(1)打磨除垢的打磨除垢装置，所述打磨除垢装置可拆卸地安装在所述压帽(7)的顶端。

4.根据权利要求3所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，所述打磨除垢装置包括有可拆卸地安装在所述压帽(7)顶端的底座、用于打磨所述光杆(1)的U型锉刀(8)和用于去除所述光杆(1)上油污的U型橡胶(9)，所述U型锉刀(8)和所述U型橡胶(9)均安装在所述底座上，且所述U型锉刀(8)和所述U型橡胶(9)的U型口的朝向相反，所述U型锉刀(8)和所述U型橡胶(9)其中一者的U型槽壁能与所述光杆(1)接触。

5.根据权利要求4所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，所述底座上设置有滑槽(10)，所述U型锉刀(8)和所述U型橡胶(9)通过滑动件连接在所述滑槽(10)上，且所述滑动件能够带动所述U型锉刀(8)或所述U型橡胶(9)在所述滑槽(10)上滑动、以靠近或远离所述光杆(1)。

6.根据权利要求5所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，所述U型锉刀(8)和U型橡胶(9)的U型槽底壁上均设置有供所述滑动件穿过的安装孔，所述安装孔的轴线与所述滑槽(10)相垂直，且所述U型锉刀(8)和所述U型橡胶(9)能够绕所述滑动件旋转。

7.根据权利要求6所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，所述滑动件为销钉(11)，所述销钉(11)的钉杆穿过所述U型锉刀(8)和所述U型橡胶(9)的安装孔伸入到所述滑槽(10)内。

8.根据权利要求4所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，所述底座通过磁铁(13)固定在所述压帽(7)上。

9.根据权利要求1所述的抽油机井口多功能防喷密封器，其特征在于，还包括有用于防止井喷的防喷器(12)，所述防喷器(12)设置在所述盘根盒主体的下方，一端与所述盘根盒主体连接、另一端安装于油井井口。

Images