CN114673467A - 抽油机井口气动等压强多级密封装置 - Google Patents
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Abstract
抽油机井口气动等压强多级密封装置。涉及油气井设备技术领域。上节下端通过法兰、螺栓连接中节，上节和中节之间夹持有盘根，盘根外侧的上节和中节之间的空间内安装有气囊。本发明具有如下有益效果：气囊具有蓄能功能，持续、均匀的力量给盘根加压，保证盘根与抽油杆的密切耦合，设置空心球在断杆后被井口底部的压力沿中节的圆锥面推向中心孔封堵防止井喷事故发生，调偏、随动功能机构自动与抽油杆同轴，解决了偏磨现象，延长盘根、抽油杆使用寿命，抽油杆通过扶正套推动盘根盒，调偏、随动机构便随抽油杆灵活移动，时刻保证与抽油杆同轴工作，杜绝偏磨，延长抽油杆及盘根的使用寿命。
Description
技术领域：
本发明涉及油气井设备技术领域，尤其是抽油机井口气动等压强多级密封装置。
背景技术：
石油工业发展至今已有近百年的历史，用于抽油机井口密封装置也已同步发展了近百年，虽然目前市场上有近几十种不同设计理念、不同价格、不同造型及类型的井口密封装置，其密封装置有如下的主要问题：
1.耗电量大：盘根盒的作用是油管与抽油杆环形空间的井口密封装置，其原理是通过人工机械挤压盘根盒中的盘根，使盘根抱紧抽油杆达到密封的效果，这种盘根抱紧抽油杆的过程一定增加抽油机的电机载荷；同时，抽油杆不对中、摆动、平移，导致抽油杆偏磨井口和盘根盒，又在一定程度上增加了抽油机的电机载荷；再加上盘根对抽油杆强力挤压，抽油杆表皮迅速疲劳，剥落，使得盘根与抽油杆的摩擦系数增大，进一步增加了抽油机的电机载荷，致使耗电量较大；
2.漏油污染环境：盘根多采用固定型弹性材料做为密封盘根，但由于抽油机每天平均往复运动次数7500余次，抽油杆表面受盘根挤压，表皮破损、剥落，再有井液腐蚀，抽油杆迅速锈蚀，光洁度不够，再加上抽油杆不对中、抽油杆运动过程中摆动、平移导致偏磨，既磨损盘根，又磨损抽油杆，造成盘根磨损导致漏油，且多为喷射状跑油污染环境；
3.更换盘根频率高影响生产：根据环保的要求就必须停井让岗位工人经常更换盘根，调整盘根的松紧度、擦洗井口设备，据不完全统计抽油机井由此停井最多的是两天停一次，平均一个月至少两次，每次停井的时间不少于2个小时，进而影响了抽油机井的生产时效，且由于抽油机井的生产恢复过程复杂，时间长严重影响油井产量。
发明内容：
为了解决现有的井口密封装置耗电量大、漏油污染环境、更换盘根频率高影响生产的问题，本发明提供抽油机井口气动等压强多级密封装置。
本发明的技术方案是：抽油机井口气动等压强多级密封装置，包括上节，上节下端通过法兰、螺栓连接中节，上节和中节之间夹持有盘根，盘根外侧的上节和中节之间的空间内安装有气囊；
中节下端通过法兰、螺栓密封连接下节，中节的中心孔与抽油杆间隙配合连接，中节的内腔上端面为朝向中心孔向上的圆锥面，中节的空腔内放置有空心球；
下节下端螺纹连接随动体，随动体上部内腔放置有盘根，盘根上部有盘根压板，下节压在盘根压板上面；
随动体的下部为球体，球体下部球面间隙配合连接球座，球座上部螺纹连接压帽，压帽与球体上部球面间隙配合连接，球体与球座之间设有O型圈；
若干均布的边板螺栓连接底板夹持球座，球座和底板之间设有密封圈，底板底部密封焊接短丝，短丝连接井口。
盘根为圆锥柱状橡胶螺旋盘根，其中下部的盘根大直径圆锥面位于上方，下部的盘根下方，随动体上安装有扶正套；盘根压板上方，下节的中心孔上安装有扶正套；上部盘根上方，上节的中心孔安装有扶正套，扶正套的外圆有圆柱台阶，扶正套圆柱台阶的安装方向为限制扶正套轴向移动，扶正套的内孔与抽油杆间隙配合连接，扶正套为尼龙材料制成。
球体与球座之间设有尼龙材质的垫圈，球体与压帽之间设有尼龙材质的垫圈。
中节上螺纹密封连接油单向阀连通中节的内腔，中节的内腔填充有润滑油。
压帽与球座螺纹连接位置设有顶丝，下节和随动体螺纹连接位置设有顶丝。
球座、压帽和随动体的外圆上均设有与内部不连通的盲孔。
