CN117108234B - 分段式热采光杆静密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光杆静密封结构技术领域，是一种分段式热采光杆静密封结构，其包括光杆、密封阀体、端盖、左部密封组件和右部密封组件，光杆外部套装有密封阀体，密封阀体呈十字形，左部密封组件右端位于密封阀体左部内侧，右部密封组件左端位于密封阀体右部内侧，左部密封组件和右部密封组件能够密封光杆，右部密封组件包括由左至右依次连接在一起的可补偿密封阀块总成、中段密封总成和密封阀杆，可补偿密封阀块总成左端设有能够与光杆抱紧的弧形槽。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其密封阀体侧面仅有一个密封端面，减少漏失故障点，采用三段可拆卸连接的结构对光杆进行密封，能够在检修时只对失效的部分进行更换，降低检修成本，更换便捷。

Description

分段式热采光杆静密封结构

技术领域

本发明涉及光杆静密封结构技术领域，是一种分段式热采光杆静密封结构。

背景技术

油田稠油资源丰富，稠油生产井达2万余井次，主要以蒸汽吞吐为主，单轮次生产要经历注汽、焖井和采油阶段，不同阶段油井的温压参数也不同，由于地下有一定的连通性，汽窜现象也时常发生。在稠油热采的生产过程中，无论采用蒸汽驱还是蒸汽吞吐，生产井口温度高，且温、压参数波动大。从安全生产角度考虑，生产管理难度大。

现有技术解决方案中以稠油热采双级盘根盒和注脂盘根盒两种密封方式为主，密封体工作寿命短。油田现场10%左右的油井长期温压高，无法带压及时更换盘根，给井控安全带也来隐患。

为更好满足油井生产安全发展需求，在原有盘根密封下部增加了一套静密封结构，实现带压更换盘根，也使注汽作业更安全。

对于光杆静密封，在稀油领域由于没有高温的环境，从材料上可选用一般的橡胶密封，其结构和材料设计上较易实现，该密封结构中采用的橡胶密封，不可耐高温，且后端阀杆与阀体侧向端盖无密封，前端密封一但失效后，无补救措施。因此该结构不能直接引用于稠油热采密封。

随着技术发展，近年来有一种热采光杆密封结构，是借鉴热采闸阀的结构设计而来，稠油热采光杆密封器结构与稀油用光杆密封器结构相比更安全，增加了阀杆外套密封结构，使静密封阀块部分失效后也不会产生侧向端盖处漏失的问题，但在现实应用过程中，静密封阀块部分在高温高压下损坏周期较短，阀杆外套密封处也会产生渗漏且该结构在后期维修方面也不方便。

发明内容

本发明提供了一种分段式热采光杆静密封结构，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有稠油热采光杆密封器结构存在的高温高压下损坏维修不便的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种分段式热采光杆静密封结构，包括光杆、密封阀体、端盖、左部密封组件和右部密封组件，光杆外部套装有密封阀体，密封阀体呈十字形，左部密封组件右端位于密封阀体左部内侧，右部密封组件左端位于密封阀体右部内侧，左部密封组件和右部密封组件能够密封光杆，右部密封组件包括由左至右依次可拆卸连接在一起的可补偿密封阀块总成、中段密封总成和密封阀杆，可补偿密封阀块总成左端设有能够与光杆抱紧的弧形槽，密封阀杆外部螺纹连接有端盖，端盖通过螺栓与密封阀体安装在一起，左部密封组件和右部密封组件结构相同且呈左右对称分布；可补偿密封阀块总成包括非金属阀块、上压片、下压片、紧定螺钉、右压块，非金属阀块呈横向的T形且右大左小，非金属阀块左部上侧设有上压片，非金属阀块左部下侧设有下压片，非金属阀块右侧设有呈十字形的右压块，右压块左部穿过非金属阀块右侧，右压块左端位于非金属阀块中部，右压块左部设有上下贯通的滑槽，紧定螺钉下端由上至下依次穿过上压片、滑槽后与下压片螺纹连接在一起，右压块右端一体设有连接柱，连接柱右端呈外径左大右小的锥台形。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述中段密封总成可包括密封轴、密封圈组件、弹性卡爪、挡圈、限位卡簧，密封轴左侧一体设有五个间隔设置的弹性卡爪，弹性卡爪能够与连接柱卡接，五个弹性卡爪中有两个相邻的弹性卡爪之间留有能够使连接柱通过的缺口，密封轴右部外侧套装有密封圈组件，对应密封圈组件左端位置的密封轴上套装有挡圈，密封轴左端外侧设有卡槽，卡槽内设有能够对挡圈限位的限位卡簧，密封轴右侧中部设有开口向右的安装槽。

