CN206376797U - 抽油机井封堵器及抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抽油机井封堵器及抽油机。该抽油机井封堵器包括密封球和穿设于光杆上的球托、滑套和压盖；球托包括开口相互背离设置的第一腔体和第二腔体，且第一腔体和第二腔体的轴线上开设有用于穿设于光杆上的通孔，第二腔体与盘根盒螺纹连接，第一腔体的底端凸向第二腔体；压盖盖设在第一腔体的开口上；滑套为锥体，滑套位于第一腔体内，且滑套的顶端可与第一中心孔的内端抵接，密封球位于第一腔体与滑套的底部所围成的空间内。应用该抽油机井封堵器的抽油机可以在井口光杆断脱时密封井口原光杆通道，阻止原油喷出，并且在平时日常生产中作为盘根密封的补充，在盘根失效时作为第二重密封防护。

Description

抽油机井封堵器及抽油机

技术领域

本实用新型涉及抽油机密封技术，尤其涉及一种抽油机井封堵器及抽油机。

背景技术

抽油机作为目前各大油田的主要采油方式之一，应用广泛。然而抽油杆在工作过程中，由于承受不对称循环载荷的作用，并且在中和点以下的抽油杆承受不对称拉压循环载荷，加上抽油杆柱本身未加工面积达85％以上，不可避免地会有疲劳源存在，从而可能产生疲劳断裂；井口抽油杆部位作为应力集中区，断脱的几率更大，部分地区的油气层或地层水含有腐蚀性的CO₂与H₂S等，增加了抽油杆断脱的可能性，井口抽油杆断脱之后引起的油气喷溅不仅造成了油气的损失，而且污染环境。

抽油机井口现行的密封方式为盘根密封，盘根通常是较柔软的线状物编织而成的、截面积是正方形或长方形、圆形的条状物，盘根密封是将盘根缠绕光杆上，从而达到光杆和周围空隙密封的效果，阻止原油从光杆周围溢出。

然而在抽油井的生产过程中，盘根属易损耗需勤更换的配件，抽油机安装误差、光杆工况差、盘根盒扶正器及密封器的不合理使光杆持续的上下运动与油管之间产生异常挤压或磨擦，使光杆划伤或变形，进而加速盘根磨损，最终导致井口盘根和光杆密封不严而漏油，给正常生产带来极大不便。

实用新型内容

本实用新型提供一种抽油机井封堵器及抽油机，可以在井口光杆断脱时密封井口原光杆通道，阻止原油喷出，并且在平时日常生产中作为盘根密封的补充，在盘根失效时作为第二重密封防护。

一方面本实用新型提供一种抽油机井封堵器，包括：密封球，以及穿设于光杆上的球托、滑套和压盖；

所述球托为回转体，所述球托包括开口相互背离设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体均为中心对称腔体，且所述第一腔体和所述第二腔体的轴线上开设有用于穿设于光杆上的通孔，所述第二腔体与盘根盒螺纹连接，且所述盘根盒的盘根格兰压盖顶端与所述第二腔体的腔壁贴合，所述盘根格兰压盖的外侧壁设置有台阶，所述台阶与所述第二腔体之间形成卡合空间，所述盘根盒的侧壁顶端设置在所述卡合空间内；所述第一腔体的底端凸向所述第二腔体；

所述压盖盖设在所述第一腔体的开口上，且所述压盖具有可穿设所述光杆的第一中心孔；

所述滑套为锥体，所述滑套位于所述第一腔体内，所述滑套具有可穿设所述光杆的第二中心孔，且滑套的顶端可与第一中心孔的内端抵接；所述密封球位于所述第一腔体与所述滑套的底部所围成的空间内。

具体的，第一腔体的内壁上设置有限制滑套下滑的限位部，保证滑套水平放置。

具体的，滑套的底部为凸向滑套顶端的内锥结构。

可选的，第一腔体的径向截面形状为U形或者V形。

具体的，密封球的直径大于光杆的直径，且小于光杆外壁和第一腔体的内壁之间的最大距离，密封球置于光杆任意侧，并处于自由状态。

具体的，所述压盖的第一端的第一侧壁为锥面，所述第一侧壁的锥面锥度与所述滑套的第二锥面锥度相同，所述第一端为所述压盖靠近所述第一中心孔的一端，所述第一侧壁为靠近所述滑套的侧壁，所述第二锥面为靠近所述压盖的锥面。

