CN113914807B - 密封组件及具有其的采油装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种密封组件及具有其的采油装置，其中，密封组件，包括：刮油结构，刮油结构包括刮油环和刮油弹性件，光杆穿过刮油环，刮油弹性件设置在刮油环的周向外侧以对刮油环施加抵压光杆的作用力；密封结构，密封结构包括密封环和密封弹性件，光杆穿过密封环，密封弹性件设置在密封环的周向外侧，以对密封环施加抵压光杆的作用力；闭锁结构，闭锁结构包括闭锁环和闭锁弹性件，光杆穿过闭锁环，闭锁弹性件设置在闭锁环的周向外侧，以对闭锁环施加抵压光杆的作用力。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的采油光杆密封费时费力的问题。

Description

密封组件及具有其的采油装置

技术领域

本发明涉及石油开采设备的技术领域，具体而言，涉及一种密封组件及具有其的采油装置。

背景技术

采油生产过程中原油举升到地面主要依靠地层能量和人工补充能量两种方式，人工补充能量进行采油即机械采油。其方法有气举采油和深井泵采油。深井泵采油方法包括有杆泵采油及水力活塞泵、电动潜油泵及射流泵等无杆采油方法。有杆采油方法包括地面采用游梁式抽油机往复运动带动深井泵工作，也是采油生产应用最广泛的生产方式。光杆密封器是将抽油机带动往复的光杆与采油树之间形成有效密封，通过光杆密封器填料函中填加密封材料，旋紧后从而达到光杆运动过程中密封采油井口的目的。现有技术中的密封采用的是盘根密封，盘根紧紧的抱在光杆的外壁上，由于光杆与盘根具有相对运动，这样盘根会出现松动、磨损的问题，工作人员每天都要对盘根进行巡检，紧固盘根，这样的密封方式费时费力。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种密封组件及具有其的采油装置，以解决现有技术中的采油光杆密封费时费力的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种密封组件，包括：刮油结构，刮油结构包括刮油环和刮油弹性件，光杆穿过刮油环，刮油弹性件设置在刮油环的周向外侧以对刮油环施加抵压光杆的作用力；密封结构，密封结构包括密封环和密封弹性件，光杆穿过密封环，密封弹性件设置在密封环的周向外侧，以对密封环施加抵压光杆的作用力；闭锁结构，闭锁结构包括闭锁环和闭锁弹性件，光杆穿过闭锁环，闭锁弹性件设置在闭锁环的周向外侧，以对闭锁环施加抵压光杆的作用力。

进一步地，密封环为圆环形，密封环在周向上包括多段密封环段，各密封环段可相对移动以缩小密封环的直径。

进一步地，各密封环段的两端为斜面，相邻的密封环段通过斜面相贴合。

进一步地，各密封环段的第一端的倾斜面为第一倾斜面，各第一倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相同，各密封环段的第二端的倾斜面为第二倾斜面，各第二倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相同，第一倾斜面和第二倾斜面的倾斜方向相反以使第一倾斜面和第二倾斜面相贴合。

进一步地，密封环包括依次相配合的第一密封环段、第二密封环段和第三密封环段，第一密封环段、第二密封环段和第三密封环段的长度相同。

进一步地，密封环包括多个，密封弹性件包括与密封环一一对应设置的多个，各密封环沿光杆的轴向设置。

进一步地，不同的密封环的各个密封环段之间的配合处，在垂直光杆的轴线的平面上的投影交错设置。

进一步地，密封环的周向外壁具有安装凹槽，密封弹性件设置在安装凹槽内。

进一步地，刮油环为圆环形，刮油环在周向上包括多段刮油环段，各刮油环段可相对移动以缩小刮油环的直径。

进一步地，各刮油环段的两端为沿刮油环直径方向相辐射的平面，相邻的刮油环段具有间隙。

进一步地，刮油环包括依次相配合的第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段，第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段的长度相同。

进一步地，刮油环包括多个，刮油弹性件包括与刮油环一一对应设置的多个，各刮油环沿光杆的轴向设置。

进一步地，在轴向上不同的刮油环的各个刮油环段之间的间隙处，在垂直光杆的轴线的平面上的投影交错设置。

进一步地，刮油环的周向外壁具有安装凹槽，刮油弹性件设置在安装凹槽内。

进一步地，闭锁环为圆环形，闭锁环在周向上包括多段闭锁环段，各闭锁环段可相对移动以缩小闭锁环的直径。

进一步地，各闭锁环段的两端为沿闭锁环直径方向相辐射的平面，相邻的闭锁环段的平面相贴合。

进一步地，闭锁环包括依次相配合的第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段，第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段的长度相同。

