CN114745608A - 智能预警在线密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油田采油领域智能在线密封装置技术领域，特别提供了一种智能预警在线密封装置，包括主体盒和智能预警模块，主体盒上端通过上压盖盖合，下端座于盒座上，盒座内设有动态推进器，主体盒、上压盖、动态推进器与光杆之间形成的腔体内填充满密封注剂，主体盒上设有注入阀；智能预警模块包括数据采集器和数据传输器，数据采集器采集数据，通过数据传输器将数据传递给云端。本发明利用密封注剂的可填充性能，通过外力作用填入密封装置，完成对密封装置的在线密封维护。通过物联网感知控制技术达到生产数据自动采集，生产过程自动控制和物联设备信息监控，达到智能远程监控，实现密封装置维护的智能化管理。

Description

智能预警在线密封装置
技术领域
本发明涉及油田采油领域智能在线密封装置技术领域，特别提供了一种智能预警在线密封装置，通过密封注剂来补充或替代盘根密封，并配置了物联网智能预警模块，通过其自带的数据采集器和数据传输器将密封装置及井口相关技术数据进行收集并传输到云端实现远程控制管理。本发明可应用于各种机-杆-泵采油井，是一种可实现智能化远程管理的机-杆-泵采油井口密封装置。
背景技术
油田采油井口密封装置是机-杆-泵采油井口的最后一道安全防线，关乎生产安全、环境污染等管理要求，是所有机-杆-泵采油井杆-管密封的标配工具。传统光杆密封器通常采用密封盘根实现密封，由于盘根的易磨损、易老化，常常需停机进行更换，既增加了井口维护的频次及安全风险，也增加了工人的劳动强度和环境污染几率。鉴于上述缺陷和问题，采用一种在线不停机进行密封介质的补充和添加，以及通过智能预警远程控制管理系统，完成对机-杆-泵采油井口的在线密封维护和远程监控管理，可以有效克服盘根密封的各种弊端，提高密封时效及安全性，同时减少停机次数，增加生产时间，提高采油时率，实现现场智能化、科学化管理。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能预警在线密封装置，可智能化远控管理、可以有效延长密封介质对抽油光杆的密封时效，通过远程管理并在线进行免停机维护，减少密封维护时的停机次数，增加油井的有效生产时间，提高油井维护的安全性及环保要求。
本发明是这样实现的，提供一种智能预警在线密封装置，包括主体盒和智能预警模块，主体盒上端端口通过上压盖盖合，下端端口座于盒座上，盒座内设有动态推进器，光杆依次穿过上压盖、动态推进器和盒座，主体盒、上压盖、动态推进器与光杆之间形成的腔体内填充满密封注剂，主体盒上设有至少一个注入阀；智能预警模块包括数据采集器和数据传输器，数据采集器包括采集模块和密封注剂存量标尺，采集模块通过位移线与密封注剂存量标尺连接，密封注剂存量标尺下端穿过主体盒与动态推进器连接，采集模块与数据传输器信号连接。
优选的，所述动态推进器包括弹簧、弹簧座和推进环，推进环上段外壁活动紧贴所述主体盒的内壁，推进环下段外壁活动紧贴所述盒座的内壁，推进环下段外径大于上段外径，盒座内纵向设有推进环的活动空间，弹簧座设置在推进环上段内侧，弹簧上端与弹簧座连接，弹簧下端与盒座连接，所述光杆依次穿过弹簧座、弹簧。
进一步优选，在所述上压盖下侧的所述主体盒内壁与所述光杆之间，设有上密封刷，在所述动态推进器上端与光杆之间，设有下密封刷。
进一步优选，所述注入阀包括阀体，阀体连接在所述主体盒，阀体内设有注剂通道，在阀体上设有阀开关，阀体远离主体盒的一端可拆卸地设有阀护帽。
进一步优选，所述注入阀设有两组。
进一步优选，所述数据传输器的传输器本体连接在所述主体盒上，传输器本体内包括数据转换模块、发送模块和电池，电池和数据转换模块均与发送模块连接，数据转换模块与设置在传输器本体上的连接插头连接，连接插头通过数据线与所述采集模块连接。