气囊顶部安装有气嘴，气嘴伸出上节上端开出的通过孔并通过螺栓固定在上节上，上节在气嘴连接气囊位置开有沉孔，气嘴顶部螺纹连接气嘴帽。
本发明具有如下有益效果：气囊具有蓄能功能，在设计时使用了充气密封盘根，里面充满高压气体，持续、均匀的力量给盘根加压，在压力作用下能够收缩，保证盘根与抽油杆的密切耦合，避免了传统盘根由于人工机械加力给盘根，造成抽油机电机载荷的增加，确保该装置具有节省电能及长时间的密封周期，设置空心球在断杆后被井口底部的压力沿中节的圆锥面推向中心孔封堵防止井喷事故发生，随动体的球体和秋座、压盖组成具有调偏、随动功能的机构，安装时无需调整，装置自动与抽油杆同轴，机构运动灵活，随抽油杆摆动、平移而灵活的摆动、平移，解决了偏磨现象，延长盘根、抽油杆使用寿命，设置上中下三个尼龙扶正套，抽油杆在安装，运行过程中偏心、摆动、平移时，抽油杆通过扶正套推动盘根盒，调偏、随动机构便随抽油杆灵活移动，时刻保证与抽油杆同轴工作，杜绝偏磨，延长抽油杆及盘根的使用寿命。
附图说明：
附图1是本发明结构示意图；
附图2是附图1的A处放大图；
附图3是本发明中盘根的外观图。
图中1-上节，2-中节，3-下节，4-随动体，5-球体，6-压帽，7-球座，8-边板，9-底板，10-短丝，11-顶丝，12-垫圈，13-O型圈，14-扶正套，15-盘根，16-盘根压板，17-空心球，18-气囊，19-气嘴，20-沉孔，21-通过孔，22-气嘴帽，23-单向阀。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2～3所示，抽油机井口气动等压强多级密封装置，包括上节1，上节1下端通过法兰、螺栓连接中节2，上节1和中节2之间夹持有盘根15，盘根15外侧的上节1和中节2之间的空间内安装有气囊18；
较传统的盘根盒气囊18具有蓄能功能，在设计时使用了充气密封盘根，里面充满高压气体，持续、均匀的力量给盘根15加压，在压力作用下能够收缩，保证盘根15与抽油杆的密切耦合，避免了传统盘根15由于人工机械加力给盘根15，造成抽油机电机载荷的增加，确保该装置具有节省电能及长时间的密封周期。
中节2下端通过法兰、螺栓密封连接下节3，中节2的中心孔与抽油杆间隙配合连接，中节2的内腔上端面为朝向中心孔向上的圆锥面，中节2的空腔内放置有空心球17，在断杆发生后，空心球17被井口底部的压力沿中节2的圆锥面推向中心孔封堵防止井喷事故发生；
下节3下端螺纹连接随动体4，随动体4上部内腔放置有盘根15，盘根15上部有盘根压板16，下节3压在盘根压板16上面；
随动体4的下部为球体5，球体5下部球面间隙配合连接球座7，球座7上部螺纹连接压帽6，压帽6与球体5上部球面间隙配合连接，球体5与球座7之间设有O型圈13，随动体4的球体5和秋座7、压盖6组成具有调偏、随动功能的机构，安装时无需调整，装置自动与抽油杆同轴，机构运动灵活，随抽油杆摆动、平移而灵活的摆动、平移，解决了偏磨现象，延长盘根15、抽油杆使用寿命，最大调整水平位移13mm，360度之内的任意角度，垂直摆动角度-15°-15°。
若干均布的边板8螺栓连接底板9夹持球座7，球座7和底板9之间设有密封圈，底板9底部密封焊接短丝10，短丝10连接井口。
盘根15为圆锥柱状橡胶螺旋盘根，极大的延长了使用寿命，它既可以作为封井器使用，在盘根盒泄漏时可以暂时作为盘根盒使用，进一步保证了油井的无泄漏安全运行，减缓了作业紧迫性，减少停机时间，提高油田经济效益，该装置较传统的盘根盒具有当生产井突发抽油杆断杆时自动封井的功能，防止发生跑油、跑水等污染环境事故的发生。同时里面充满润滑油，对抽油杆及时润滑，减小摩擦，延长抽油杆及盘根15使用寿命。
其中下部的盘根15大直径圆锥面位于上方，下部的盘根15下方，随动体4上安装有扶正套14；盘根压板16上方，下节3的中心孔上安装有扶正套14；上部盘根15上方，上节1的中心孔安装有扶正套14，扶正套14的外圆有圆柱台阶，扶正套14圆柱台阶的安装方向为限制扶正套14轴向移动，扶正套14的内孔与抽油杆间隙配合连接，扶正套14为尼龙材料制成，扶正套14能保持装置时刻在对中状态下运行，各种原因都不发生盘根15偏磨，既保护了盘根15，延长其使用寿命，又减少偏磨造成的抽油杆损坏，延长抽油杆使用寿命。