具体的，滑套底部与光杆接触的部位设有环形密封触角。

具体的，滑套包括由刚性材料制成的内芯，内芯的外部包裹有弹性材料。

具体的，第一腔体的内径大于第二腔体的内径，球托上部的外径大于球托下部的外径。

第二方面本实用新型提供一种抽油机，包括上述的抽油机井封堵器。

本实用新型提供了一种抽油机井封堵器及抽油机。本实用新型提供的抽油机井封堵器包括密封球，以及穿设于光杆上的球托、滑套和压盖；球托为回转体，球托包括开口相互背离设置的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体均为中心对称腔体，且第一腔体和第二腔体的轴线上开设有用于穿设于光杆上的通孔，第二腔体与盘根盒螺纹连接，且盘根盒的盘根格兰压盖顶端与第二腔体的腔壁贴合，盘根格兰压盖的外侧壁设置有台阶，台阶与第二腔体之间形成卡合空间，盘根盒的侧壁顶端设置在卡合空间内；第一腔体的底端凸向第二腔体；压盖盖设在第一腔体的开口上，且压盖具有可穿设光杆的第一中心孔；滑套为锥体，滑套位于第一腔体内，滑套具有可穿设光杆的第二中心孔，且滑套的顶端可与第一中心孔的内端抵接；密封球位于第一腔体与滑套的底部所围成的空间内。应用该抽油机井封堵器的抽油机可以在井口光杆断脱时密封井口原光杆通道，阻止原油喷出，并且在平时日常生产中作为盘根密封的补充，在盘根失效时作为第二重密封防护，从而达到补充密封的作用，以便采油工有足够的时间对盘根进行更换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型抽油机井封堵器的径向截面图；

图2为本实用新型抽油机井封堵器第一工况下的径向截面图；

图3为本实用新型抽油机井封堵器第二工况下的径向截面图；

图4为本实用新型抽油机井封堵器第三工况下的径向截面图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型抽油机井封堵器的径向截面图，如图1所示，本实施例提供的抽油机井封堵器包括密封球2和穿设于光杆上的球托1、滑套3和压盖4；球托1为回转体，球托1包括开口相互背离设置的第一腔体11和第二腔体12，第一腔体11和第二腔体12均为中心对称腔体，且第一腔体11和第二腔体12的轴线上开设有用于穿设于光杆7上的通孔，第二腔体12与盘根盒5螺纹连接，且盘根盒5的盘根格兰压盖6顶端与第二腔体12的腔壁贴合，盘根格兰压盖6的外侧壁设置有台阶13，台阶13与第二腔体12之间形成卡合空间，盘根盒5的侧壁顶端设置在卡合空间内；第一腔体11的底端凸向第二腔体12；压盖4盖设在第一腔体11的开口上，且压盖4具有可穿设光杆7的第一中心孔41；滑套3为锥体，滑套3位于第一腔体11内，滑套3具有可穿设光杆7的第二中心孔，且滑套3的顶端可与第一中心孔41的内端抵接，密封球2位于第一腔体11与滑套3的底部所围成的空间内。

具体地，正常生产条件下，如图1所示，图中箭头表示原油流经的位置和方向，滑套3穿设于光杆上，滑套设置在第一腔体11的内部，密封球2位于第一腔体11与滑套3的底部所围成的空间内；第二腔体12与盘根盒5螺纹连接，盘根格兰压盖6与第二腔体12的腔壁贴合，第二腔体12的腔壁将盘根格兰压盖6向盘根盒5方向挤压，使得盘根盒内部的盘根紧凑贴合在光杆7上，达到密封光杆的效果，此时第一腔体11内没有原油进入。在此平稳生产情况下，密封球2对于光杆7的摩擦非常小，密封球2相对光杆状态稳定，围绕光杆略微有转动，不会有强烈碰撞等影响工况的现象发生。

本领域技术人员应该明白，优选滑套3与光杆之间没有缝隙，滑套3与光杆之间的位置关系应该既能保证滑套可以沿光杆滑动，又可以使滑套3在第一腔体11内呈水平状态，以保证滑套3的顶端与第一中心孔41的内端抵接，以使在后续盘根失效或者光杆发生断脱的情况发生时，密封井口，防止原油漏出抽油机。

下面对本实用新型提供的抽油机井封堵器的工作原理进行详细的说明。

当盘根盒5内盘根失效时，如图2所示，图中箭头表示原油流经的位置和方向，原油会从光杆7和盘根盒5之间涌入第一腔体11，第一腔体11内的原油挤压滑套3使滑套3上移，紧密贴合在压盖4上，且滑套3的顶端与第一中心孔41的内端抵接，从而防止了原油漏出抽油机，污染环境。

当井口光杆发生断脱时，如图3所示，图中箭头表示原油流经的位置和方向，当球托1的通孔内油压不足以将密封球2顶起时，密封球2没有光杆7的阻挡，结合第一腔体11凸向第二腔体12，密封球2在自身重力作用下滚动到第一腔体11底部，密封球2堵住第一腔体11的下端通孔，从而防止了原油漏出抽油机。

