CN111305786A - 一种自动紧盘根光杆密封器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自动紧盘根光杆密封器，属于油田采油设备技术领域。它包括盘根压帽、与盘根压帽连接的盘根盒，盘根盒内部设有盘根、液压活塞及活塞压盖；活塞压盖、液压活塞和盘根盒共同围成上密封油腔，所述盘根下方的盘根盒内部设有下密封油腔，油井内的压力油经间隙依次流入下密封油腔和上密封油腔。本发明方便地实现了将下密封油腔内的压力油引入上密封油腔内，压力油直接作用于液压活塞的上表面上，液压活塞在压力油的作用下对盘根自动加压密封，避免了通常采用手动增加预紧力的方式对盘根产生的过度磨损，提高了盘根的使用寿命，结构简单，加工制造成本低廉，安全可靠。

Description

一种自动紧盘根光杆密封器

技术领域

本发明涉及一种油田采油设备技术领域，具体涉及一种自动紧盘根的光杆密封器。

背景技术

目前，在油田抽油机抽油作业时，需要利用盘根对进行往复抽吸运动的光杆进行密封。在盘根磨损出现渗漏时，需要人工进行压紧盘根作业，防止泄露。

普通的光杆密封器，利用带螺纹的盘根压帽，直接压紧盘根，为了防止盘根泄露，压紧盘根时会增加额外的预紧力，过大的预紧力加剧了盘根的磨损，降低盘根寿命。盘根属于磨损件，使用2天～3天后，操作人员必须到井上旋转盘根压帽将盘根向下压紧后继续开抽使用，否则就会发生漏跑油的现象，工作频繁，极大地增加了作业成本；由于压紧盘根为操作人员控制，当盘根磨损后，不能及时压紧盘根，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、安全可靠的自动紧盘根光杆密封器，其代替人工紧盘根作业，实现了盘根紧压力随着密封压力的变化而变化，降低盘根磨损，提高盘根寿命，避免了现有紧盘根采用额外预紧力的方式加剧盘根磨损的现象。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自动紧盘根光杆密封器，它包括盘根压帽、与盘根压帽连接的盘根盒，所述盘根盒内部设有盘根，所述盘根盒内部还设有用于压紧盘根且套设在光杆上的液压活塞及与液压活塞密封适配连接的活塞压盖；

所述活塞压盖、液压活塞和盘根盒共同围成上密封油腔，所述盘根下方的盘根盒内部设有下密封油腔，油井内的压力油经间隙依次流入下密封油腔和上密封油腔。

作为本发明的一种改进，活塞压盖的内部开设有阶梯孔，中间孔的孔径小于上部孔和下部孔的孔径，上部孔、盘根压帽和光杆共同围成润滑油腔；所述盘根压帽的上部中心位置开设有连通润滑油腔的加油口。

作为本发明的一种改进，所述加油口为喇叭口。

作为本发明的一种改进，所述盘根盒的上部开设有与上密封油腔相连通的上通孔，其下部开设有与下密封油腔相连通的下通孔；所述上通孔和下通孔通过连通装置相连通。

作为本发明的一种改进，所述连通装置为一凹型连接板，连接板密封连接在盘根盒的外表面上，连接板与盘根盒的外表面共同围成液体通道；所述下通孔和上通孔由液体通道相连通。

作为本发明的一种改进，所述连通装置包括连接管，连接管的两端分别通过接头与下通孔和上通孔连接。

作为本发明的一种改进，所述活塞压盖与盘根盒之间至少设置有一道O型密封圈Ⅰ；活塞压盖与液压活塞之间至少设置有一道O型密封圈Ⅱ；液压活塞与盘根盒之间至少设置有一道O型密封圈Ⅲ。

作为本发明的一种改进，所述O型密封圈Ⅰ、O型密封圈Ⅱ和O型密封圈Ⅲ均设置有两道。

作为本发明的一种改进，所述液压活塞为十字型结构，其顶部与活塞压盖配合连接，其底部抵触至盘根的上表面上。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种自动紧盘根光杆密封器，其通过在盘根下方的盘根盒内部设有下密封油腔，以及与下密封油腔联通的由活塞压盖、液压活塞和盘根盒共同围成上密封油腔，油井内的压力油经盘根盒与光杆之间的间隙依次流入下密封油腔和上密封油腔，方便地实现了将下密封油腔内的压力油引入上密封油腔内，压力油直接作用于液压活塞的上表面上，液压活塞在压力油的作用下对盘根加压密封，避免了通常采用手动增加预紧力的方式对盘根产生的过度磨损，结构简单，加工制造成本低廉，安全可靠。

由于液压加压是一个持续的加压过程，可以自动补偿盘根的磨损，避免了盘根磨损后人工紧盘根的作业过程。盘根加压压力来自于油井压力，当油井压力高时，盘根加压力大（作用于液压活塞上表面的压力加大），油井压力低时，盘根加压力小，可以自动随着油井压力调节盘根压力，使盘根压力始终保持在一个最理想的状态，提高了盘根的使用寿命。