设置上中下三个尼龙扶正套14，抽油杆在安装，运行过程中偏心、摆动、平移时，抽油杆通过扶正套14推动盘根盒，调偏、随动机构便随抽油杆灵活移动，时刻保证与抽油杆同轴工作，杜绝偏磨，延长抽油杆及盘根15的使用寿命。
球体5与球座7之间设有尼龙材质的垫圈12，球体5与压帽6之间设有尼龙材质的垫圈12。
中节2上螺纹密封连接油单向阀23连通中节2的内腔，中节2的内腔填充有润滑油用于润滑盘根15。
压帽6与球座7螺纹连接位置设有顶丝11，下节3和随动体4螺纹连接位置设有顶丝11。
球座7、压帽6和随动体4的外圆上均设有与内部不连通的盲孔。
气囊18顶部安装有气嘴19，气嘴19伸出上节1上端开出的通过孔21并通过螺栓固定在上节1上，上节1在气嘴19连接气囊18位置开有沉孔20用于容纳连接部分，防止气囊18局部折叠褶皱造成破损，气嘴19顶部螺纹连接气嘴帽22。
Claims (7)
1.一种抽油机井口气动等压强多级密封装置，包括上节(1)，其特征在于：上节(1)下端通过法兰、螺栓连接中节(2)，上节(1)和中节(2)之间夹持有盘根(15)，盘根(15)外侧的上节(1)和中节(2)之间的空间内安装有气囊(18)；
中节(2)下端通过法兰、螺栓密封连接下节(3)，中节(2)的中心孔与抽油杆间隙配合连接，中节(2)的内腔上端面为朝向中心孔向上的圆锥面，中节(2)的空腔内放置有空心球(17)；
下节(3)下端螺纹连接随动体(4)，随动体(4)上部内腔放置有盘根(15)，盘根(15)上部有盘根压板(16)，下节(3)压在盘根压板(16)上面；
随动体(4)的下部为球体(5)，球体(5)下部球面间隙配合连接球座(7)，球座(7)上部螺纹连接压帽(6)，压帽(6)与球体(5)上部球面间隙配合连接，球体(5)与球座(7)之间设有O型圈(13)；
若干均布的边板(8)螺栓连接底板(9)夹持球座(7)，球座(7)和底板(9)之间设有密封圈，底板(9)底部密封焊接短丝(10)，短丝(10)连接井口。
2.根据权利要求1所述的抽油机井口气动等压强多级密封装置，其特征在于：盘根(15)为圆锥柱状橡胶螺旋盘根，其中下部的盘根(15)大直径圆锥面位于上方，下部的盘根(15)下方，随动体(4)上安装有扶正套(14)；盘根压板(16)上方，下节(3)的中心孔上安装有扶正套(14)；上部盘根(15)上方，上节(1)的中心孔安装有扶正套(14)，扶正套(14)的外圆有圆柱台阶，扶正套(14)圆柱台阶的安装方向为限制扶正套(14)轴向移动，扶正套(14)的内孔与抽油杆间隙配合连接，扶正套(14)为尼龙材料制成。
3.根据权利要求1所述的抽油机井口气动等压强多级密封装置，其特征在于：球体(5)与球座(7)之间设有尼龙材质的垫圈(12)，球体(5)与压帽(6)之间设有尼龙材质的垫圈(12)。
4.根据权利要求1所述的抽油机井口气动等压强多级密封装置，其特征在于：中节(2)上螺纹密封连接油单向阀(23)连通中节(2)的内腔，中节(2)的内腔填充有润滑油。
5.根据权利要求1所述的抽油机井口气动等压强多级密封装置，其特征在于：压帽(6)与球座(7)螺纹连接位置设有顶丝(11)，下节(3)和随动体(4)螺纹连接位置设有顶丝(11)。
6.根据权利要求1所述的抽油机井口气动等压强多级密封装置，其特征在于：球座(7)、压帽(6)和随动体(4)的外圆上均设有与内部不连通的盲孔。
7.根据权利要求1所述的抽油机井口气动等压强多级密封装置，其特征在于：气囊(18)顶部安装有气嘴(19)，气嘴(19)伸出上节(1)上端开出的通过孔(21)并通过螺栓固定在上节(1)上，上节(1)在气嘴(19)连接气囊(18)位置开有沉孔(20)，气嘴(19)顶部螺纹连接气嘴帽(22)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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