CN201218071Y - 一种动态纠偏光杆密封器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及抽井机井口密封装置，尤其是一种动态纠偏光杆密封器：包括双向塔孔体、润滑油储存室、压帽、塔式螺旋密封盘根、球头、球座、滑座、措施旋阀、配合短节、跟踪弹簧、及相应的密封圈和旋转手柄等，其特征在于两个塔式螺旋密封盘根是同轴反向对称安装的，用于实现对光杆的双向自收缩动态密封；由球头、球座、滑座组成的特殊自由360°自由游动和万向结构，能够确保塔式密封组件与光杆实现动态同心同轴，彻底消除不良偏心力对密封组件的作用，杜绝偏磨现象；设置的措施旋阀能够在更换密封盘根等特殊情况下关闭使用，整体的刚性结构和径向的柔性特征，既保留了传统光杆密封器的性能，又增添了新功能，无须特殊调试即可使用，达到方便作业提高密封盘根的密封效果和使用寿命、降低管理难度、确保生产正常运行、降低运行成本保护环境。

Description

一种动态纠偏光杆密封器

技术领域：

本实用新型涉及抽井机井口密封装置，尤其是一种动态纠偏光杆密封器。

背景技术：

目前，在国内外机抽井口装置中，为防止原油和天然气的泄漏，确保油气的正常采集、输送和保护环境，必须使用光杆密封器。抽油机在每一个运行周期，运动着的光杆由于受力状态的不断变化，其自身形体也在随着改变。因此，光杆与固定着的光杆密封器的密封组件之间就会偏心或形成不断变化的轴线夹角；尤其由于抽油机基础和抽油机本身受力变形及抽油机安装调试误差等多种原因，都会导致同样的结果；使密封组件的径向受力不均而出现严重的偏磨现象，破坏了密封效果，使油气泄漏，增加了管理难度和强度及管理费用，既浪费综合资源又污染环境、影响正常生产。

为解决这一普遍性难题，现有技术中相继采用了可调式偏心光杆密封器和球头万向式光杆密封器，在一定程度上改善了密封件的偏磨程度。但由于它们都是刚性固定锁紧静态调节结构，只能有限地改善偏磨的程度，却无法根本解决偏磨问题；甚至人为地加大了密封组件与光杆轴线的角度，出现顾此失彼的结果。传统的密封器基本上都采用单一的倒置塔式盘根和螺旋圆柱式盘根轴向加压径向向心收缩和径向加压的密封方式，这两种密封方法在光杆下行状态下密封效果好，但在光杆上行过程中却会使盘根的密封效果相对减弱；也有在此基础上再加侧向压力密封的方式，由于调节螺杆的力度不平衡，会人为地加剧偏磨程度或引发动力损失等负面效果的出现。

基于上述原因，国内报道了ZL200620093559.4一种随动式光杆密封器，但该密封器在实际运用中，虽然解决了偏磨问题，但存在体积庞大、软管抗疲劳性差、寿命短、有软管压力刚性效应、不方便作业等致命缺点。

实用新型内容：

本实用新型的目的便是为了克服上述缺点，而提供的一种动态纠偏光杆密封器。

本实用新型目的之一：在于利用自由滑座结构让密封器的密封组件在工作时跟随光杆自由径向移动，让光杆与密封组件自由动态同心，利用径向位移来化解密封组件所受的径向偏心力，保持密封组件呈正确的同心工作状态，彻底解决偏磨问题，提高密封组件的有效利用率和使用寿命。

本实用新型的目的之二：在于提供一种互为倒置的双塔孔结构，配合塔式密封盘根，组成双向动态自动向心缩紧密封结构，有效地提高密封效果。同时，以双塔孔体与两个塔式螺旋密封盘根所形成的空腔，做润滑油储存室，利用润滑油与光杆的直接接触和两个密封盘根的轴向正常磨损逐渐跟进现象，来挤压润滑油，达到自给油润滑光杆目的。

本实用新型的目的之三：在于提供一种自由万向球头结构，工作时它不受压力及其它外在条件的约束，利用自由万向结构让密封组件与光杆之间实现动态同轴，彻底杜绝由安装或工作状态角度引起的偏磨现象。

