CN219974452U - 一种充气型抽油光杆密封盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充气型抽油光杆密封盒，涉及油田采油井口配套工具技术领域，包括密封盒体，密封盒体内部设置有迷宫补偿密封腔，迷宫补偿密封腔具有从上到下依次竖直连通的圆柱形腔体、上大下小的大锥形腔体和上大下小的小锥形腔体；迷宫补偿密封腔内设置有迷宫密封件，圆柱形腔体内设置有环形气囊，迷宫密封件的外周面与环形气囊的内周面、大锥形腔体的侧壁以及小锥形腔体的侧壁相抵接。本实用新型利用气囊对迷宫密封件进行径向压紧，迷宫密封件发生形变对腔体侧壁产生挤压，锥形侧壁进而对其产生径向和轴向的反作用力，使迷宫密封件在径向和轴向上均能贴合的更紧密，相较于常规的圆柱形密封腔体仅产生径向的反作用力，增强了补偿密封的效果。

Description

一种充气型抽油光杆密封盒

技术领域

本实用新型涉及油田采油井口配套工具技术领域，特别是涉及一种充气型抽油光杆密封盒。

背景技术

油田采油除了自喷井外，绝大部分均需使用往复式抽油机。往复式抽油机工作时通过光杆实现悬绳器与抽油杆柱之间的连接，带动油泵活塞往复运动，产生的高压将石油抽到地面，通过管线将石油输送到集输站。光杆在往复运动过程中，与井口装置产生滑动配合，如果滑动配合面工作过程中产生间隙，具有压力的石油会通过这个配合面的间隙向外泄漏，造成环境污染和石油浪费，所以需要配置密封性能优良的光杆密封器。

目前的抽油机井口光杆密封器，其内部的密封件一般采用盘根密封，如专利名称为“一种有杆采油井口光杆的密封结构”、申请号为“201510263601.6”的发明专利，设计了三级密封腔，两端的一、三级密封腔内添加盘根，中间的二级密封腔内添加特制注剂，把盘根的密封对象从井下状况复杂的油液改变为特制的注剂，选择合适的盘根材料，实现对注剂的有效密封，保证剂成分、压力、温度、性能等等方面的稳定，来避免井下油液成分、温度、含水率、液量、压力、含气量变化每一时刻都不相同导致的密封不牢靠的问题。又如专利名称为“一种抽油光杆用多级防喷密封盒”、申请号为“202222843390.1”的实用新型专利，包括密封盒体，所述密封盒体内部设置有从上到下依次排列的迷宫补偿密封腔、注剂补偿密封腔和盘根密封腔，所述注剂补偿密封腔的上方和/或下方设置有滚珠导向套，所述盘根密封腔下方设置有防喷结构。本实用新型采用滚珠导向套代替普通压块，使光杆的滑动摩擦转变为滚动摩擦，改善光杆偏磨，减少光杆断脱风险，且将三级密封和防喷功能结合为一体，既可自动补偿填料，密封周期长，又可防止光杆断脱发生井喷事故，保护油田作业安全，减少环境污染。

传统密封盒依靠金属压块压紧盘根，或其他刚性压紧方案，只能实现盘根的轴向压紧，而无法实现径向的压紧，一旦内孔偏磨，即使是极少量的偏磨，也会导致密封失效，同时也加快了盘根材质的磨损，需要经常更换盘根，浪费材料，且一般仅靠盘根进行密封，密封效果差。因此现亟需一种新的方案以实现盘根的径向压紧，提高密封效果，并利用压紧的盘根对光杆进行导向，避免光杆偏磨。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种充气型抽油光杆密封盒，以解决上述现有技术存在的问题，实现盘根的径向压紧，提高密封效果，并利用压紧的盘根对光杆进行导向，避免光杆偏磨。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种充气型抽油光杆密封盒，包括密封盒体，所述密封盒体内部设置有迷宫补偿密封腔，所述迷宫补偿密封腔具有从上到下依次竖直连通的圆柱形腔体、上大下小的大锥形腔体和上大下小的小锥形腔体，所述圆柱形腔体的底面与所述大锥形腔体的顶面重合，所述圆柱形腔体的直径大于所述大锥形腔体顶圆的直径，所述大锥形腔体的底面与所述小锥形腔体的顶面重合，所述大锥形腔体的底圆直径等于所述小锥形腔体的顶圆直径；所述迷宫补偿密封腔内设置有迷宫密封件，所述圆柱形腔体内设置有环形气囊，所述迷宫密封件的外周面与所述环形气囊的内周面、所述大锥形腔体的侧壁以及所述小锥形腔体的侧壁相抵接。