上述密封圈组件由左至右依次可包括C形金属圈、U形蓄能圈、隔套、C形金属圈、U形蓄能圈、隔垫、C形金属圈。

上述密封阀杆左端可一体设有凸台，凸台位于密封轴的安装槽内，对应凸台右侧位置的安装槽内侧设有第一外环槽，第一外环槽内设有连接卡簧。

上述端盖左端内侧可设有第二外环槽，密封阀杆左部设有外径左大右小的锥体段，锥体段位于端盖左端内侧的第二外环槽内。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其密封阀体侧面仅有一个密封端面，减少漏失故障点，采用三段可拆卸连接的结构对光杆进行密封，能够在检修时只对失效的部分进行更换，降低检修成本，更换便捷。

附图说明

附图1为本发明实施例的主视剖视结构示意图。

附图2为附图1中的可补偿密封阀块总成的俯视结构示意图。

附图3为附图1中的可补偿密封阀块总成的主视剖视结构示意图。

附图4为附图1中的中段密封总成的立体结构示意图。

附图5为附图1中的中段密封总成的主视剖视结构示意图。

附图6为附图1中的密封阀杆的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为光杆，2为密封阀体，3为端盖，4为左部密封组件，5为可补偿密封阀块总成，6为中段密封总成，7为密封阀杆，8为非金属阀块，9为上压片，10为下压片，11为紧定螺钉，12为右压块，13为滑槽，14为连接柱，15为密封轴，16为弹性卡爪，17为挡圈，18为限位卡簧，19为缺口，20为安装槽，21为C形金属圈，22为U形蓄能圈，23为隔套，24为隔垫，25为凸台，26为连接卡簧，27为第二外环槽，28为锥体段。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1-6所示，该分段式热采光杆静密封结构包括光杆1、密封阀体2、端盖3、左部密封组件4和右部密封组件，光杆1外部套装有密封阀体2，密封阀体2呈十字形，左部密封组件4右端位于密封阀体2左部内侧，右部密封组件左端位于密封阀体2右部内侧，左部密封组件4和右部密封组件能够密封光杆1，右部密封组件包括由左至右依次可拆卸连接在一起的可补偿密封阀块总成5、中段密封总成6和密封阀杆7，可补偿密封阀块总成5左端设有能够与光杆1抱紧的弧形槽，密封阀杆7外部螺纹连接有端盖3，端盖3通过螺栓与密封阀体2安装在一起，左部密封组件4和右部密封组件结构相同且呈左右对称分布；可补偿密封阀块总成5包括非金属阀块8、上压片9、下压片10、紧定螺钉11、右压块12，非金属阀块8呈横向的T形且右大左小，非金属阀块8左部上侧设有上压片9，非金属阀块8左部下侧设有下压片10，非金属阀块8右侧设有呈十字形的右压块12，右压块12左部穿过非金属阀块8右侧，右压块12左端位于非金属阀块8中部，右压块12左部设有上下贯通的滑槽13，紧定螺钉11下端由上至下依次穿过上压片9、滑槽13后与下压片10螺纹连接在一起，右压块12右端一体设有连接柱14，连接柱14右端呈外径左大右小的锥台形。

本发明的右部密封组件仅有一个端盖3，因此仅有一个密封端面，相比现有技术中具有三个密封端面故障点少漏失点少，检修点也少；采用可拆卸连接在一起的可补偿密封阀块总成5、中段密封总成6和密封阀杆7三段式密封结构，侧向只有一个端盖3，拆卸和安装都更加方便，当光杆1密封时，转动密封阀杆7使其向左推动可补偿密封阀块总成5、中段密封总成6，使可补偿密封阀块总成5与光杆1抱紧进行密封，当可补偿密封阀块总成5出现磨损的时候其能够自动补偿磨损，增加密封的长效性，当可补偿密封阀块总成5密封失效时，中段密封总成6也可封堵密封阀体2，当光杆1无需密封时，则转动密封阀杆7使其向右移动将可补偿密封阀块总成5松开光杆1，中段密封总成6能够在光杆1没有密封的情况下封堵密封阀体2内部，避免汽液外泄。本发明采用三段式密封，不仅能够自动补偿磨损增加高温高压密封光杆1的长效性，还能够方便的拆卸密封部件，且能够单独更换，降低维修成本和维修频次。

根据需求，非金属阀块8为非橡胶材质的可热蠕变材质，上压片9、下压片10和右压块12均为金属材质能够限制非金属阀块8的蠕变方向，通过设置滑槽13使非金属阀块8右部向左蠕变时能够沿滑槽13向左移动，从而补偿磨损，通过设置紧定螺钉11将非金属阀块8、上压片9、下压片10固定在一起，并将右压块12与其连接在一起。

可根据实际需要，对上述分段式热采光杆静密封结构作进一步优化或/和改进：

如附图1、4、5所示，中段密封总成6包括密封轴15、密封圈组件、弹性卡爪16、挡圈17、限位卡簧18，密封轴15左侧一体设有五个间隔设置的弹性卡爪16，弹性卡爪16能够与连接柱14卡接，五个弹性卡爪16中有两个相邻的弹性卡爪16之间留有能够使连接柱14通过的缺口19，密封轴15右部外侧套装有密封圈组件，对应密封圈组件左端位置的密封轴15上套装有挡圈17，密封轴15左端外侧设有卡槽，卡槽内设有能够对挡圈17限位的限位卡簧18，密封轴15右侧中部设有开口向右的安装槽20。