活塞压盖的内部开设有阶梯孔，上部孔、盘根压帽和光杆共同围成润滑油腔，盘根压帽的顶部中心位置开设有连通润滑油腔的加油口。通过加油口可以向润滑油腔内加注润滑油，进而润滑光杆和盘根的摩擦，进一步提高了盘根寿命。为方便加注润滑油，加油口的形状优选为喇叭口。

盘根盒的上部开设有与上密封油腔相连通的上通孔，其下部开设有与下密封油腔相连通的下通孔，上通孔和下通孔通过连通装置相连通。连通装置可为一凹型连接板，连接板密封连接在盘根盒的外表面上，连接板与盘根盒的外表面共同围成液体通道，下通孔和上通孔由液体通道相连通，结构紧凑，节省作业空间。

盘根盒的上部开设有与上密封油腔相连通的上通孔，其下部开设有与下密封油腔相连通的下通孔，上通孔和下通孔通过连通装置相连通。连通装置包括连接管，连接管的两端分别通过接头与下通孔和上通孔连接，结构简单，安装方便。

活塞压盖与盘根盒之间设置有两道O型密封圈Ⅰ，活塞压盖与液压活塞之间设置有两道O型密封圈Ⅱ，液压活塞与盘根盒之间设置有两道O型密封圈Ⅲ，整体密封性能良好，安全可靠。

附图说明

图1为本发明实施例一中的一种可以自动紧盘根的光杆密封器的结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为本发明实施例二中的一种可以自动紧盘根的光杆密封器的局部结构示意图；

图中，1、光杆；2、盘根压帽；21、加油口；3、活塞压盖；31、润滑油腔；4、O型密封圈Ⅰ；5、O型密封圈Ⅱ；6、O型密封圈Ⅲ；7、液压活塞；8、盘根盒；81、上通孔；82、下通孔；9、盘根；10、辅助密封机构；11、调偏机构；12、下接头；13、连接板；14、液体通道；15、上密封油腔；16、下密封油腔；17、接头；18、连接管；19、间隙。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明实施例中的上、下、内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

实施例一：

如图1和图2所示，一种自动紧盘根光杆密封器，其主要由依次套装在光杆1上的下接头12、调偏机构11、辅助密封机构10、盘根盒8和盘根压帽2组成，盘根盒8和盘根压帽2进行螺纹连接，其中，盘根盒8下方的辅助密封机构10、调偏机构11和下接头12均属于现有部件。辅助密封机构10主要用于需要更换盘根9时切断盘根9下方的压力油的作用，调偏机构11主要用于防止光杆1偏磨光杆密封器的密封件的作用，光杆密封器的密封件在本实施例中指盘根9，下接头12与油井井口通过螺纹连接。

盘根盒8内部由下至上依次设有套设在光杆1上的盘根9、液压活塞7和活塞压盖3。活塞压盖3顶部抵至盘根压帽2的下表面上，活塞压盖3的内部开设有阶梯孔，阶梯孔由上部孔、中间孔和下部孔组成，中间孔的孔径小于上部孔和下部孔的孔径，中间孔的孔径与光杆直径相适配，上部孔、盘根压帽2和光杆1共同围成环形润滑油腔31，盘根压帽2的顶部中心位置开设有连通润滑油腔31的加油口21，为方便加入润滑油，加油口21的形状优选为喇叭口。

为实现轻量化设计，液压活塞7的形状优选为十字型结构，其顶部伸入活塞压盖3下部孔内并与活塞压盖3配合连接，液压活塞7的中部即大径部与盘根盒8的内壁进行滑动密封连接，液压活塞7的底部抵触至盘根9的上表面上。活塞压盖3与盘根盒8之间至少设置有一道O型密封圈Ⅰ4，如可通过在活塞压盖3的外表面上设计有密封圈安装槽，本实施例中O型密封圈Ⅰ4设置有两道；活塞压盖3与液压活塞7之间至少设置有一道O型密封圈Ⅱ5，如可通过在液压活塞7的外表面上设计有密封圈安装槽，本实施例中O型密封圈Ⅱ5设置有两道；液压活塞7与盘根盒8之间至少设置有一道O型密封圈Ⅲ6，如可通过在液压活塞7的外表面上设计有密封圈安装槽，本实施例中O型密封圈Ⅲ6设置有一道，O型密封圈Ⅲ6设置优选为两道。