优选地，所述环形气囊为环形结构，所述环形气囊设置有断开所述环形结构的切口，所述切口处设置有插接接口，所述插接接口包括互相配合的外接口和内接口，所述外接口设置于所述切口一侧，所述内接口设置于所述切口另一侧，所述内接口具有用于插入所述外接口内部的插入段，所述插入段外周与所述外接口内周相贴合。

优选地，所述环形气囊具有充气部件，所述圆柱形腔体的侧壁上设置有供所述充气部件通过的让位孔。

优选地，所述大锥形腔体下方设置有第一台阶孔，所述第一台阶孔内设置有迷宫密封套，所述迷宫密封套为环形结构，所述环形结构的内孔上部设置有上大下小的锥形斜面，所述锥形斜面的顶圆与所述大锥形腔体的底面重合，所述锥形斜面的顶圆直径等于大锥形腔体的底圆直径，所述锥形斜面围成的腔体即为所述小锥形腔体。

优选地，所述密封盒体内还设置有注剂补偿密封腔，所述注剂补偿密封腔的上方和/或下方设置有所述迷宫补偿密封腔。

优选地，所述注剂补偿密封腔上方和/或下方设置有防漏胶组件，所述防漏胶组件包括防漏胶套环以及设置于所述防漏胶套环内部的刮胶部件和限位部件，所述限位部件靠近所述注剂补偿密封腔。

优选地，所述刮胶部件和所述限位部件均为环形结构，所述限位部件的外径大于所述刮胶部件的外径，所述限位部件的内径小于所述刮胶部件的外径且大于所述刮胶部件的内径，所述防漏胶套环内部设置有内螺纹和第二台阶孔，所述内螺纹设置于所述第二台阶孔上方，所述刮胶部件设置于所述第二台阶孔内，所述限位部件设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹。

优选地，所述密封盒体包括从上到下依次连接的密封上盖、密封中套和密封底座；所述密封中套上部内侧开设有第一个所述迷宫补偿密封腔，所述密封中套中部开设有所述注剂补偿密封腔，所述密封底座上部内侧开设有第二个所述迷宫补偿密封腔。

优选地，所述密封上盖下部内侧设置有第三台阶孔，所述第三台阶孔内设置有压紧块，所述压紧块的底面与第一个所述迷宫补偿密封腔中的所述迷宫密封件和所述环形气囊的上端面抵接。

优选地，所述密封中套下部内侧开设有第四台阶孔，所述第四台阶孔内设置有所述防漏组件，所述防漏组件靠近所述限位部件的一端为第一端面，所述防漏组件靠近所述刮胶部件的一端为第二端面，所述第一端面与所述第四台阶孔相抵接，所述第二端面与所述第二个所述迷宫补偿密封腔中的所述迷宫密封件和所述环形气囊的上端面抵接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、通过设置具有从上到下依次竖直连通的圆柱形腔体、上大下小的大锥形腔体和上大下小的小锥形腔体的迷宫补偿密封腔，并将迷宫密封件设置在上述迷宫补偿密封腔内，在圆柱形腔体内设置环形气囊，使迷宫密封件的外周面与环形气囊的内周面、大锥形腔体的侧壁以及小锥形腔体的侧壁相抵接，在迷宫密封件上方具有对其进行轴向压紧的压紧块的同时，利用气囊将迷宫密封件从外周面向里压紧，通过气压持续施加径向抱紧力，迷宫密封件受力发生形变并对腔体侧壁产生挤压，大锥形腔体和小锥形腔体的侧壁进而对其产生径向和轴向的反作用力，使迷宫密封件在径向和轴向上均能贴合的更紧密，相较于常规的圆柱形密封腔体仅产生径向的反作用力，增强了补偿密封的效果。且在迷宫密封件外周增加了环形气囊后，减少了油液向外泄漏的通道，避免油液泄漏时的冲刷作用。同时利用了环形气压压力的均匀性，使迷宫密封件周向受到均匀的相同压力，避免了受力不均导致的偏磨，提高了迷宫密封件对偏磨井况的适应性。