当球托1的通孔内油压较大时，如图4所示，图中箭头表示原油流经的位置和方向，密封球2在油压的作用下被顶起，贴合在滑套3底部的第二中心孔上，从而实现了对第一腔体11内原油的封堵，防止了原油漏出抽油机。

具体的，第一腔体11内壁上设置有限制滑套3下滑的限位部8，如图1或图3所示，在盘根盒内盘根或者密封球2密封良好的情况下，第一腔体11内没有油压作用，限位部8抵接在滑套3下部，阻止滑套3落下挤压密封球2，避免了如图1所示的情况下，滑套3下移压在密封球2上，增加密封球2与光杆7之间压力和摩擦力，使光杆7和密封球2容易磨损。

优选地，限位部8水平设置在第一腔体11的内壁上，限位部8的如此设置方式可以进一步保证滑套3的水平设置，从而进一步保证了在后续盘根失效或者光杆发生断脱的情况发生时，井口可以被密封，原油不会漏出抽油机。

具体地，滑套3的底部为凸向滑套3顶端的内锥结构，将滑套3的底部设置为凸向滑套顶端的内锥结构，当井口光杆发生断脱密封球2被高油压顶起时，滑套3底部的内锥结构可以引导密封球2贴合在滑套3底部的第二中心孔上，且本领域技术人员可以理解的是，滑套3底部的内锥结构的锥度越小导向能力越强。

可选的，第一腔体11的径向截面形状可以为U型，也可以为V型，第一腔体11的径向截面设计成U型或V型都可以实现，当光杆断裂时，第一腔体底部内凹结构引导密封球2在自身重力作用下滚动到第一腔体11底部通孔上，U型截面底部的坡度是逐渐减小的，采用U型截面对密封球2的导向能力相对于采用V型截面对密封球2的导向能力较弱，但是采用U型截面，密封球2在第一腔体11底部滚动时比较平滑，密封球2不会因为快速滚动与第一腔体11内部发生剧烈碰撞，从而损坏第一腔体11，尤其可能碰撞第一腔体11底部的通孔，造成通孔壁破损影响密封球2的密封效果。

具体的，密封球2的直径大于光杆7的直径，且小于光杆7外壁和第一腔体11的内壁之间的最大距离，密封球2处于光杆7任意侧，处于自由状态。如图3或图4所示，其中，密封球2的直径大于光杆7的直径，当密封球抵触在球托1的通孔上时，密封球2不会从通孔挤出第一腔体11，也可以将原油堵住，防止原油泄露；密封球2的直径小于光杆7外壁和第一腔体11的内壁之间的最大距离，可以使密封球2处于光杆7任意侧，处于自由状态，而不会挤压光杆使光杆变形。

具体的，压盖6的第一端的第一侧壁14为锥面，第一侧壁的锥面锥度与滑套3的第二锥面15锥度相同，第一端为压盖靠近第一中心孔41的一端，第一侧壁14为靠近滑套3的侧壁，第二锥面15为靠近压盖6的锥面，如图2或4所示，如此设置使得当滑套顶部抵接至第一中心孔41上时，滑套3的第二锥面15可完全与压盖6的第一端的第一侧壁14贴合，且滑套的顶端与第一中心孔的内端抵接，从而进一步保证利润滑套3将第一中心孔41封堵的效果，从而防止了第一腔体11内原油从滑套3和压盖4之间流出抽油机(井口)，并且第一腔体11内的油压越大，密封效果越好。

具体的，滑套3底部与光杆7接触的部位设置有环形密封触角9，优选的，环形密封触角9可以是倒锥结构，当第一腔体11内充满原油时，原油挤压环形密封触角9的锥面，使得环形密封触角9更加贴合在光杆7上，阻止原油从滑套3和光杆7之间流出抽油机，进一步保证了密封效果，并且油压越大，密封效果越好。

具体的，滑套3包括刚性材料制成的内芯31，内芯31外部包裹有弹性材料32，刚性材料制成的内芯31可以保证滑套3的整体强度，使得滑套3在高油压作用下不会变形破损，进而提高了滑套3与光杆7以及压盖4之间的密封效果，此外，密封球2在油压作用下不可避免的会与滑套3之间发生碰撞，在内芯31外部包裹有弹性材料32可以缓冲密封球2与滑套3之间的碰撞，避免滑套3磨损，同时弹性材料32也对滑套3与光杆7之间起到了密封作用。其中，弹性材料32和环形密封触角9可为一体式结构，也可为分体式结构，优选为弹性材料32和环形密封触角9为一体式结构，以达到弹性材料32和环形密封触角9形成对光杆的双重密封效果。