进一步优选，在所述主体盒上，还设有一个手动阀，手动阀包括阀套和阀杆，在主体盒上设有连接手动阀的手动阀支臂，阀套与手动阀支臂外侧螺纹连接，阀杆伸进手动阀支臂内并与其内壁活动、紧密贴合，阀杆远离主盒体的一端与阀套通过圆柱销连接。
进一步优选，在所述主体盒的手动阀支臂远离主体盒的一端，设有挡圈。
进一步优选，所述盒座的上端设有止口，所述主盒体座于止口上，且主盒体与盒座通过螺栓组固定连接，在止口上设有密封凹槽，密封凹槽内设有密封圈，盒座的下端内侧设有井口连接螺纹。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
可应用于各种机-杆-泵采油井口密封。密封装置利用密封注剂的可填充性能，可以在采油生产过程中通过外力作用填入密封装置，完成对密封装置的在线密封维护。通过物联网感知控制技术在密封装置中的应用，达到生产数据自动采集，生产环境自动监测，生产过程自动控制和物联设备信息监控，从而达到智能远程监控，实现密封装置及现场维护的智能化管理。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的智能预警在线密封装置剖视结构示意图；
图2为本发明提供的智能预警在线密封装置外观侧视结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中，物联网感知控制技术在新型井口装置中赋予新的应用功能，达到生产数据自动采集，生产环境自动监测，生产过程自动控制和物联设备信息监控，从而达到智能远程监控。
生产数据自动采集，主要是监控井口装置中密封器内密封注剂的消耗情况参数，并根据参数阀值的设置，实现自动报警，并进行远程补偿控制，避免由于更换盘根不及时而出现漏油现象发生，而且避免了人工更换盘根，避免了漏油而造成影响环境污染的损失，从而大大提高了油田生产效益。
生产过程自动控制，智能井口数据采集器安装在智能预警在线密封装置本体上，其数据的收集利用无线窄带宽技术进行传输，带宽低，传输速率慢，支持长距离视距传输，特别适宜于实时生产数据和控制命令数据的传输。且留有485端口，功能完善，当井口密封剂存量达到阀值时，能够快速预警，避免事态进一步恶化，减少损失，有自动启停、自动注剂等功能。智能井口的数据可以通过无线和有线传输到油田现有物联网的监控平台，从而减少投资，实现兼备，是物联网在自动采油中的又一次突破。具体的：
参考图1和图2，本发明提供一种智能预警在线密封装置，包括主体盒2和智能预警模块，主体盒2上端端口通过上压盖1盖合，上压盖1与主体盒2之间通过第一螺纹1-1连接，下端端口座于盒座5上，盒座5内设有动态推进器7，光杆17依次穿过上压盖1、动态推进器7和盒座5，主体盒2、上压盖1、动态推进器7与光杆17之间形成的腔体内填充满密封注剂8，主体盒2上设有至少一个注入阀16；智能预警模块包括数据采集器11和数据传输器9，数据采集器11包括采集模块11-1和密封注剂存量标尺13，采集模块11-1通过位移线12与密封注剂存量标尺13连接，密封注剂存量标尺13下端穿过主体盒2与动态推进器7连接，采集模块11-1与数据传输器9信号连接。
在本发明工作过程中，将本发明提供的密封装置安装在光杆17上，通过盒座5下端与采油井口连接，通过注入阀16向密封装置内部注满密封注剂8，采油过程中，通过密封注剂8对光杆17实现密封，刚注入密封注剂8时，密封注剂8推动动态推进器7向下运动，并在动态推进器7的压力作用下，密封注剂8充满主体盒2内部的各个缝隙，当随着工作过程，密封注剂减少时，动态推进器7挤压密封注剂8，向上移动，密封注剂存量标尺13也随之向上，将位移信息通过位移线12传递给采集模块11-1，采集模块11-1将数据传递给数据传输器9，数据传输器9将数据传递给云端，实现对密封装置内密封注剂存量的监测预警。
