CN223305694U - 多级密封盘根装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多级密封盘根装置，涉及密封盘根技术领域，包括唇型盘根，所述唇型盘根为截面单元绕盘根中心轴旋转形成的环状盘根；所述截面单元顶部设置扩张上顶端头，所述密封盘根截面底部设置内槽分割出内唇口和外唇口，所述内槽顶部设置扩张槽。本实用新型中的扩张槽能提高内唇口、外唇口的扩张性能，同时在压缩时能使扩张上顶端头进入扩张槽增加唇形盘根之间的贴合力。

Description

多级密封盘根装置

技术领域

本实用新型涉及密封盘根技术领域，具体地说是多级密封盘根装置。

背景技术

目前，油田抽油机光杆密封器使用的盘根主要为螺旋式盘根，其截面为矩形或者梯形，整体结构为中心带有通孔的缠绕型柱体。螺旋型盘根在使用时将其放入光杆密封器中，通过旋紧密封器上端压盖实现密封。尽管螺旋盘根结构简单，价格低廉，但是在使用过程中磨损严重，易发生密封失效造成漏油现象，有效服役寿命短，更换频繁，降低油井的生产时率。从结构与密封作用之间关系来看，现有螺旋式盘根为整体结构，缠绕面之间不能形成逐级密封作用，同时由于盘根与光杆之间及盘根与密封器管壁形成的是面密封，当光杆偏移时因磨损严重出现密封失效。

公开号：C N118774661A，公开了井口密封器反螺旋轴密封结构，包括光杆、盘根密封组件、阀体、中部密封体、左部反螺旋密封组件和右部反螺旋密封组件，光杆上部设有盘根密封组件，光杆中部外侧套装设有阀体，阀体中部左侧和右侧均设有能够密封光杆对应位置的中部密封体，两组中部密封体外端分别连接有左部反螺旋密封组件和右部反螺旋密封组件。

公告号：CN204754852U，公开了一种井口柔性光杆密封装置，包括：密封环和密封环盒，其中，所述密封环包括套接于柔性光杆外部的软密封环和位于所述软密封环下部的金属扩张环，所述软密封环下部设置有“V”形槽，所述金属扩张环上部设置有与所述“V”形槽配合的凸棱，所述密封环盒，套接于所述柔性光杆外部，其中，所述密封环盒内壁设置有环形凹槽，所述环形凹槽与所述密封环配合。

公告号：CN218934365U，公开了一种油杆密封盘根盒及故障监控系统，包括光杆密封盒，所述光杆密封盒底部通过螺栓固定连接有油管连接件，光杆密封盒内部设有若干层上下依次叠放的光杆密封环，光杆密封盒顶部设有密封环压紧筒，间接地通过光杆密封压环垫压紧所述光杆密封环。

上述现有技术中的环形盘根形态均与本专利的唇型盘根不同，本专利的唇型盘根密封性能更好，压缩扩张性能更好，使用寿命更长。

总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供多级密封盘根装置。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

多级密封盘根装置，包括唇型盘根，所述唇型盘根为截面单元绕盘根中心轴旋转形成的环状盘根；所述截面单元顶部设置扩张上顶端头，所述密封盘根截面底部设置内槽分割出内唇口和外唇口，所述内槽顶部设置扩张槽。