进一步地，闭锁环包括多个，闭锁弹性件包括与闭锁环一一对应设置的多个，各闭锁环沿光杆的轴向设置。

进一步地，在轴向上不同的闭锁环的各闭锁环段之间，在垂直光杆的轴线的平面上的投影交错设置。

进一步地，闭锁环的周向外壁具有安装凹槽，闭锁弹性件设置在安装凹槽内。

根据本发明的另一方面，提供了一种采油装置，采油装置包括密封组件，密封组件为上述的密封组件。

应用本发明的技术方案，在石油开采的时候，光杆沿轴向移动，刮油结构将光杆上附着的原油等物质进行刮除，刮油结构的上部具有密封结构对光杆进行密封，闭锁结构在密封结构的上部防止在密封结构密封不严密的情况下对光杆进一步密封。光杆与刮油结构、密封结构和闭锁结构之间具有相对移动，这样光杆会对刮油结构、密封结构和闭锁结构有摩擦磨损的情况，刮油结构具有刮油弹性件，密封结构具有密封弹性件，闭锁结构具有闭锁弹性件，这样刮油结构、密封结构和闭锁结构均能够自动调节与光杆的配合，不需要工作人员每天对密封组件进行紧固等工作，这样既保证了密封效果又节省了工作人员的时间。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的采油光杆密封费时费力的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的密封组件合光杆配合的结构示意图；

图2示出了图1的密封组件的刮油结构的示意图；

图3示出了图1的密封组件的密封结构的示意图；以及

图4示出了图1的密封组件的闭锁结构的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、刮油结构；11、刮油环；12、刮油弹性件；20、密封结构；21、密封环；22、密封弹性件；30、闭锁结构；31、闭锁环；32、闭锁弹性件；100、光杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1至图4所示，本实施例的一种密封组件包括：刮油结构10、密封结构20和闭锁结构30。刮油结构10包括刮油环11和刮油弹性件12，光杆100穿过刮油环11，刮油弹性件12设置在刮油环11的周向外侧以对刮油环11施加抵压光杆100的作用力。密封结构20包括密封环21和密封弹性件，光杆100穿过密封环21，密封弹性件设置在密封环21的周向外侧，以对密封环21施加抵压光杆100的作用力。闭锁结构30包括闭锁环31和闭锁弹性件32，光杆100穿过闭锁环31，闭锁弹性件32设置在闭锁环31的周向外侧，以对闭锁环31施加抵压光杆100的作用力。

应用本实施例的技术方案，在石油开采的时候，光杆100沿轴向移动，刮油结构10将光杆100上附着的原油等物质进行刮除，刮油结构10的上部具有密封结构20对光杆100进行密封，闭锁结构30在密封结构20的上部防止在密封结构20密封不严密的情况下对光杆100进一步密封。光杆100与刮油结构10、密封结构20和闭锁结构30之间具有相对移动，这样光杆100会对刮油结构10、密封结构20和闭锁结构30有摩擦磨损的情况，刮油结构10具有刮油弹性件12，密封结构20具有密封弹性件22，闭锁结构30具有闭锁弹性件32，这样刮油结构、密封结构和闭锁结构均能够自动调节与光杆的配合，不需要工作人员每天对密封组件进行紧固等工作，这样既保证了密封效果又节省了工作人员的时间。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的采油光杆密封费时费力的问题。

