CN203201516U - 高温长效光杆密封装置 - Google Patents
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Abstract
一种油田抽油机使用的高温长效光杆密封装置,由辅助密封系统、防喷阀、主密封器、调偏器四部分组成,辅助密封系统通过外套上的内外螺纹相互串接;由下往上数的第一节密封块外套上设置有限位螺钉;辅助密封系统上端与上端螺母螺纹相连,辅助密封系统下端与阀室套上端螺纹连接;阀室套内上部为阀板室,阀板装在阀板室侧孔内,阀板室侧孔与阀室套上部侧孔对应;阀室套两侧孔内装有弹簧、丝堵,阀室套下部装有主密封器,主密封器下端装有连接轴;连接轴下端螺纹连接有调偏器。本实用新型可广泛适用于稀、稠油油井、高温注气井、高寒地区和风砂干旱地区。
Description
技术领域
一种油田抽油机使用的高温长效光杆密封装置。
背景技术
油田采油的主要方式是通过往复式抽油机带动抽油杆柱,再带动油井下的抽油泵产生高压,将石油提升到地面,通过管线将石油输送到集输站。
抽油机与杆柱连接的第一根杆是光杆,光杆与井口之间需要很好的密封,以防止原油外泄,造成环境污染和石油浪费。为了油井能正常生产,光杆需要配置性能优良的密封装置。
以前,光杆密封装置采用的密封元件为盘根,盘根采用橡胶材料制作。调偏方式采用固定位置调偏。用橡胶材料制作的盘根,在光杆往复运动时因摩擦产生的高温和井下原油高温的双重作用下,用橡胶材料制作的密封元件会变软、变质,从而导致密封性能变差。为了保证油井正常生产,需要频繁更换盘根,因此会影响油井的生产效率;
以前的光杆密封器采用的调偏方式是固定位置调偏。固定位置调偏对光杆进行是预设强制性调偏,而不是随遇调偏。就是说,不管光杆的悬点与井口中心偏离多少,甚至不偏离,预设强制性调偏都会强制光杆偏离同一位置。所以固定式调偏不能切实起到调偏作用,有时甚至作用相反,不仅无益,反而有害。
上述技术缺憾,使得以前的光杆密封装置存在使用寿命短、更换频繁、容易因漏油污染环境、不能有效降低采油成本等不足。
实用新型内容
本实用新型的目的是用磨损可补偿的金属元件作主要密封手段,以橡胶密封元件为辅助密封手段,实现光杆密封装置的有效密封;用杆柱重力自动调偏器实现中心轴线与上悬点对中功能,在许可的范围内,其中心轴线与悬点在重力作用下可以任意位置对中,减少光杆的附加载荷及对密封器元件的偏磨;同时,通过增加防喷阀,使得,当光杆意外断裂时防喷阀可阻止原油的外喷。
本实用新型由辅助密封系统、防喷阀、主密封器、调偏器四部分组成,辅助密封系统由盘根、上下密封座和密封块外套组成,每一个组成为一节;盘根用橡胶材料制作,坐在上下密封块座内,由内含盘根的上下密封块座组成的辅助密封系统内结构,整体放入密封块外套中;辅助密封系统通过外套上的内外螺纹相互串接;辅助密封系统可重复设置1-4节;由下往上数的第一节密封块外套上设置有限位螺钉;辅助密封系统上端与上端螺母螺纹相连,上端螺母中从下至上依次装有密封环、收紧环、防尘环,顶端装有锁紧螺母;防喷阀、主密封器设置在阀室套内,辅助密封系统下端与阀室套上端螺纹连接;阀室套内上部为阀板室,阀板装在阀板室侧孔内,阀板室侧孔与阀室套上部侧孔对应;阀室套两侧孔内装有弹簧、丝堵,阀室套下部装有主密封器,主密封器下端装有连接轴;连接轴下端螺纹连接有调偏器。
主密封器由阀室套、主密封块室、铸铁密封块、丝堵、弹簧组成,主密封块室圆柱面间隔180度设有两孔,圆柱孔内为一矩形孔,铸铁密封块为相对应的两块,装在主密封块室的矩形孔中,相向抱紧在光杆上;铸铁密封块背面与主密封块室两侧孔相对应,主密封块室两侧孔又和阀室套下部两孔对应;两弹簧通过阀室套、主密封块室两侧的侧孔与铸铁密封块接触;丝堵装在阀室套两侧孔内,丝堵与压缩弹簧呈压紧状态,压缩弹簧压紧在铸铁密封块上。
弹簧为柱状压缩弹簧。
调偏器由锁紧球盖、调偏球座、调偏球销、调偏球座室组成,调偏球座装在调偏球座室内,调偏球销装在调偏球座内,锁紧球盖装在调偏球座室上部,与调偏球座成压紧状态。
本实用新型的铸铁密封块材料为灰铸铁。灰铸铁材料硬度比光杆硬度低,相互配合摩擦力小,耐高温,沙粒不易进入摩擦面内,耐损周期长。辅助密封系统是在光杆与铸铁密封块磨合期间起密封作用。
自动调偏装置可以在半径7mm以内依照悬点偏离度自动调偏。