2、由于抽油光杆的长度非常长，安装环形气囊时，若从光杆端部穿入难度较大且耗时长，通过在环形气囊上设置可开合的插接接口，安装时掰开接口便可使环形气囊包住光杆，便于随时更换环形气囊，且更换时不需要将其上方的零件从光杆上拆下。通过将该插接接口设置为具有相互配合的内接口和外接口，内接口的插入段插入外接口，插入段外周与外接口内周相贴合，向环形气囊内部充气时，利用气压使插入段与外接口内周紧密贴合，即利用气压实现其自身的密封，在保证了密封性的前提下方便了环形气囊的安装和更换。

3、通过在注剂补偿密封腔的上方和/或下方设置包括刮胶部件的防漏组件，光杆上下运行时，刮胶部件的内孔可以把光杆壁上的胶料刮下，防止注剂过量泄漏流失。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型的结构示意图；

图2为迷宫补偿密封腔的结构示意图；

图3为图1中防漏组件的结构示意图；

图4为图1中环形气囊的结构示意图；

图5为图4中的A部放大图；

其中，1、密封盒体；2、迷宫补偿密封腔；3、圆柱形腔体；4、大锥形腔体；5、小锥形腔体；6、迷宫密封件；7、环形气囊；8、第一台阶孔；9、迷宫密封套；10、锥形斜面；11、注剂补偿密封腔；12、防漏胶组件；13、防漏胶套环；14、刮胶部件；15、限位部件；16、第二台阶孔；17、密封上盖；18、密封中套；19、密封底座；20、第三台阶孔；21、压紧块；22、充气部件；23、让位孔；24、切口；25、外接口；26、内接口；27、插入段；28、第四台阶孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图和具体实施方式，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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参考图1至图5，本实施例提供一种充气型抽油光杆密封盒，包括密封盒体1，密封盒体1内部设置有迷宫补偿密封腔2，迷宫补偿密封腔2具有圆柱形腔体3、大锥形腔体4和小锥形腔体5，圆柱形腔体3、大锥形腔体4和小锥形腔体5从上到下依次竖直连通，圆柱形腔体3的底面与大锥形腔体4的顶面重合，圆柱形腔体3的直径大于大锥形腔体4顶圆的直径，即圆柱形腔体3和大锥形腔体4的连接处形成一个台阶。大锥形腔体4的底面与小锥形腔体5的顶面重合，大锥形腔体4的底圆直径等于小锥形腔体5的顶圆直径。迷宫补偿密封腔2内设置有迷宫密封件6，圆柱形腔体3内设置有环形气囊7，环形气囊7位于圆柱形腔体3和大锥形腔体4的连接处的台阶上，迷宫密封件6的外周面与环形气囊7的内周面、大锥形腔体4的侧壁以及小锥形腔体5的侧壁相抵接。

作为本实施例的一种优选方案，迷宫补偿密封腔2中的小锥形腔体5由迷宫密封套9围成，具体方案为，密封盒体1内部大锥形套下方设置有第一台阶孔8，第一台阶孔8上设置有迷宫密封套9，迷宫密封套9为环形结构，该环形结构的内孔上部设置有上大下小的锥形斜面10，该锥形斜面10的顶圆与大锥形腔体4的底面重合，锥形斜面10的顶圆直径等于大锥形腔体4的底圆直径，该锥形斜面10围成的腔体即为迷宫补偿密封腔2的小锥形腔体5。利用可拆卸更换的迷宫密封套9包围形成迷宫补偿密封腔2的小锥形腔体5，可根据实际迷宫密封件6的种类和规格选用不同尺寸的迷宫密封套9，以改变小锥形腔体5的角度及高度等。

为了增加密封盒的密封性，除了在抽油光杆的径向上设置迷宫密封件6和环形气囊7的双重保障外，还可在抽油光杆的轴向上设置多级密封腔，如设置多个迷宫补偿密封腔2，或者设置多个种类的密封腔，如注剂补偿密封腔11，进一步对抽油光杆进行调偏。本实施例中采用迷宫补偿密封腔2和注剂补偿密封腔11的结合，在注剂补偿密封腔11的上方和/或下方设置迷宫补偿密封腔2。抽油光杆上下运行时，注剂补偿密封腔11中的部分注剂即胶料会附着在抽油光杆的杆壁上，为了防止注剂流失，在注剂补偿密封腔11的上方和/或下方设置防漏胶组件12，防漏胶组件12包括防漏胶套环13，防漏胶套环13内设置有刮胶部件14和限位部件15，刮胶部件14和限位部件15均为环形结构，限位部件15的外径大于刮胶部件14的外径，限位部件15的内径小于刮胶部件14的外径且大于刮胶部件14的内径，防漏胶套环13内部设置有内螺纹和第二台阶孔16，内螺纹设置于第二台阶孔16上方，刮胶部件14设置于第二台阶孔16内，限位部件15设置有与内螺纹相配合的外螺纹，限位部件15和防漏胶套环13通过螺纹连接。防漏胶套环13、刮胶部件14和限位部件15均套设于抽油光杆外周，刮胶部件14的内孔与光杆贴合，为防止光杆运行卡阻，在刮胶部件14上设置一个开口，形成C型环，使其具有弹性，抽油光杆上下运行时，刮胶部件14的内孔可以将杆壁上的胶料刮下，以防止注剂过量泄漏流失。刮胶部件14与防第二台阶孔16的台阶面抵接，限位部件15用于防止刮胶部件14在工作过程中脱出防漏胶套环13，限位部件15设置于防漏胶套环13内靠近注剂补偿密封腔11的一端。