需要说明的是，以光杆100的竖向设置为例，刮油结构10位于下端，密封结构20位于刮油结构10和闭锁结构30之间，闭锁结构30位于上端。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，密封环21为圆环形，密封环21在周向上包括多段密封环段，各密封环段可相对移动以缩小密封环21的直径。上述结构可以方便密封环21的收缩，当密封环21的内壁磨损后，密封环21在密封弹性件22的作用下仍然能够贴近光杆100，对光杆100进行密封并保证密封效果较好。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，各密封环段的两端为斜面，相邻的密封环段通过斜面相贴合。上述结构一方面使得各密封环段之间的配合比较紧密，另一方面使得密封环21与光杆100的配合比较紧密，特别是各个密封环段相配合的位置和光杆100产生的间隙较小。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，各密封环段的第一端的倾斜面为第一倾斜面，各第一倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相同，各密封环段的第二端的倾斜面为第二倾斜面，各第二倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相同，第一倾斜面和第二倾斜面的倾斜方向相反以使第一倾斜面和第二倾斜面相贴合。上述结构的密封环段能够通用，这样可以减少加工成本，防止安装错误的情况发生。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，密封环21包括依次相配合的第一密封环段、第二密封环段和第三密封环段，第一密封环段、第二密封环段和第三密封环段的长度相同。本实施例的密封环21分为了三个密封环段，这样的结构加工成本较低，密封效果较好，安装方便。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，密封环21包括多个，密封弹性件22包括与密封环21一一对应设置的多个，各密封环21沿光杆100的轴向设置。各个密封弹性件22与各密封环21的独立设置保证了密封结构20的安装的通用性更强，例如，可以在光杆100上沿光杆100的轴向设置的个数可以选择。在沿光杆100的轴线方向上的相邻的密封环21之间具有间隙，这样可以防止光杆100出现轴向倾斜等问题而损坏密封结构20。密封环21由金属材料或PEK(聚醚酮)材料制成。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，不同的密封环21的各个密封环段之间的配合处，在垂直光杆100的轴线的平面上的投影交错设置。同一密封环21的相邻的密封环段之间难免会有间隙，不同的密封环21的密封环段之间在空间位置的交错，使得密封结构20的密封效果更好。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，密封环21的周向外壁具有安装凹槽，密封弹性件22设置在安装凹槽内。上述结构的密封环21与密封弹性件22的配合更加稳定。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，刮油环11为圆环形，刮油环11在周向上包括多段刮油环段，各刮油环段可相对移动以缩小刮油环的直径。上述结构可实现刮油环11自动收缩与光杆100配合。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，各刮油环段的两端为沿刮油环直径方向相辐射的平面，相邻的刮油环段具有间隙。上述结构加工方便，加工成本较低。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，刮油环11包括依次相配合的第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段，第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段的长度相同。上述结构的刮油环段可以通用，这样可以节省安装的时间，提高第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段的通用性。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，刮油环11包括多个，刮油弹性件12包括与刮油环11一一对应设置的多个，各刮油环11沿光杆100的轴向设置。上述结构保证了密封效果较好，通过层层的刮油使得光杆的外壁上附着的原油等物质刮除的比较干净。相邻的刮油环11之间具有间隙，这样保证了光杆100出现晃动的时候，刮油环11之间不会出现相互挤压损坏的现象。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，在轴向上不同的刮油环11的各个刮油环段之间的间隙处，在垂直光杆100的轴线的平面上的投影交错设置。上述结构保证了刮油效果较好，例如最下层的刮油环11遗漏的刮除光杆100的位置，中间层的刮油环11可以进一步对光杆100上的遗漏的位置刮除。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，刮油环11的周向外壁具有安装凹槽，刮油弹性件12设置在安装凹槽内。上述结构保证了刮油弹性件12的安装比较稳定。

如图1和图4所示，在本实施例的技术方案中，闭锁环31为圆环形，闭锁环31在周向上包括多段闭锁环段，各闭锁环段可相对移动以缩小闭锁环31的直径。闭锁环31的设置进一步保证了光杆100的密封效果。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，各闭锁环段的两端为沿闭锁环31直径方向相辐射的平面，相邻的闭锁环段的平面相贴合。闭锁环31没有间隙保证了密封效果。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，闭锁环31包括依次相配合的第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段，第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段的长度相同。上述结构的闭锁环31的通用性较强，第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段可以通用。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，闭锁环31包括多个，闭锁弹性件32包括与闭锁环31一一对应设置的多个，各闭锁环31沿光杆100的轴向设置。上述结构保证了光杆100的密封效果较好。相邻的闭锁环31之间具有间隙，这样可以避免光杆100晃动时，相邻的闭锁环31之间不会出现挤压损坏的现象。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，在轴向上不同的闭锁环31的各闭锁环段之间，在垂直光杆100的轴线的平面上的投影交错设置。上述结构保证了闭锁环31的密封效果。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，闭锁环31的周向外壁具有安装凹槽，闭锁弹性件32设置在安装凹槽内。上述结构保证了闭锁弹性件32的安装比较稳固。

本申请还提供了一种采油装置，采油装置包括密封组件。密封组件为上述的密封组件。具体地，采油装置包括光杆、扶正器、上部密封舱室、中部密封舱室和下部密封舱室，光杆100由下至上依次穿过下部密封舱室、中部密封舱室和上部密封舱室，刮油结构10位于下部密封舱室，密封结构20位于中部密封舱室，闭锁结构30位于上部密封舱室内。扶正器位于上部密封舱室的上部，光杆100穿过扶正器的中心孔，扶正器的侧部连接在扶正器连接螺杆上。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种密封组件，其特征在于，包括：