作为动态推进器7的一种具体实现方式，所述动态推进器7包括弹簧7-3、弹簧座7-2和推进环7-1，推进环7-1上段外壁活动紧贴所述主体盒2的内壁，推进环7-2下段外壁活动紧贴所述盒座5的内壁，推进环7-2下段外径大于上段外径，盒座5内纵向设有推进环7-2的活动空间，弹簧座7-2设置在推进环7-2上段内侧，弹簧7-3上端与弹簧座7-2连接，弹簧7-3下端与盒座5连接，所述光杆17依次穿过弹簧座7-2、弹簧7-3。
在密封注剂8减少时，弹簧7-3向上推动弹簧座7-2，弹簧座7-2带动推进环7-1向上移动，在本实施方式下，密封注剂存量标尺13的下端穿过主盒体2上的孔道2-2，并通过第四螺纹13-1与推进环7-2连接，通过推进环7-2带动密封注剂存量标尺13上下移动。
为了进一步密封，作为技术方案的改进，在所述上压盖1下侧的所述主体盒2内壁与所述光杆17之间，设有上密封刷10，在所述动态推进器7上端与光杆17之间，设有下密封刷6。
作为注入阀16的一种具体实现方式，所述注入阀16包括阀体16-3，阀体16-3连接在所述主体盒20，阀体16-3内设有注剂通道，在阀体16-3上设有阀开关16-4，阀体16-3远离主体盒2的一端通过第五螺纹16-2可拆卸地设有阀护帽16-1。助剂通道与主体盒2上的注剂孔4连接。
在通过注入阀16向主体盒2内注入助剂时，打开阀护帽16-1，将特殊工具插入到阀体16-3上，打开阀开关16-4，即可向主体盒2内注入密封助剂。
为了提高注入效率，所述注入阀16设有两组。
作为数据传输器9的一种具体实现方式，所述数据传输器9的传输器本体通过第三螺纹9-4连接在所述主体盒2上，传输器本体内包括数据转换模块9-2、发送模块9-3和电池9-5，电池9-5和数据转换模块9-2均与发送模块9-3连接，数据转换模块9-2与设置在传输器本体上的连接插头9-1连接，连接插头9-1通过数据线14与所述采集模块11-1连接。电池9-5为锂电池。
当传输数据时，采集模块11-1将数据通过数据线14传输给数据转换模块9-2，对数据进行转换，然后通过发送模块9-3发送给数据云端。由电池9-5为数据传输器9供电。
为了手动对密封助剂8进行挤压，确保密封效果，作为技术方案的改进，在所述主体盒2上，还设有一个手动阀3，手动阀3包括阀套3-1和阀杆3-2，在主体盒2上设有连接手动阀3的手动阀支臂，阀套3-1与手动阀支臂外侧通过第二螺纹2-1连接，阀杆3-2伸进手动阀支臂内并与其内壁活动、紧密贴合，阀杆3-2远离主盒体2的一端与阀套3-1通过圆柱销3-3连接。
挤压过程中，转动阀套3-1，阀套3-1通过圆柱销3-3带动阀杆3-2向手动阀支臂内侧挤压，实现对密封助剂8的挤压。
为了提高密封效果，作为技术方案的改进，在所述主体盒2的手动阀支臂远离主体盒2的一端，设有挡圈3-4。
为了稳定、密封连接主体盒2与盒座5，作为技术方案的改进，所述盒座5的上端设有止口5-1，所述主盒体2座于止口5-1上，且主盒体2与盒座5通过螺栓组15固定连接，在止口5-1上设有密封凹槽，密封凹槽内设有密封圈5-2，盒座5的下端内侧设有井口连接螺纹5-3。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.智能预警在线密封装置，其特征在于，包括主体盒(2)和智能预警模块，主体盒(2)上端端口通过上压盖(1)盖合，下端端口座于盒座(5)上，盒座(5)内设有动态推进器(7)，光杆(17)依次穿过上压盖(1)、动态推进器(7)和盒座(5)，主体盒(2)、上压盖(1)、动态推进器(7)与光杆(17)之间形成的腔体内填充满密封注剂(8)，主体盒(2)上设有至少一个注入阀(16)；智能预警模块包括数据采集器(11)和数据传输器(9)，数据采集器(11)包括采集模块(11-1)和密封注剂存量标尺(13)，采集模块(11-1)通过位移线(12)与密封注剂存量标尺(13)连接，密封注剂存量标尺(13)下端穿过主体盒(2)与动态推进器(7)连接，采集模块(11-1)与数据传输器(9)信号连接。