关于密封盒体1，抽油光杆从密封盒体1中贯穿而过，密封盒体1包括从上到下依次连接的密封上盖17、密封中套18和密密封底座19，密封上盖17下部与密封中套18上部螺纹连接，密封中套18下部与密密封底座19上部螺纹连接。密封上盖17下部内侧开设有第三台阶孔20，第三台阶孔20内设置有压紧块21，密封中套18上部内侧开设有第一个迷宫补偿密封腔2，密封中套18中部开设有注剂补偿密封腔11，密密封底座19上部内侧开设有第二个迷宫补偿密封腔2，第一个迷宫补偿密封腔2和第二个迷宫补偿密封腔2中的迷宫密封件6均围绕抽油光杆紧密设置。压紧块21的上端面与第三台阶孔20抵接，压紧块21的下端面与密封中套18中的第一个迷宫补偿密封腔2内的迷宫密封件6和环形气囊7的上端面抵接，迷宫密封件6的下端设置于小锥形腔体5中，密封上盖17利用螺纹向下旋进时，实现压紧块21对迷宫密封件6的轴向压紧。设置于圆柱形腔体3的台阶上的环形气囊7包围在迷宫密封件6的外周，环形气囊7具有充气部件22，密封中套18的圆柱形腔体3部分的侧壁上设置有供充气部件22通过以连通外界的让位孔23，密封底座19的圆柱形腔体3部分的侧壁上同样设置有供充气部件22通过以连通外界的让位孔(图中未示出)。

作为本实施例的一种优选方案，环形气囊7为环形结构，环形气囊7上设置有断开该环形结构的切口24，切口24处设置有插接接口，插接接口包括互相配合的外接口25和内接口26，外接口25和内接口26分别设置于切口24的两侧，内接口26具有用于插入外接口25内部的插入段27，插入段27的外周面与外接口25的内周面相贴合。由于抽油光杆的长度非常长，安装环形气囊7时，若从光杆端部穿入难度较大且耗时长，通过在环形气囊7上设置可开合的插接接口，安装时掰开接口便可使环形气囊7包住光杆，便于随时更换环形气囊7，且更换环形气囊7时不用将密封上盖17和压紧块21拆下。通过将该插接接口设置为具有相互配合的内接口26和外接口25，内接口26的插入段27插入外接口25，插入段27外周与外接口25内周相贴合，向环形气囊7内部充气时，利用气压使插入段27与外接口25内周紧密贴合，即利用气压实现其自身的密封，在保证了密封性的前提下方便了环形气囊7的安装和更换。

作为本实施例的另一种优选方案，环形气囊7为C型全密封结构，安装时从C口掰开包住光杆，充气后利用气压完成C口两个端面的压紧，并抱紧其内部的迷宫密封件。

在本实施例中，密封中套18中的注剂补偿密封腔11下方，即密封中套18的下部内侧开设有第四台阶孔28，第四台阶孔28内安装防漏组件，防漏组件靠近限位部件15的一端为第一端面，防漏组件靠近刮胶部件14的一端为第二端面，防漏组件的第一端面与第四台阶孔28相抵接，第二端面与第二个迷宫补偿密封腔2中的迷宫密封件6和环形气囊7的上端面抵接。