自动防喷阀在压缩弹簧的作用下,当光杆意外断裂后,防喷阀可以自动关闭,防止液流外喷。
本实用新型的工作过程如下:本实用新型与光杆配套安装后,当杆柱重量全部加载在上悬点后,松开压紧球盖,在重力作用下,调偏装置瞬间自动完成调偏。此时,压紧球座盖,调偏完成。当光杆上下运动时,杆柱内有压力产生时,如果有液体向外渗漏时,由下向上数,从第二节始,逐渐旋紧密封块外套致无渗漏为止。
本实用新型可广泛适用于稀、稠油油井、高温注气井、高寒地区和风砂干旱地区,可以做到在一个检泵周期内不更换密封元件,具有切实的使用价值和业内广泛的市场需求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图,也是说明书摘要用图;
图2是磨损自动补偿金属光杆密封器结构示意图;
图3是杆柱重力自动调偏器结构示意图。
图中各标号分别是(1)锁紧螺母,(2)上端螺母,(3)防尘环,(4)收紧环,(5)密封环(6)上密封块座,(7)密封块外套,(8)密封块,(9)下密封块座, (10)上防喷阀板,(11)下防喷阀板,(12)阀板室,(13)主密封室,(14)铸铁密封块,(15)弹簧,(16)丝堵,(17)密封室套,(18)连接柱,(19)调偏球销,(20)调偏球座,(21)球座室 ,(22)引导套,(23)锁紧球盖。
具体实施方式
现结合附图举一实例对本实用新型做进一步说明。
本实用新型实施例设置三节由密封块外套7、密封块8、上密封块座6和下密封块座9组成的辅助密封系统。
锁紧螺母1为四方圆角体,高38mm,四方外径60 mm,圆角外径65mm,内孔43 mm,外螺纹高30 mm,螺纹为M56×2;上端螺母2为六方体,高53mm,六方直径94 mm,上端柱面体高8 mm,外径88 mm,内孔直径80 mm,外螺纹段高36 mm,内螺纹M56 X2,外螺纹为M85×2,内孔直径为60 mm;防尘环3高38 mm,柱面外径41 mm,内孔直径35 mm,底台外径50 mm,高3.5 mm;收紧环4高20 mm,内径上端口直径58 mm,倒梯形,梯形内斜面与水平面夹角为70o,沿底面圆周均分设4个槽,槽宽6 mm,高5 mm;密封环5用氯丁橡胶材料制作,高5 mm,直径60 mm,内孔直径26 mm;上密封块座6高31 mm,外径73 mm,内孔为梯形,梯形内斜面与水平面夹角为60o,方型槽宽4.8mm,深2.8mm,距孔大端3mm;密封块外套7高90 mm,外径99 mm,内孔直径为85 mm,内孔螺纹为M85×2,下段外径为M85×2,外螺纹高39mm,内孔直径73 mm,底端内环台高3.5 mm,直径76 mm,方形槽宽4.8mm底园82.4mm距上段4mm; 密封块8由两个半圆块嵌合组成,用氯丁橡胶材料制作,高48 mm,中段柱面高16 mm,组合外径72 mm,上下两段为正反两个方向的斜面,斜面垂直角度为25o,组合内孔直径26mm,两半圆体结合方式为距型齿相互嵌入结合,距型齿高17mm,齿和齿间宽8mm,上端一齿面和下端一台面比中心平面低2.5mm,齿间平面低中心平面11mm,密封块座9与上密封块8相同;上、下防喷阀板10 、11宽52mm厚10mm,在板宽的中间线上有一半圆槽,直径26mm,槽深30mm,半圆槽中心线距左端13mm,右端为半径50mm圆弧,在板的中心线两侧对称的两螺丝孔M5之间距离11mm,两螺纹孔的中心线距离半圆的圆心40.5mm,两螺孔用螺栓紧固一厚度为10mm,直径为26mm的半圆台;上、下防喷阀板10、11两块相同;阀板室12为一圆柱体,外径97mm,内通孔直径26mm,高33mm,外圆面有一距型孔,距型孔在高度方向上宽20mm,长为52mm. 