进一步地，所述扩张槽为直槽，所述扩张上顶端头为梯型端头。

进一步地，所述内槽为等腰三角形，梯型端头为等腰梯形，所述内槽位于截面单元中心线上。

优选地，所述唇形盘根的梯型端头的等腰角度与内槽的等腰角度范围为60°-120°。

优选地，所述梯型端头的上底宽度为内槽顶部直槽宽度的1.1-1.4倍，直槽的高度为直槽宽度的2.5-4倍。

进一步地，所述唇型盘根的内壁、外壁均为锥面，所述唇型盘根的内壁延伸能形成锥角朝下的内锥形，所述唇型盘根的外壁延伸能形成锥角朝上的外锥形。

优选地，所述内锥形锥角与外锥形锥角相同，均为6°-15°。

进一步地，所述唇型盘根设置至少两个，两个唇型盘根之间上方唇型盘根的内槽与下方唇型盘根的扩张上顶端头相互嵌套形成唇型盘根组合。

进一步地，还包括翼式盘根，所述翼式盘根设置半孔槽，所述翼式盘根在半孔槽两侧设置卡槽，所述翼式盘根远离光杆的一端预埋金属螺帽；

具体地，两个翼式盘根拼合形成对瓣翼式盘根，两个半孔槽拼合形成光杆孔，卡槽用于两个翼式盘根的相互嵌套。

进一步地，所述对瓣翼式盘根上端设置的沉槽，唇型盘根组合下端安装在对瓣翼式盘根上端设置的沉槽内。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型以高耐磨自润滑丁腈橡胶唇型盘根和翼式盘根为基础件，通过两种结构的盘根的合理组合使用，利用唇型盘根与光杆、密封器壁形成的线密封以及多个唇型盘根之间的纵向自紧作用实现逐级密封作用，利用翼式盘根与光杆的横向作用扶正光杆进而减少光杆与盘根的界面摩擦磨损，形成多级密封作用；本实用新型能够有效解决抽油机井口密封问题，增加盘根有效使用寿命，减少由于更换盘根带来的劳动工时，提高生产时率。

附图说明

图1是本实用新型多级密封盘根装置的结构示意图；

图2是本实用新型中翼式盘根的结构示意图；

图3是本实用新型中唇型盘根的结构示意图。

图中：11、唇型盘根组合；12、翼式盘根；13、光杆；14、锥形腔；21、沉槽；22、卡槽；23、金属螺帽；31、内唇口；32、外唇口；33、内槽；34、梯型端头；35、直槽。

具体实施方式

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。

实施例1：

请参阅图1，本实用新型提供的多级密封盘根装置，包括唇型盘根组合11和对瓣翼式盘根，使用时，唇型盘根组合11和对瓣翼式盘根套在光杆13上。多级密封盘根装置能显著提高密封效果，延长使用寿命。

如图3所示，所述唇型盘根组合11包括唇型盘根，所述唇型盘根为截面单元绕盘根中心轴旋转形成的环状盘根，所述截面单元顶部设置梯型端头34，所述密封盘根截面底部设置内槽33分割出内唇口31和外唇口32，所述内槽33顶部设置直槽35，直槽35能提高内唇口31、外唇口32的扩张性能，同时在压缩时能使梯型端头34进入内槽增加唇形盘根之间的贴合力；所述唇型盘根的内壁、外壁均为锥面，所述唇型盘根的内壁延伸能形成锥角朝下的内锥形，所述唇型盘根的外壁延伸能形成锥角朝上的外锥形。

两个唇型盘根之间上方唇型盘根的内槽33与下方唇型盘根的梯型端头34相互嵌套形成唇型盘根组合11。

在使用时，内唇口31边缘与光杆接触形成线密封，外唇口32边缘与密封器壁形成的线密封，这种双重密封能有效防止介质外漏。当内唇口31、外唇口32发生磨损时，可通过旋拧密封器压盖使唇型盘根的内唇口31、外唇口32在压力作用下向外扩张，分别与光杆和密封器壁紧密贴合，形成内外线密封。

如图2所示，对瓣翼式盘根包括两个翼式盘根12，所述翼式盘根12设置半孔槽，半孔槽拼合形成光杆孔，所述翼式盘根12在半孔槽两侧设置卡槽22，用于两块翼式盘根12的相互嵌套组合，所述翼式盘根12远离光杆的一端预埋金属螺帽23，通过金属固定单元将翼式盘根固定在密封器中；当光杆偏移时通过旋拧密封器两端的金属件使翼式盘根12两瓣相互紧密贴合，扶正光杆，产生密封作用。

所述对瓣翼式盘根上端设置的沉槽21，唇型盘根组合11下端安装在对瓣翼式盘根上端设置的沉槽21内。

所述对瓣翼式盘根、唇型盘根材料均为丁腈材料。

在安装时，首先将翼式盘根12固定于配套的密封器中，然后组装唇型盘根组合11并放入密封器中，拧紧密封器压盖。唇型盘根组合11与翼式盘根12组合使用时形成多级密封作用，结合自润滑丁腈材料的高耐磨性能，进一步提高密封作用，延长使用寿命。具体地，配套的密封器可以是公开号CN118774661A，公开的井口密封器反螺旋轴密封结构，用翼式盘根12代替其中部密封体，用唇型盘根组合11代替其盘根密封组件。

在密封器中，每个唇型盘根与光杆13之间为线密封，在盘根发生磨损后通过拧紧密封器压盖产生向下的压力，这种纵向压力使下面唇型盘根的上端对上面唇型盘根的下端产生径向压力，径向压力使唇型盘根的内唇口31抱紧光杆形成持续预紧力，外唇口32与密封器壁紧密贴合，并且多个唇型盘根与光杆的这种作用实现逐级密封作用，进一步提高密封性能，延长使用寿命。