本实用新型的目的之四：在于提供一种旋塞式措施旋阀结构，实现相对旋转90°开闭，方便于更换于密封盘根时或在特殊情况下关闭光杆密封器的上下通孔。

技术方案：

为完成上述目的提出的任务，本实用新型采用了由压帽、双塔孔体、上下密封盘根、润滑油储存室、塔孔体旋转手柄、球头、球座体、双塔孔体Y型密封圈，球座压盖、滑座体、滑座压盖、措施旋阀体壳、措施旋阀压盖、光杆、密封旋塞、密封旋塞定位轴、安装在球头和球座体之间的球头球座Y形密封圈及安装在球座体与滑座体之间的滑座Y形密封圈、上跟踪弹簧和下跟踪弹簧及配合短节所组成；由双塔孔体与同轴反向对称安装的上下密封盘根和压帽及上下跟踪弹簧组成了光杆双向自动向心收缩密封结构；所述的球头和球座体之间自由万向结构；球座体滑座体之间构成了360°自由径向游动结构；所述的措施旋阀体壳内有两个平行放置的柱状密封旋塞；所述的动态纠偏光杆密封器的上下通孔为同轴同径结构并与外界密封；

所述的双塔孔体内的两个塔孔呈纺锤状设置，双塔孔体的上下外螺纹与压帽和球头的内螺纹分别连接，双塔孔体下端设有光洁的密封带，双塔孔体与球头之间用双塔孔体Y形密封圈密封，在两个塔体孔内相形置入上、下密封盘根和上下跟踪弹簧和球座体(滑座)的内螺纹与双向塔孔体上下螺纹连接，上、下跟踪弹簧分别置于压帽与上密封盘根及下密封盘根与球头之间；利用双塔孔体与上下密封盘根所形成的空腔做润滑油储存室；

所述的球头安装限位在圆盘状球座体和球座压盖以螺纹连接所形成的同心球腔内，球座体与球头之间依靠光洁面接触及Y形密封圈组成复合密封；

所述的球座体是一个圆盘体，下面呈光洁面，球座体的下面与滑座体之间通过滑座Y形密封圈密封；球座体可以在滑座体与滑座压盖所形成的同轴圆柱空腔内360°径向自由游动。

在旋塞式措施旋阀体壳内反向平行设置的两个密封旋塞的轴向中心处，设置了两个互为90°角的异径半圆孔。

本实用新型的工作方式是；

双塔孔体中的两个同轴反向设置的塔孔，能将其内的塔式螺旋上下密封盘根所受到跟踪弹簧及抽油杆往复运动的轴向摩擦力转换成径向向心收缩力，用于对光杆提供动态双向自动收缩密封。在双塔孔体的上端用螺纹连接一个盘根压帽，下端用螺纹与万向球头内孔连接，球头与双塔孔体之间由双塔孔体Y形密封圈密封；相对旋转盘根压帽和双塔孔体来改变上下跟踪弹簧的弹力，调整上下密封盘根的轴向压力的大小，利用润滑油与光杆的直接接触和两个密封盘根的轴向正常磨损逐渐跟进现象，能给双塔孔体与上下密封盘根所形成的润滑油储存室中的润滑油加压，起到自给油润滑光杆作用。

球头安装在圆盘状球座体和球座压盖以螺纹连接所形成的同心球腔内，球座与球头之间由球头球座Y形密封圈及光洁面接触组成复合密封。利用球头和球座结构，使双塔孔体具有自由万向功能，进行动态消除光杆和密封组件的轴线夹角影响；球座体设置在滑座体与螺纹连接的滑座压盖所形成的同轴空腔内，球座体与滑座体之间由平置的滑座Y形密封圈密封，球座体在滑座体内可以360°径向自由游动，用于保持光杆与密封组件的动态同心。在滑座体的下面设置了一组90°开闭旋塞式措施旋阀，该旋阀由反向平行设置的双孔旋阀体壳和置于其内的两个密封旋塞、密封旋塞定位轴及措施旋阀压盖组成；密封旋塞由定位钢轴和柱状密封橡胶体组成。两个平行设置的密封旋塞在径向交接处，分别设置了两个互为90°角的异径半圆形孔；其特征在于两个密封旋塞在旋阀体内呈开启状态时，两个旋塞所形成的大圆孔与密封器的上下通径同径，将两个密封旋塞按所示方向相对旋转90°，两个旋塞所形成的小圆孔就会紧密地抱住光杆，关闭了密封器的上下通径孔。措施旋阀壳体的上部用过渡短节以螺纹与滑座底部同轴连接，措施旋阀体的下部设置了与采油树相配套的油管螺纹短节或对接法兰。

本实用新型与现有技术相比具有显著特点：

1.本装置原理简单、结构合理、坚固耐用、使用方便，整体为刚性结构相对于光杆的工作状态能充分展现出柔性，既保留了传统光杆密封器的性能又增添了自由动态同心、同轴、双向自收缩密封功能。