可补偿密封阀块总成5与中段密封总成6通过弹性卡爪16活动连接在一起，当需要拆卸更换部件时，将连接柱14从缺口19处移出即可，弹性卡爪16连接与拆卸方便且能够在轴向方向将两个总成连接。中段密封总成6通过设置密封圈组件对密封阀体2中部进行密封。

如附图4、5所示，密封圈组件由左至右依次包括C形金属圈21、U形蓄能圈22、隔套23、C形金属圈21、U形蓄能圈22、隔垫24、C形金属圈21。

U形蓄能圈22的密封严密性更好，但长时间使用后易碳化导致密封失效，C形金属圈21抗压能力强，高温密封可靠，两种密封圈同时使用能够延长中段密封总成6的密封时效，减少泄漏风险和维修频次。

如附图5、6所示，密封阀杆7左端一体设有凸台25，凸台25位于密封轴15的安装槽20内，对应凸台25右侧位置的安装槽20内侧设有第一外环槽，第一外环槽内设有连接卡簧26。

密封阀杆7与密封轴15采用连接卡簧26进行连接，能够快捷拆装，便于维护。

如附图6所示，端盖3左端内侧设有第二外环槽27，密封阀杆7左部设有外径左大右小的锥体段28，锥体段28位于端盖3左端内侧的第二外环槽27内。

可补偿密封阀块总成5、中段密封总成6均出现密封失效的问题时，还可以通过逆时针旋转密封阀杆7使锥体段28与第二外环槽27右端位置的端盖3内侧形成金属线密封，生产过程中，也能安全防止阀体内的油、水、汽等渗漏，在更换密封部件前也能使密封系统满足油井正常生产的需求，不会带来额外的密封安全风险。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (6)

1.一种分段式热采光杆静密封结构，其特征在于包括光杆、密封阀体、端盖、左部密封组件和右部密封组件，光杆外部套装有密封阀体，密封阀体呈十字形，左部密封组件右端位于密封阀体左部内侧，右部密封组件左端位于密封阀体右部内侧，左部密封组件和右部密封组件能够密封光杆，右部密封组件包括由左至右依次可拆卸连接在一起的可补偿密封阀块总成、中段密封总成和密封阀杆，可补偿密封阀块总成左端设有能够与光杆抱紧的弧形槽，密封阀杆外部螺纹连接有端盖，端盖通过螺栓与密封阀体安装在一起，左部密封组件和右部密封组件结构相同且呈左右对称分布；可补偿密封阀块总成包括非金属阀块、上压片、下压片、紧定螺钉、右压块，非金属阀块呈横向的T形且右大左小，非金属阀块左部上侧设有上压片，非金属阀块左部下侧设有下压片，非金属阀块右侧设有呈十字形的右压块，右压块左部穿过非金属阀块右侧，右压块左端位于非金属阀块中部，右压块左部设有上下贯通的滑槽，紧定螺钉下端由上至下依次穿过上压片、滑槽后与下压片螺纹连接在一起，右压块右端一体设有连接柱，连接柱右端呈外径左大右小的锥台形。

2.根据权利要求1所述的分段式热采光杆静密封结构，其特征在于中段密封总成包括密封轴、密封圈组件、弹性卡爪、挡圈、限位卡簧，密封轴左侧一体设有五个间隔设置的弹性卡爪，弹性卡爪能够与连接柱卡接，五个弹性卡爪中有两个相邻的弹性卡爪之间留有能够使连接柱通过的缺口，密封轴右部外侧套装有密封圈组件，对应密封圈组件左端位置的密封轴上套装有挡圈，密封轴左端外侧设有卡槽，卡槽内设有能够对挡圈限位的限位卡簧，密封轴右侧中部设有开口向右的安装槽。

3.根据权利要求2所述的分段式热采光杆静密封结构，其特征在于密封圈组件由左至右依次包括C形金属圈、U形蓄能圈、隔套、C形金属圈、U形蓄能圈、隔垫、C形金属圈。

4.根据权利要求2或3所述的分段式热采光杆静密封结构，其特征在于密封阀杆左端一体设有凸台，凸台位于密封轴的安装槽内，对应凸台右侧位置的安装槽内侧设有第一外环槽，第一外环槽内设有连接卡簧。

5.根据权利要求1或2或3所述的分段式热采光杆静密封结构，其特征在于端盖左端内侧设有第二外环槽，密封阀杆左部设有外径左大右小的锥体段，锥体段位于端盖左端内侧的第二外环槽内。

6.根据权利要求4所述的分段式热采光杆静密封结构，其特征在于端盖左端内侧设有第二外环槽，密封阀杆左部设有外径左大右小的锥体段，锥体段位于端盖左端内侧的第二外环槽内。