CN202325357U - 多功能抽油井口密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能抽油井口密封装置。它包括光杆和底座，位于所述光杆下部，有一随动闸门组件以球型啮合连接所述底座；所述随动闸门组件的上端与一个盘根随动对中组件相连接；位于所述光杆中部，有一个盘根密封组件，其下端与所述盘根随动对中组件相连接，而上端与一个球型防喷组件相连接。本装置可实现密封、随动调偏、调斜、防喷等功能。

Description

多功能抽油井口密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种多功能抽油井口密封装置，用于有杆采油过程中。

背景技术

有杆抽油系统是我国原油的主要生产方式，该系统地面设备中能够实现抽油光杆与井口底座密封的装置称为抽油井口光杆密封装置或井口盘根盒，其总体性能的好坏，直接影响地面设备的工作质量。目前油田抽油井口光杆密封装置主要使用固定式常规型井口光杆密封装置，该装置自六十年代沿用至今，从结构形式及操作要求等方面来看常规型井口光杆密封装置具有结构简单、维护方便、操作时对工人要求不高等优点。该装置经卡箍或螺纹联接固定在井口采油树三通上，井口装置安装完毕后，则井口密封装置与井口底座的相对位置也就固定了。但实际工作过程中，由于抽油机的底座安装误差、地基下沉等原因使光杆轴线与井口装置轴线间形成固定偏移，其次由于抽油机各零部件的加工制造、安装误差及构件受力变形，就使得抽油机在运动过程中光杆产生了横向随机偏移。

据统计，有杆抽油井总数的80%以上存在3-10mm轴线偏移，由于常规型井口光杆密封装置不能调偏，将会强迫光杆与井口对中，这样就在密封盘根处形成一个很大的横向力支点，从而使光杆在上下往复运动过程中与密封圈在周向配合面上受力差别很大，受力较大的一侧磨损严重，并将导致整组盘根的密封失效，严重的甚至将盘根压帽及胶皮闸门的光杆通孔磨成椭圆形。为避免原油泄漏，需频繁压紧与更换盘根，抽油机效率降低，作业量增大。

长期以来，人们对井口密封装置的设计改进进行了有益的探索与实践，研制了一些调偏井口密封装置，研究基本上局限在井口的固定偏移调整方面及改变盘根材料与形状上，并且没有涉及到光杆断裂后的防喷。开发研究随动对中抽油井口密封装置才是解决抽油井口密封装置偏磨的关键技术，它可同时实现光杆对井口的固定偏移及随机偏移的调整，从而从根本上解决光杆的偏磨，真正解决石油的泄漏问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对已有技术存在缺陷提供一种井口密封装置，解决抽油机在运动过程中光杆产生的横向随机偏移及光杆的偏磨问题，同时实现井口的防喷。

为达到上述目的，本实用新型的构思是：它是对随动对中抽油井口密封装置的改进。盘根装入盘根盒体中，盘根盒体上方装有盘根压紧筒与盘根压帽，通过旋紧盘根压帽产生轴向力使盘根发生变形实现对光杆的密封；盘根盒体与压盖之间放置滚珠，盘根盒体底部使用了摩擦系数很低的石墨粉聚四氟乙烯密封环以实现盘根盒的无摩擦横向移动，当光杆产生横向偏移时，盘根盒体可随之发生偏移，保证光杆与盘根盒体的轴心是对齐的，避免对盘根一侧的过度摩擦；盘根压帽一侧开有凹槽，放入防磨垫圈，防喷球通过弹簧与防磨垫圈接触，丝堵用来封口，并使弹簧变形产生力作用在防磨垫圈上使其与光杆接触；盘根盒体安装在支撑体上，支撑体上方有螺纹与压盖连接，下方螺纹连接在底座上；上压紧盘与下压紧盘之间装有O型密封圈，上压紧盘与支撑体之间装有O型密封圈，下压紧盘安装在闸门支撑体上，闸门支撑体与底座是球型接触，并装有O型密封圈；底座采用卡箍与抽油井连接。

根据上述实用新型构思，本实用新型采用下述技术方案：

一种多功能抽油井口密封装置，包括光杆和底座，位于所述光杆下部，有一随动闸门组件以球型啮合连接所述底座；所述随动闸门组件的上端与一个盘根随动对中组件相连接；位于所述光杆中部，有一个盘根密封组件，其下端与所述盘根随动对中组件相连接，而上端与一个球型防喷组件相连接。