2.由于双塔孔体内设有两个同轴反向对称设置的塔孔及密封盘根，在两个上、下跟踪弹簧的作用下，配合光杆往复运动的轴向摩擦力，具有较好的双向自动动态向心收缩密封的功效，工作中不需要人工跟踪调节盘根压力，就可保证很好的密封效果。

3.利用双塔孔密封组件的结构特点及光杆的运行特点，将预储存在储存室的润滑油，自动挤压供给光杆起润滑作用，提供了自给油润滑光杆功能。

4.本实用新型设置的自由万向球头和自由滑座结构，工作中可以对光杆实现自由动态形随，彻底消除了光杆与密封组件的偏心和夹角，从而实现了光杆和密封组件的自动动态同心同轴密封，杜绝了偏磨现象，提高了密封盘根的性能和使用寿命。

5.该装置轴向的刚性结构和径向的柔性特征，既方便操作又能适应于各类施工与作业。

6.设置了旋转90°开闭的措施旋阀，方便操作、提高安全性；灵活的多种结构配套方案，能在简化结构、节约成本的前提下更具适应性。

附图说明：

图1是实用新型结构示意图。

图2是本实用新型实施例2示意图。

图3是本实用新型实施例3示意图。

图4是本实用新型实施例4示意图。

图中由1、压帽，2、上跟踪弹簧，3、双塔孔体，4、上下密封盘根，5、球座压盖，6、塔孔体旋转手柄，7、球头，8、球头球座Y形密封圈，9、滑座压盖，10、球座体，11、双塔孔体密封圈，12、下跟踪弹簧，13、滑座Y形密封圈，14、滑座体，15、措施旋阀壳体，16、密封旋塞，17、密封旋塞定位轴，18、措施旋阀压盖，19、配合短节，20、光杆，21、润滑油储存室，22、过渡短节组成。

具体实施方式

本实用新型由以下实施例给出：

下面结合附图对本实用新型予以详细说明：

实施例1：附图1中，双塔孔体3的两个互为倒置的塔孔内分别放置上下密封盘根4，在上下密封盘根4与压帽1和球头7内孔之间分别设置有上跟踪弹簧2和下跟踪弹簧12，压帽1和球头7的内螺纹与双塔孔体3的上下外螺纹相配套连接，旋转调节压帽1和塔孔体旋转手柄6可分别调整上下密封盘根4的轴向压力，用于调整上下密封盘根4对光杆20的密封程度；双塔孔体3与球头7之间依靠双塔孔体密封圈11来实现与外界的密封。用双塔孔体3与两个上下塔式密封盘根4所形成的空腔，作为润滑油储存室21，用于润滑光杆20。上下塔式密封盘根4是螺旋式的橡胶制品，在双塔孔体3的配合下，能将轴向力由上跟踪弹簧2、下跟踪弹簧12的弹力和光杆20运动的摩擦力转变为径向向心收缩力，能给润滑油储存室21内润滑油施压以达到自动动态密封光杆20的效果；球头7安装于球座体10与球座压盖5所形成的同心圆腔内。球头7与球座体10之间依靠球头球座Y形密封圈8和球面球腔面硬接触实现双重密封，球头7与球座体10形成了自由万向结构，能保持光杆20自动与上下密封盘根4组件的动态同轴消除夹角；滑座压盖9将球座体10限制在滑座体14与其所形成的圆柱空腔内，球座体10能在滑座体14体内进行360°自由径向游动，利用径向位移来化解密封组件所受的径向偏心力，实现光杆20与上下密封盘根4组件的自由动态同心；球座体10与滑座体14之间依靠设置在球座体10下面的滑座Y形密封圈13来实现压力密封；滑座体14的下面直接用丝扣与措施旋阀体壳15上部的过渡短节22连接，在措施旋阀体壳15的两个旋塞腔内平行安装两个密封旋塞16，两个措施旋阀压盖18用螺栓与措施旋阀壳体15对应连接，将两个密封旋塞16密封限位于措施旋阀体壳15内，两个密封旋塞定位轴17的轴头，由两个措施旋阀压盖18的相应圆心孔引出，用于开闭措施旋阀。密封旋塞16由密封旋塞定位轴17和柱状密封橡胶体组成，两个密封旋塞16在径向交接的轴向中点处，分别设置了两个互为90°角的异径半圆形孔，90°旋转密封旋塞16可开启或关闭密封器的上下通径孔；常态下密封旋塞16位于开启状态，两个密封旋塞16形成的大圆孔的直径与密封器的上下通径一致，在更换上下密封盘根4等特殊情况下可将密封旋塞16旋转90°，这时两个密封旋塞16形成的小孔可对光杆20进行有效密封，关闭密封器上下通孔；措施旋阀体壳15的上部由过渡短节22以螺纹与滑座体14连接，在措施旋阀体壳15的下部设置了与井口对接的配合短节19，该短节下端设置了与采油树相应的油管螺纹或对接法兰。