刮油结构（10），所述刮油结构（10）包括刮油环（11）和刮油弹性件（12），光杆（100）穿过所述刮油环（11），所述刮油弹性件（12）设置在所述刮油环（11）的周向外侧以对所述刮油环（11）施加抵压所述光杆（100）的作用力；

密封结构（20），所述密封结构（20）包括密封环（21）和密封弹性件（22），所述光杆（100）穿过所述密封环（21），所述密封弹性件（22）设置在所述密封环（21）的周向外侧，以对所述密封环（21）施加抵压所述光杆（100）的作用力；

闭锁结构（30），所述闭锁结构（30）包括闭锁环（31）和闭锁弹性件（32），所述光杆（100）穿过所述闭锁环（31），所述闭锁弹性件（32）设置在所述闭锁环（31）的周向外侧，以对所述闭锁环（31）施加抵压所述光杆（100）的作用力；所述闭锁弹性件（32）包括与所述闭锁环（31）一一对应设置的多个，各所述闭锁环（31）沿所述光杆（100）的轴向设置，在轴向上不同的所述闭锁环（31）的各所述闭锁环段之间，在垂直所述光杆（100）的轴线的平面上的投影交错设置；

所述密封环（21）为圆环形，所述密封环（21）在周向上包括多段密封环段，各所述密封环段可相对移动以缩小所述密封环（21）的直径；

所述闭锁环（31）为圆环形，所述闭锁环（31）在周向上包括多段闭锁环段，各所述闭锁环段的两端为沿所述闭锁环（31）直径方向相辐射的平面，相邻的所述闭锁环段的平面相贴合；所述闭锁环（31）包括多个，相邻的所述闭锁环（31）之间具有间隙；

各所述密封环段的两端为斜面，相邻的所述密封环段通过斜面相贴合；

各所述密封环段的第一端的倾斜面为第一倾斜面，各所述第一倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相同，各所述密封环段的第二端的倾斜面为第二倾斜面，各所述第二倾斜面的倾斜方向和所述倾斜角度相同，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的倾斜方向相反以使所述第一倾斜面和所述第二倾斜面相贴合；

相邻的两个所述密封环段中的其中一个所述密封环段的第一端与另一个所述密封环段的第二端之间具有间隙，以使相邻的两个所述密封环段之间是可相对移动。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述密封环（21）包括依次相配合的第一密封环段、第二密封环段和第三密封环段，所述第一密封环段、第二密封环段和第三密封环段的长度相同。

3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述密封环（21）包括多个，所述密封弹性件（22）包括与所述密封环（21）一一对应设置的多个，各所述密封环（21）沿所述光杆（100）的轴向设置。

4.根据权利要求3所述的密封组件，其特征在于，不同的所述密封环（21）的各个密封环段之间的配合处，在垂直所述光杆（100）的轴线的平面上的投影交错设置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述密封环（21）的周向外壁具有安装凹槽，所述密封弹性件（22）设置在所述安装凹槽内。

6.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述刮油环（11）为圆环形，所述刮油环（11）在周向上包括多段刮油环段，各所述刮油环段可相对移动以缩小所述刮油环（11）的直径。

7.根据权利要求6所述的密封组件，其特征在于，各所述刮油环段的两端为沿所述刮油环（11）的直径方向相辐射的平面，相邻的所述刮油环段具有间隙。

8.根据权利要求7所述的密封组件，其特征在于，所述刮油环（11）包括依次相配合的第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段，所述第一刮油环段、第二刮油环段和第三刮油环段的长度相同。

9.根据权利要求6所述的密封组件，其特征在于，所述刮油环（11）包括多个，所述刮油弹性件（12）包括与所述刮油环（11）一一对应设置的多个，各所述刮油环（11）沿所述光杆（100）的轴向设置。

10.根据权利要求9所述的密封组件，其特征在于，在轴向上不同的所述刮油环（11）的各个刮油环段之间的间隙处，在垂直所述光杆（100）的轴线的平面上的投影交错设置。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述刮油环（11）的周向外壁具有安装凹槽，所述刮油弹性件（12）设置在所述安装凹槽内。

12.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述闭锁环（31）包括依次相配合的第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段，所述第一闭锁环段、第二闭锁环段和第三闭锁环段的长度相同。

13.根据权利要求12所述的密封组件，其特征在于，所述闭锁环（31）的周向外壁具有安装凹槽，所述闭锁弹性件（32）设置在所述安装凹槽内。

14.一种采油装置，所述采油装置包括密封组件，其特征在于，所述密封组件为权利要求1至13中任一项所述的密封组件。