所述底座和随动闸门组件的结构：所述底座的下端与抽油井口匹配，适于通过卡箍与抽油井连接，而上端呈半球形，并带有法兰，该法兰通过底座螺栓连接闸门支撑体，该闸门支撑体下端内腔呈半球形凹槽与所述底座半球形上端相啮合，而上端面顶靠着一个滑套在光杆上的下压紧盘，该下压紧盘滑套一个上压紧盘；有一个支撑体下端内孔的内螺纹与所述闸门支撑体的外螺纹旋配，并由支撑体内六角螺钉旋接定位；所述支撑体内腔顶面扣压在所述上压紧盘的上顶面上。所述底座半球形上端有环形槽，该球形槽内安装底座密封圈；在下压紧盘顶端与上压紧盘下内腔顶面之间安置有压紧盘密封圈；在上压紧盘顶面上有环形凹槽放置一个上压紧盘密封圈。

所述盘根随动对中组件的结构：所述支撑体上端有环形槽安装一个支撑体密封圈和一个密封环，一个盘根盒体的底盘下表面与所述密封环相滑动摩擦接触，而上表面外缘处安装一个由滚珠和保持架构成的轴向轴承与一个保护盖内腔顶面滚动接触，所述保护盖下部内螺纹与所述支撑体上部外螺纹相旋配，并通过压盖内六角螺钉旋接定位。

所述盘根密封组件的结构：在所述的盘根盒体内腔从下向上依次放入一个盘根底盘、盘根和一个盘根压紧筒，套装在所述光杆上；一个盘根压帽下端内腔顶面压靠在所述盘根压紧筒的上顶面上，而下端内腔的内螺纹与所述盘根盒体上部外螺纹旋配。

所述的球型防喷组件的结构：所述盘根压帽上端内腔的上端口呈收缩口，该上部内腔的左边有凹槽，适于贮藏套装在光杆上的一个防磨垫圈，而右边呈小圆筒形体，该小筒形体内放置一个防喷球，该防喷球的直径小于盘根压帽上部内腔直径而大于该上部内腔的上端口。该防喷球左侧顶靠在所述防磨垫圈上右侧支承在一个弹簧的左端上，该弹簧的右端支承在一个丝堵的内腔底面上，该丝堵与所述盘根压帽旋接，盘根压帽与丝堵之间有一个密封垫片。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点：

按照本实用新型设计的抽油井口密封装置，通过旋紧盘根压帽产生轴向力可使盘根变形实现对光杆的密封；盘根盒体可以横向移动，可实现与光杆的随动对中，解决了光杆的随机偏移问题；防喷球，弹簧，防磨垫片可以解决光杆断裂后的油井防喷问题；底座与闸门支撑体之间的球型接触，可实现转动解决了井口的偏斜问题。

附图说明

图1是根据本实用新型设计的多功能抽油井口密封装置的结构图；

图2是盘根压帽2的结构示意图；

图3是图2的A向局部视图。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：

实施例一：

参见图1，本多功能抽油井口密封装置包括光杆1和底座18，位于所述光杆1下部，有一随动闸门组件Ⅰ以球型啮合连接所述底座18；所述随动闸门组件Ⅰ的上端与一个盘根随动对中组件Ⅱ相连接；位于所述光杆1中部，有一个盘根密封组件Ⅲ，其下端与所述盘根随动对中组件Ⅱ相连接，而上端与一个球型防喷组件Ⅳ相连接。

实施例二：

参见图1、图2和图3，本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

所述底座18和随动闸门组件Ⅰ的结构：所述底座18的下端与抽油井口匹配，适于通过卡箍与抽油井连接，而上端呈半球形，并带有法兰，该法兰通过底座螺栓17连接闸门支撑体16，该闸门支撑体16下端内腔呈半球形凹槽与所述底座18半球形上端相啮合，而上端面顶靠着一个滑套在光杆1上的下压紧盘20，该下压紧盘20滑套一个上压紧盘26；有一个支撑体15下端内孔的内螺纹与所述闸门支撑体16的外螺纹旋配，并由支撑体内六角螺钉22旋接定位；所述支撑体15内腔顶面扣压在所述上压紧盘26的上顶面上。