实施例2：

图2中：在角度变化影响不严重的情况下，可不设置球头万向结构；如附图2所示，双塔孔体3的下端外螺纹直接和滑座球座体10内孔相应内螺纹连接，双塔孔体3与滑座10之间依靠双塔孔体Y形密封圈11实现来实现密封，滑座10与滑座体14之间依靠两个滑座Y形密封圈13密封，其余结构与实施例1相同。

实施例3：

图3中：针对于低渗透、低压力等特殊井型，可以不设置措施旋阀结构，只需将与井口对接的配合短节19的上部，直接用螺纹同轴连接于滑座体14的下面，其余结构与实施例1相同。

实施例4：

图4中：在角度变化影响不严重的情况下，针对于低渗透、低压力等特殊井型，可不设置球头万向和措施旋阀结构，双塔孔体3的下端外螺纹直接和滑座10内孔的相应内螺纹连接，将与井口对接的配合短节19的上部，直接用螺纹同轴连接于滑座体14的下面，其余结构与实施例2相同。

Claims (5)

1、一种动态纠偏光杆密封器，由压帽(1)、上跟踪弹簧(2)、双塔孔体(3)、上下密封盘根(4)、球座压盖(5)、塔孔体旋转手柄(6)、球头(7)、安装在球头(7)和球座体(10)之间的球头球座密封圈(8)、滑座压盖(9)、球座体(10)、以及安装于球头(7)内的球头双塔孔体Y型密封圈(11)、下跟踪弹簧(12)、安装于球座体(10)和滑座体(14)之间的滑座Y形密封圈(13)、滑座体(14)、措施旋阀体壳(15)、密封旋塞(16)、密封旋塞定位轴(17)、措施旋阀压盖(18)、配合短节(19)、光杆(20)及润滑油储存室(21)和过渡短节(22)组成；其特征在于：由双塔孔体(3)与同轴反向对称的与上下密封盘根(4)和压帽(1)及上下跟踪弹簧(2)、(12)组成光杆(20)的双向自动动态向心收缩密封结构；球头(7)和球座体(10)之间构成了自由万向结构；球座体(10)与滑座体(14)之间构成了360°自由径向游动结构；所述的措施旋阀体壳(15)内有平行放置的两个柱状密封旋塞(16)；所述的动态纠偏光杆密封器的上下通孔均为同轴结构并与外部密封。

2、根据权利要求1所述的一种动态纠偏光杆密封器，其特征在于：所述的双塔孔体(3)内的两个塔孔呈纺锤状设置，双塔孔体(3)的下端设有光洁的密封带，球头(7)与双塔孔体(3)之间用双塔孔体Y形密封圈(11)密封，在两个塔孔内相形置入上下密封盘根(4)和上、下跟踪弹簧(2)和(12)；压帽(1)和球座体(10)的内螺纹与双塔孔体(3)的上下外螺纹相配套连接；由双塔孔体(3)与上下密封盘根(4)形成的空腔为润滑油储存室(21)。

3、根据权利要求1所述一种动态纠偏光杆密封器，其特征在于：所述的球头(7)安装限位在球座体(10)和球座压盖(5)所形成的同心球腔内，球头(7)与球座体(10)之间，利用其自身的光洁面硬接触和球头球座Y形密封圈(8)实现双重密封。

4、根据权利要求1所述一种动态纠偏光杆密封器，其特征在于：所述的球座体(10)是一个圆盘体，下端面呈高光洁面，与滑座Y形密封圈(13)配合实现密封；球座体(10)可以在滑座压盖(9)和滑座体(14)所形成的同轴圆柱状空腔内轻松自由地360°径向游动，球座体(10)与滑座体(14)之间依靠设置在球座体(10)下部的滑座Y形密封圈(13)密封。

5、根据权利要求1所述一种动态纠偏光杆密封器，其特征在于：所述的措施旋阀由体壳(15)内的两个平行设置的密封旋塞(16)的轴线中点处，径向设置有互为90°角的异径半圆孔。

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