主密封室13,为一圆柱体,总高48mm,上部外径97 mm,下部有一圆台,圆台外径86 mm,高8.5 mm,中心为一方孔,边长52mm,圆柱侧面有两孔,直径19mm,两孔夹角180度,孔中心线距离端面24mm; 铸铁密封块14 用灰铸铁材料制作,由两块矩形齿相嵌组成,每块长52mm,宽30mm,高48mm,沿高方向,设有一半圆槽,直径为26 mm,中心线距背面和侧面均为26 mm,矩形齿在半圆槽开口方向,齿峰高11mm,齿宽与齿间宽度均为6mm,上端一齿高为7 mm,下端一台距背面27 mm; 15 为压缩弹簧,弹簧外径16 mm,高104 mm,钢丝直径为2mm;丝堵16总高60mm,上端直径34 mm,下端长度42 mm,下端外螺纹直径24×1.5,孔深46 mm,直径8 mm,下端有一台阶孔,内径17.5;密封室套17外径为一台阶柱,总高140 mm,下段外径120 mm,上段直径110 mm,高30 mm,下端外径有4个圆台,高32 mm,外径35 mm,内孔直径27.4 mm,长10 mm,其余为M24x1.5螺纹孔,下部两台中心距下端面44 mm,夹角180°,上部两台距内孔上平面16 mm,夹角120°,下端内孔直径97 mm,深101 mm,下端螺纹M100x2,深28 mm,上端螺纹孔M85x2;连接柱 18为一圆柱体,总长44mm,下端台阶直径74mm,高16mm,中段直径为30 mm,高8 mm,上端为螺纹M100 X2;上端设有台阶内孔,直径68mm,深8mm;下端有内螺纹孔,M56×2,深30mm,中间有小孔,直径37mm;调偏球销21为一柱状体,总高117 mm,内孔直径39 mm,外部直径56 mm,高度72 mm,上段部位为M56×2螺纹,长度28,柱状体下部为球形体,直径为70 mm;调偏球销19为柱状体,总高117 mm,内孔直径39 mm,外径上部直径56 mm,高72 mm,其上端部为螺纹M56x2,长度28 mm,,柱状体下部为球形体,其直径为70 mm;调偏球座20外径94 mm,高24 mm,内球星孔直径70 mm,水平中心线距上端面1 mm,下端孔径56 mm;球座室21总高132mm,外直径119 mm,在距离下端面20 mm以上有一环型槽,槽宽22 mm,环底直径86 mm,下侧面为斜面,与外圆面夹角60°,上侧面为垂直面;下端有一环槽,槽深7 mm,环底大径96 mm,小径80 mm,侧面为斜面,与底平面夹角77°,内径为台阶孔,上部为内螺纹M100x2,高29 mm,中部圆孔直径108 mm,高52 mm,下圆孔直径52 mm;引导套22为环形套,总高18 mm,上端外径44 mm,宽6 mm,其余外径为40 mm,内孔直径26 mm,外径小端内孔有一斜角,与内孔面夹角30°;锁紧球盖23总高53mm,大外圆高15 mm,外径119 mm,小外圆为螺纹M100 X2,底孔内径80 mm,高5 mm,中孔内径88 mm,高33 mm,大孔内径99 mm。
Claims (3)
1.一种高温长效光杆密封装置,由辅助密封系统、防喷阀、主密封器、调偏器四部分组成,其特征在于:辅助密封系统由盘根、上下密封座和密封块外套组成,每一个组成为一节;盘根用橡胶材料制作,坐在上下密封块座内,由内含盘根的上下密封块座组成的辅助密封系统内结构,整体放入密封块外套中;辅助密封系统通过外套上的内外螺纹相互串接;辅助密封系统可重复设置1-4节;由下往上数的第一节密封块外套上设置有限位螺钉;辅助密封系统上端与上端螺母螺纹相连,上端螺母中从下至上依次装有密封环、收紧环、防尘环,顶端装有锁紧螺母;防喷阀、主密封器设置在阀室套内,辅助密封系统下端与阀室套上端螺纹连接;阀室套内上部为阀板室,阀板装在阀板室侧孔内,阀板室侧孔与阀室套上部侧孔对应;阀室套两侧孔内装有弹簧、丝堵,阀室套下部装有主密封器,主密封器下端装有连接轴;连接轴下端螺纹连接有调偏器。
2.如权利要求1所述的高温长效光杆密封装置,其特征在于:主密封器由阀室套、主密封块室、铸铁密封块、丝堵、弹簧组成,主密封块室圆柱面间隔180度设有两孔,圆柱孔内为一矩形孔,铸铁密封块为相对应的两块,装在主密封块室的矩形孔中,相向抱紧在光杆上;铸铁密封块背面与主密封块室两侧孔相对应,主密封块室两侧孔又和阀室套下部两孔对应;两弹簧通过阀室套、主密封块室两侧的侧孔与铸铁密封块接触;丝堵装在阀室套两侧孔内,丝堵与压缩弹簧呈压紧状态,压缩弹簧压紧在铸铁密封块上。
3.如权利要求1所述的高温长效光杆密封装置,其特征在于:调偏器由锁紧球盖、调偏球座、调偏球销、调偏球座室组成,调偏球座装在调偏球座室内,调偏球销装在调偏球座内,锁紧球盖装在调偏球座室上部,与调偏球座成压紧状态。
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