所述底座18半球形上端有环形槽，该球形槽内安装底座密封圈19；在下压紧盘20顶端与上压紧盘26下内腔顶面之间安置有压紧盘密封圈21；在上压紧盘26顶面上有环形凹槽放置一个上压紧盘密封圈25。

所述盘根随动对中组件Ⅱ的结构：所述支撑体15上端有环形槽安装一个支撑体密封圈14和一个密封环13，一个盘根盒体8的底盘下表面与所述密封环13相滑动摩擦接触，而上表面外缘处安装一个由滚珠10和保持架11构成的轴向轴承与一个保护盖9内腔顶面滚动接触，所述保护盖9下部内螺纹与所述支撑体15上部外螺纹相旋配，并通过压盖内六角螺钉24旋接定位。

所述盘根密封组件Ⅲ的结构：在所述的盘根盒体8内腔从下向上依次放入一个盘根底盘27、盘根28和一个盘根压紧筒7，套装在所述光杆1上；一个盘根压帽2下端内腔顶面压靠在所述盘根压紧筒7的上顶面上，而下端内腔的内螺纹与所述盘根盒体8上部外螺纹旋配。

所述的球型防喷组件Ⅳ的结构：所述盘根压帽2上端内腔的上端口呈收缩口，该上部内腔的左边有凹槽，适于贮藏套装在光杆1上的一个防磨垫圈29，而右边呈小圆筒形体，该小筒形体内放置一个防喷球3，该防喷球3的直径小于盘根压帽2上部内腔直径而大于该上部内腔的上端口。该防喷球3左侧顶靠在所述防磨垫圈29上右侧支承在一个弹簧4的左端上，该弹簧4的右端支承在一个丝堵6的内腔底面上，该丝堵6与所述盘根压帽2旋接，盘根压帽2与丝堵6之间有一个密封垫片5。

本装置具有的功能及其原理如下：

密封功能：盘根压帽2通过葛兰7对盘根28产生轴向压紧力，由于盘根是弹性物体，当受到轴向压紧后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使填料紧贴于轴表面而阻止介质外漏，从而实现密封；支撑体15与压盖12是螺纹连接的，旋紧压盖12可以使支撑体密封圈13，支撑体密封环14发生变形从而防止原油从支撑体与盘根盒体接触的地方泄漏；旋紧底座螺栓17可以通过底座密封圈19实现对底座18与闸门支撑体16的球形接触处的密封；轻轻拧松螺钉24,利用插孔拧紧支撑体15至适当程度,由于上压紧盘与支撑体是直接接触的，上压紧盘与下压紧盘之间有一O型密封圈，支撑体的旋紧会使密封圈被压缩产生变形，从而封死井口，然后再把螺钉24拧紧就可以；闸门支撑体密封圈23是为了防止原油从两支撑体接触的地方泄漏；上压紧盘密封圈25，防止原油从上压紧盘与支撑体接触的地方泄漏。

随动调偏：盘根盒体8与压盖12之间装有滚珠，盘根盒体8底部使用了摩擦系数很低的石墨粉聚四氟乙烯密封环13，这样就保证盘根盒体8在横向移动时横向摩阻力很小，因此密封盘根便可随着光杆的横向晃动同步调整，具体方法为:轻轻拧松螺钉24（不要拧出来）,用手轻微预紧盘根盒体压盖12（不必使用管钳或棒条），只需用手将盘根盒体压盖轻轻带紧，感到手上突然有了明显的旋转阻力即可，然后拧紧螺钉24；盘根盒体8还可定期旋转以改变盘根与光杆的接触摩擦位置，这样便可实现井口密封装置的全面调整，方法是：抽油机正常运转，保持盘根盒体压盖12位置不动，使用勾头扳手从上往下看沿顺时针方向旋转8盘根盒体45°，旋转完毕后，需重新横向往复10毫米行程内用手来回推动盘根盒体8数次，以便让滚珠10再次位于滚动中心。

球型防喷：盘根压帽2上开有凹槽，防磨垫片29套在光杆1上放置在凹槽内，，弹簧4将防喷球3顶在防磨垫圈29上，盘根压帽2右端用丝堵6封口，这样正常工作时防喷球3与防磨垫片29接触，避免了光杆1与防喷球3直接接触造成的刚性摩擦；当光杆1断裂时，弹簧4将防磨垫片29弹入左边的空腔，同时防喷球3进入光杆1原来所在的空腔，由于防喷球的直径比盘根压帽开口的直径大这样就会堵住开口，防止原油的喷出。