工作时，通过充气部件22向环形气囊7内充气，气囊体积变大并充满由上部的压紧块21、下部的台阶、外周的侧壁以及内周的迷宫密封件6围成的空间，并将迷宫密封件6从外周面向里压紧，通过气压持续施加径向抱紧力，使其进一步抱紧抽油光杆，且利用环形气压压力的均匀性，使迷宫密封件6周向受到均匀的径向压力，使其对抽油光杆的压力同样均匀，避免了抽油光杆受力不均导致偏磨，提高了迷宫密封件6对偏磨井况的适应性。环形气囊7充气后，迷宫密封件6受径向压力发生形变，对腔体侧壁产生挤压，大锥形腔体4和小锥形腔体5的侧壁进而对其产生径向和轴向的反作用力，使迷宫密封件6在径向和轴向上均能贴合的更紧密，相较于常规的圆柱形密封腔体仅产生径向的反作用力，增强了补偿密封的效果。且在迷宫密封件6外周增加了环形气囊7后，减少了油液向外泄漏的通道，避免油液泄漏时的冲刷作用。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：包括密封盒体，所述密封盒体内部设置有迷宫补偿密封腔，所述迷宫补偿密封腔具有从上到下依次竖直连通的圆柱形腔体、上大下小的大锥形腔体和上大下小的小锥形腔体，所述圆柱形腔体的底面与所述大锥形腔体的顶面重合，所述圆柱形腔体的直径大于所述大锥形腔体顶圆的直径，所述大锥形腔体的底面与所述小锥形腔体的顶面重合，所述大锥形腔体的底圆直径等于所述小锥形腔体的顶圆直径；所述迷宫补偿密封腔内设置有迷宫密封件，所述圆柱形腔体内设置有环形气囊，所述迷宫密封件的外周面与所述环形气囊的内周面、所述大锥形腔体的侧壁以及所述小锥形腔体的侧壁相抵接。

2.根据权利要求1所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述环形气囊为环形结构，所述环形气囊设置有断开所述环形结构的切口，所述切口处设置有插接接口，所述插接接口包括互相配合的外接口和内接口，所述外接口设置于所述切口一侧，所述内接口设置于所述切口另一侧，所述内接口具有用于插入所述外接口内部的插入段，所述插入段外周与所述外接口内周相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述环形气囊具有充气部件，所述圆柱形腔体的侧壁上设置有供所述充气部件通过的让位孔。

4.根据权利要求1所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述大锥形腔体下方设置有第一台阶孔，所述第一台阶孔内设置有迷宫密封套，所述迷宫密封套为环形结构，所述环形结构的内孔上部设置有上大下小的锥形斜面，所述锥形斜面的顶圆与所述大锥形腔体的底面重合，所述锥形斜面的顶圆直径等于大锥形腔体的底圆直径，所述锥形斜面围成的腔体即为所述小锥形腔体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述密封盒体内还设置有注剂补偿密封腔，所述注剂补偿密封腔的上方和/或下方设置有所述迷宫补偿密封腔。

6.根据权利要求5所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述注剂补偿密封腔上方和/或下方设置有防漏胶组件，所述防漏胶组件包括防漏胶套环以及设置于所述防漏胶套环内部的刮胶部件和限位部件，所述限位部件靠近所述注剂补偿密封腔。

7.根据权利要求6所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述刮胶部件和所述限位部件均为环形结构，所述限位部件的外径大于所述刮胶部件的外径，所述限位部件的内径小于所述刮胶部件的外径且大于所述刮胶部件的内径，所述防漏胶套环内部设置有内螺纹和第二台阶孔，所述内螺纹设置于所述第二台阶孔上方，所述刮胶部件设置于所述第二台阶孔内，所述限位部件设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹。

8.根据权利要求7所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述密封盒体包括从上到下依次连接的密封上盖、密封中套和密封底座；所述密封中套上部内侧开设有第一个所述迷宫补偿密封腔，所述密封中套中部开设有所述注剂补偿密封腔，所述密封底座上部内侧开设有第二个所述迷宫补偿密封腔。

9.根据权利要求8所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述密封上盖下部内侧设置有第三台阶孔，所述第三台阶孔内设置有压紧块，所述压紧块的底面与第一个所述迷宫补偿密封腔中的所述迷宫密封件和所述环形气囊的上端面抵接。

10.根据权利要求8所述的一种充气型抽油光杆密封盒，其特征在于：所述密封中套下部内侧开设有第四台阶孔，所述第四台阶孔内设置有所述防漏胶组件，所述防漏胶组件靠近所述限位部件的一端为第一端面，所述防漏胶组件靠近所述刮胶部件的一端为第二端面，所述第一端面与所述第四台阶孔相抵接，所述第二端面与所述第二个所述迷宫补偿密封腔中的所述迷宫密封件和所述环形气囊的上端面抵接。