2.根据权利要求1所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，所述动态推进器(7)包括弹簧(7-3)、弹簧座(7-2)和推进环(7-1)，推进环(7-1)上段外壁活动紧贴所述主体盒(2)的内壁，推进环(7-2)下段外壁活动紧贴所述盒座(5)的内壁，推进环(7-2)下段外径大于上段外径，盒座(5)内纵向设有推进环(7-2)的活动空间，弹簧座(7-2)设置在推进环(7-2)上段内侧，弹簧(7-3)上端与弹簧座(7-2)连接，弹簧(7-3)下端与盒座(5)连接，所述光杆(17)依次穿过弹簧座(7-2)、弹簧(7-3)。
3.根据权利要求1所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，在所述上压盖(1)下侧的所述主体盒(2)内壁与所述光杆(17)之间，设有上密封刷(10)，在所述动态推进器(7)上端与光杆(17)之间，设有下密封刷(6)。
4.根据权利要求1所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，所述注入阀(16)包括阀体(16-3)，阀体(16-3)连接在所述主体盒(20)，阀体(16-3)内设有注剂通道，在阀体(16-3)上设有阀开关(16-4)，阀体(16-3)远离主体盒(2)的一端可拆卸地设有阀护帽(16-1)。
5.根据权利要求4所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，所述注入阀(16)设有两组。
6.根据权利要求1所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，所述数据传输器(9)的传输器本体连接在所述主体盒(2)上，传输器本体内包括数据转换模块(9-2)、发送模块(9-3)和电池(9-5)，电池(9-5)和数据转换模块(9-2)均与发送模块(9-3)连接，数据转换模块(9-2)与设置在传输器本体上的连接插头(9-1)连接，连接插头(9-1)通过数据线(14)与所述采集模块(11-1)连接。
7.根据权利要求1所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，在所述主体盒(2)上，还设有一个手动阀(3)，手动阀(3)包括阀套(3-1)和阀杆(3-2)，在主体盒(2)上设有连接手动阀(3)的手动阀支臂，阀套(3-1)与手动阀支臂外侧螺纹连接，阀杆(3-2)伸进手动阀支臂内并与其内壁活动、紧密贴合，阀杆(3-2)远离主盒体(2)的一端与阀套(3-1)通过圆柱销(3-3)连接。
8.根据权利要求7所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，在所述主体盒(2)的手动阀支臂远离主体盒(2)的一端，设有挡圈(3-4)。
9.根据权利要求1所述的智能预警在线密封装置，其特征在于，所述盒座(5)的上端设有止口(5-1)，所述主盒体(2)座于止口(5-1)上，且主盒体(2)与盒座(5)通过螺栓组(15)固定连接，在止口(5-1)上设有密封凹槽，密封凹槽内设有密封圈(5-2)，盒座(5)的下端内侧设有井口连接螺纹(5-3)。
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