具体的，第一腔体11的内径大于第二腔体12的内径，球托1上部的外径大于球托下部的外径，第二腔体12的内径与盘根盒螺纹连接，第二腔体12的内径由盘根盒决定，第一腔体11的内径要大于密封球2的直径和光杆直径之和，在实际应用中光杆的直径是确定的，为了满足密封球2对第一腔体11底部通孔的密封效果，密封球2的重量需要达到一定值，因此密封球的体积也有一定限制，根据实际应用经验第一腔体11的内径大于第二腔体12的内径更加合理，同时，当光杆断裂时原油涌入第一腔体11，第一腔体11的内径大于第二腔体12的内径可以使得原油进入第一腔体11时油压减小，避免了原油对滑套3的直接冲击，减小了抽油机井封堵器破损的可能性，提高了抽油机井封堵器使用的寿命。

本实施例提供的抽油机井封堵器包括密封球，以及穿设于光杆上的球托、滑套和压盖；球托为回转体，球托包括开口相互背离设置的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体均为中心对称腔体，且第一腔体和第二腔体的轴线上开设有用于穿设于光杆上的通孔，第二腔体与盘根盒螺纹连接，且盘根盒的盘根格兰压盖顶端与第二腔体的腔壁贴合，盘根格兰压盖的外侧壁设置有台阶，台阶与第二腔体之间形成卡合空间，盘根盒的侧壁顶端设置在卡合空间内；第一腔体的底端凸向第二腔体；压盖盖设在第一腔体的开口上，且压盖具有可穿设光杆的第一中心孔；滑套为锥体，滑套位于第一腔体内，滑套具有可穿设光杆的第二中心孔，且滑套的顶端可与第一中心孔的内端抵接；密封球位于第一腔体与滑套的底部所围成的空间内。该抽油机井封堵器可以在井口光杆断脱时密封井口原光杆通道，阻止原油喷出，并且在平时日常生产中作为盘根密封的补充，在盘根失效时作为第二重密封防护，从而达到补充密封的作用，以便采油工有足够的时间对盘根进行更换。

本实用新型还提供一种抽油机，该抽油机包括上述的抽油机井封堵器。其中，抽油机井封堵器的具体结构、功能和工作原理均已在前述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。

应用该抽油机井封堵器的抽油机可以在井口光杆断脱时密封井口原光杆通道，阻止原油喷出，并且在平时日常生产中作为盘根密封的补充，在盘根失效时作为第二重密封防护，从而达到补充密封的作用，以便采油工有足够的时间对盘根进行更换。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种抽油机井封堵器，其特征在于，包括：密封球，以及穿设于光杆上的球托、滑套和压盖；

所述球托为回转体，所述球托包括开口相互背离设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体均为中心对称腔体，且所述第一腔体和所述第二腔体的轴线上开设有用于穿设于光杆上的通孔，所述第二腔体与盘根盒螺纹连接，且所述盘根盒的盘根格兰压盖顶端与所述第二腔体的腔壁贴合，所述盘根格兰压盖的外侧壁设置有台阶，所述台阶与所述第二腔体之间形成卡合空间，所述盘根盒的侧壁顶端设置在所述卡合空间内；所述第一腔体的底端凸向所述第二腔体；

所述压盖盖设在所述第一腔体的开口上，且所述压盖具有可穿设所述光杆的第一中心孔；

所述滑套为锥体，所述滑套位于所述第一腔体内，所述滑套具有可穿设所述光杆的第二中心孔，且滑套的顶端可与第一中心孔的内端抵接；所述密封球位于所述第一腔体与所述滑套的底部所围成的空间内。

2.根据权利要求1所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述第一腔体的内壁上设置有限制所述滑套下滑的限位部。

3.根据权利要求1所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述滑套的底部为凸向所述滑套顶端的内锥结构。

4.根据权利要求3所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述第一腔体的径向截面形状为U形或者V形。

5.根据权利要求4所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述密封球的直径大于所述光杆的直径，且小于所述光杆外壁和所述第一腔体的内壁之间的最大距离，所述密封球置于光杆任意侧，并处于自由状态。

6.根据权利要求1所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述压盖的第一端的第一侧壁为锥面，所述第一侧壁的锥面锥度与所述滑套的第二锥面锥度相同，所述第一端为所述压盖靠近所述第一中心孔的一端，所述第一侧壁为靠近所述滑套的侧壁，所述第二锥面为靠近所述压盖的锥面。

7.根据权利要求1所述的抽油机井封堵器，其特征在于：所述滑套底部与光杆接触的部位设有环形密封触角。

8.根据权利要求1-7任一项所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述滑套包括由刚性材料制成的内芯，所述内芯的外部包裹有弹性材料。

9.根据权利要求1-7任一项所述的抽油机井封堵器，其特征在于，所述第一腔体的内径大于所述第二腔体的内径，所述球托上部的外径大于所述球托下部的外径。

10.一种抽油机，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的抽油机井封堵器。