在密封器中，当光杆13发生偏移造成密封失效时通过旋拧密封器的倒锥密封轴产生横向压力，使光杆13与翼式盘根12拼合的中孔紧密贴合，翼式盘根12在扶正光杆13的同时提高密封性能。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中，所述内槽33为等腰三角形，梯型端头34为等腰梯形，所述内槽33位于截面单元中心线上。

具体地，唇形盘根的梯型端头34的等腰角度与内槽33的等腰角度范围为60°-120°。

优选地，唇形盘根的梯型端头34的等腰角度与内槽33的等腰角度为90°，此角度下唇形盘根在压缩扩张时相互嵌套得更紧密，密封性能最佳。当梯型端头34与内槽33的角度不在优选范围内，如30°时，会影响扩张性能，降低密封效果。

具体地，梯型端头34的上底宽度为内槽33顶部直槽35的宽度的1.1-1.4倍，直槽35的高度为直槽35宽度的2.5-4倍。

优选地，梯型端头34的上底宽度为内槽33顶部直槽35的宽度的1.2倍，直槽35的高度为直槽35宽度的3倍，使压缩时梯型端头34能与内槽33紧密结合，内唇口31、外唇口32具备良好的扩张性能。

具体地，所述内锥形锥角与外锥形锥角相同，均为6°-15°。

优选地，所述内锥形锥角与外锥形锥角为10°，此角度下内唇口与光杆、外唇口与密封器壁存在最佳接触压力，在相对运动时摩擦磨损最小，能够形成持续密封作用。当圆锥角度为3°时，形成的较大的接触压力，使内外唇口分别与光杆及密封器管壁作用时容易磨损失去密封效果；当角度为20°时，接触压力较小，失去有效密封作用。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，本实施例中，唇形盘根截面的上端设置梯形肩部结构，下端设为含有内外唇口的梯形结构，防止盘根之间在工作时相互之间松脱。

所述梯型端头34的梯形的上底宽度为1.25mm，下底宽度为12.25mm，高为6.15mm。

所述内唇口31、外唇口32截面也为梯形结构，所述内唇口31、外唇口32底最薄处厚度均为1.5mm。

本实用新型中唇形盘根上端肩部宽度，即梯型端头34下底为12.25mm，下端宽度，即内唇口31、外唇口32距离最远处为15mm。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.多级密封盘根装置，其特征在于，包括唇型盘根，所述唇型盘根为截面单元绕盘根中心轴旋转形成的环状盘根；

所述截面单元顶部设置扩张上顶端头，所述密封盘根截面底部设置内槽分割出内唇口和外唇口，所述内槽顶部设置扩张槽。

2.根据权利要求1所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述扩张上顶端头为梯型端头，所述扩张槽为直槽。

3.根据权利要求2所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述内槽为等腰三角形，梯型端头为等腰梯形，所述内槽位于截面单元中心线上。

4.根据权利要求3所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述唇形盘根的梯型端头的等腰角度与内槽的等腰角度范围为60°-120°。

5.根据权利要求2所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述梯型端头的上底宽度为内槽顶部直槽宽度的1.1-1.4倍，直槽的高度为直槽宽度的2.5-4倍。

6.根据权利要求1所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述唇型盘根的内壁、外壁均为锥面，所述唇型盘根的内壁延伸能形成锥角朝下的内锥形，所述唇型盘根的外壁延伸能形成锥角朝上的外锥形。

7.根据权利要求6所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述内锥形锥角与外锥形锥角相同，均为6°-15°。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述唇型盘根设置至少两个，两个唇型盘根之间上方唇型盘根的内槽与下方唇型盘根的扩张上顶端头相互嵌套形成唇型盘根组合。

9.根据权利要求8所述的多级密封盘根装置，其特征在于，还包括翼式盘根，所述翼式盘根设置半孔槽，所述翼式盘根在半孔槽两侧设置卡槽，所述翼式盘根远离光杆的一端预埋金属螺帽；

两个翼式盘根拼合形成对瓣翼式盘根，两个半孔槽拼合形成光杆孔，卡槽用于两个翼式盘根的相互嵌套。

10.根据权利要求9所述的多级密封盘根装置，其特征在于，所述对瓣翼式盘根上端设置的沉槽，唇型盘根组合下端安装在对瓣翼式盘根上端设置的沉槽内。