球型调斜：底座18与闸门支撑体16之间是球型接触的，这样井口装置就可以四周转动。安装时若井口存在偏斜，可以使用水平仪使井口装置与地面垂直；若安装完工作一段时间后，发现井口发生偏斜，拧松底座螺栓17，使用水平仪调整井口装置使其与地面重新垂直，然后再拧紧底座螺栓17。

Claims (6)

1.一种多功能抽油井口密封装置，包括光杆（1）和底座（18），其特征在于位于所述光杆（1）下部，有一随动闸门组件（Ⅰ）以球型啮合连接所述底座（18）；所述随动闸门组件（Ⅰ）的上端与一个盘根随动对中组件（Ⅱ）相连接；位于所述光杆（1）中部，有一个盘根密封组件（Ⅲ），其下端与所述盘根随动对中组件（Ⅱ）相连接，而上端与一个球型防喷组件（Ⅳ）相连接。

2.根据权利要求1所述的多功能抽油井口密封装置，其特征在于所述底座（18）和随动闸门组件（Ⅰ）的结构：所述底座（18）的下端与抽油井口匹配，适于通过卡箍与抽油井连接，而上端呈半球形，并带有法兰，该法兰通过底座螺栓（17）连接闸门支撑体（16），该闸门支撑体（16）下端内腔呈半球形凹槽与所述底座（18）半球形上端相啮合，而上端面顶靠着一个滑套在光杆（1）上的下压紧盘（20），该下压紧盘（20）滑套一个上压紧盘（26）；有一个支撑体（15）下端内孔的内螺纹与所述闸门支撑体（16）的外螺纹旋配，并由支撑体内六角螺钉（22）旋接定位；所述支撑体（15）内腔顶面扣压在所述上压紧盘（26）的上顶面上。

3.根据权利要求2所述的多功能抽油井口密封装置，其特征在于所述底座（18）半球形上端有环形槽，该球形槽内安装底座密封圈（19）；在下压紧盘（20）顶端与上压紧盘（26）下内腔顶面之间安置有压紧盘密封圈（21）；在上压紧盘（26）顶面上有环形凹槽放置一个上压紧盘密封圈（25）。

4.根据权利要求2所述的多功能抽油井口密封装置，其特征在于所述盘根随动对中组件（Ⅱ）的结构：所述支撑体（15）上端有环形槽安装一个支撑体密封圈（14）和一个密封环（13），一个盘根盒体（8）的底盘下表面与所述密封环（13）相滑动摩擦接触，而上表面外缘处安装一个由滚珠（10）和保持架（11）构成的轴向轴承与一个保护盖（9）内腔顶面滚动接触，所述保护盖（9）下部内螺纹与所述支撑体（15）上部外螺纹相旋配，并通过压盖内六角螺钉（24）旋接定位。

5.根据权利要求书4所述的多功能抽油井口密封装置，其特征在于所述盘根密封组件（Ⅲ）的结构：在所述的盘根盒体（8）内腔从下向上依次放入一个盘根底盘（27）、盘根（28）和一个盘根压紧筒（7），套装在所述光杆（1）上；一个盘根压帽（2）下端内腔顶面压靠在所述盘根压紧筒（7）的上顶面上，而下端内腔的内螺纹与所述盘根盒体（8）上部外螺纹旋配。

6.根据权利要求5所述的多功能抽油井口密封装置，其特征在于所述的球型防喷组件（Ⅳ）的结构：所述盘根压帽（2）上端内腔的上端口呈收缩口，该上部内腔的左边有凹槽，适于贮藏套装在光杆（1）上的一个防磨垫圈（29），而右边呈小圆筒形体，该小筒形体内放置一个防喷球（3），该防喷球（3）的直径小于盘根压帽（2）上部内腔直径而大于该上部内腔的上端口；该防喷球（3）左侧顶靠在所述防磨垫圈（29）上右侧支承在一个弹簧（4）的左端上，该弹簧（4）的右端支承在一个丝堵（6）的内腔底面上，该丝堵（6）与所述盘根压帽（2）旋接，盘根压帽（2）与丝堵（6）之间有一个密封垫片（5）。

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