活塞压盖3、液压活塞7和盘根盒8共同围成上密封油腔15，盘根9下方的盘根盒8内部设有下密封油腔16，油井内的压力油经间隙19依次流入下密封油腔16和上密封油腔15，其中间隙19为与下密封油腔16连通且设置在下密封油腔16下方的盘根盒8内表面与光杆1外表面之间围成的环形空腔，油井内的压力油依次经下接头12和辅助密封机构10内表面与光杆外表面之间围成的环形空腔至间隙19处。盘根盒8的上部开设有与上密封油腔15相连通的径向上通孔81，其下部开设有与下密封油腔16相连通的径向下通孔82；凹型连接板13密封连接在盘根盒8的外表面上，上述密封连接可采用如焊接连接等方式，连接板13与盘根盒8的外表面共同围成液体通道14，下通孔82和上通孔81由液体通道14相连通。作为优选，上通孔81和下通孔82上下对应设置，也就是说上通孔81的中心线在盘根盒8外表面上的投影与下通孔82的中心线在盘根盒8外表面上的投影在同一垂直直线上，此种布局，可减小连接板13的尺寸，节约材料，加工方便。

本发明的工作原理如下：拧紧盘根压帽2，并通过液压活塞7直接压紧盘根9，拧紧力只需达到盘根9不泄漏即可，不需要增加过多的预紧力；通过加油口21在润滑油腔内加注润滑油，对光杆1进行润滑，同时压力油通过液体通道14将下密封油腔16内的带压液体传输到液压活塞7上部的上密封油腔15内，并作用于液压活塞7上，通过液压活塞7对盘根9加压，实现对光杆1的加压密封作用。当下密封油腔16内的带压液体的压力高时，液压活塞7对盘根9加压力大，当下密封油腔16内的带压液体的压力低时，液压活塞7对盘根9加压力小，实现了对盘根9加压力的自动调节，使盘根9的磨损始终处于最佳状态，提高了盘根9的使用寿命。由于实现了对盘根9的自动加压，当盘根9磨损后，不再需要人工进行紧盘根9作业，极大地降低了作业成本，提高了工作效率。

当盘根9达到使用寿命需要更换时，关闭辅助密封机构10，切断盘根9下方的压力油，也就是说压力油不能由间隙19流入下密封油腔16，拆卸盘根压帽2，取出活塞压盖3和液压活塞7，更换盘根9后，打开辅助密封机构10，并恢复到工作状态即可正常使用。

实施例二：

一种自动紧盘根光杆密封器，本实施例与实施例一不同之处在于：下通孔82和上通孔81通过连接管18相连通，连接管18可采用液压胶管等，连接管18的两端分别通过接头与下通孔82和上通孔81连接。通过采用上述方案，结构简单，制作方便，并且对下通孔82和上通孔81的布局不受限制。

以上是对本发明所提供的一种自动紧盘根光杆密封器进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种自动紧盘根光杆密封器，它包括盘根压帽（2）、与盘根压帽连接的盘根盒（8），所述盘根盒（8）内部设有盘根（9），其特征在于：所述盘根盒（8）内部还设有用于压紧盘根（9）且套设在光杆（1）上的液压活塞（7）及与液压活塞（7）密封适配连接的活塞压盖（3）；

所述活塞压盖（3）、液压活塞（7）和盘根盒（8）共同围成上密封油腔（15），所述盘根（9）下方的盘根盒（8）内部设有下密封油腔（16），油井内的压力油经间隙（19）依次流入下密封油腔（16）和上密封油腔（15）。

2.根据权利要求1所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：活塞压盖（3）的内部开设有阶梯孔，中间孔的孔径小于上部孔和下部孔的孔径，上部孔、盘根压帽（2）和光杆（1）共同围成润滑油腔（31）；

所述盘根压帽（2）的上部中心位置开设有连通润滑油腔（31）的加油口（21）。

3.根据权利要求2所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述加油口（21）为喇叭口。

4.根据权利要求1所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述盘根盒（8）的上部开设有与上密封油腔（15）相连通的上通孔（81），其下部开设有与下密封油腔（16）相连通的下通孔（82）；

所述上通孔（81）和下通孔（82）通过连通装置相连通。

5.根据权利要求4所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述连通装置为一凹型连接板（13），连接板（13）密封连接在盘根盒（8）的外表面上，连接板（13）与盘根盒（8）的外表面共同围成液体通道（14）；

所述下通孔（82）和上通孔（81）由液体通道（14）相连通。

6.根据权利要求4所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述连通装置包括连接管（18），连接管（18）的两端分别通过接头与下通孔（82）和上通孔（81）连接。

7.根据权利要求1所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述活塞压盖（3）与盘根盒（8）之间至少设置有一道O型密封圈Ⅰ（4）；活塞压盖（3）与液压活塞（7）之间至少设置有一道O型密封圈Ⅱ（5）；液压活塞（7）与盘根盒（8）之间至少设置有一道O型密封圈Ⅲ（6）。

8.根据权利要求7所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述O型密封圈Ⅰ（4）、O型密封圈Ⅱ（5）和O型密封圈Ⅲ（6）均设置有两道。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种自动紧盘根光杆密封器，其特征在于：所述液压活塞（7）为十字型结构，其顶部与活塞压盖（3）配合连接，其底部抵触至盘根（9）的上表面上。

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