專利名稱：多功能隨動對中抽油井口密封裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種抽油井口密封設備。
背景技術：
有桿抽油系統是我國原油的主要生產方式，該系統地面設備中井口光桿密封裝置總體性能的好壞，直接影響地面設備的工作質量。目前油田抽油井口密封裝置主要使用固定式常規型井口光桿密封裝置。井口光桿密封裝置，現場又叫光桿密封器、井口盤根盒或者井口防噴盒等。安裝時，將該光桿密封器安裝在井口采油樹的上部三通上，將切45°斜口的盤根(橡膠密封圈)裝入密封器主體上部盤根盒內腔中，然后利用葛蘭和密封盒壓帽壓緊，從而使密封圈內圓表面與光桿外表面抱合，進而把密封盒主體與光桿形成的環形腔封住，以防止井口處原油的漏失。該裝置自六十年代沿用至今。從結構形式和操作要求等方面看常規型井口密封器具有結構簡單、維護方便、操作時對工人的技術要求不高等優點。
該裝置經閘門底座或螺紋聯接固定在井口采油樹三通上，井口一旦安裝完畢密封器的位置也已相對固定。但抽油機由于制造誤差、安裝誤差及承載變化時構件的變形會導致光桿軸線與密封器主體軸線產生固定及隨機偏移，據統計，有桿抽油井總數的80％以上存在3～10mm軸線偏移。由于安裝在井口三通上的常規型井口光桿密封器不能調偏，將會強迫光桿與井口對中，這樣就在密封盤根處形成一個很大的橫向力支點，從而使光桿在上下往復運動中與密封圈(即盤根)在周向配合面上受力差別很大，受力較大的一側則很快遭受磨損，并導至整組盤根的密封失效，嚴重的甚至將盤根壓帽及膠皮閘門的光桿通孔磨成橢圓形。據現場調查結果統計，常規井口密封盤根使用壽命平均10天左右，最長壽命為3個多月，而最短壽命不足24小時。在生產過程中，該常規型井口光桿密封裝置暴露出了密封摩擦力大、密封頻繁失效、原油跑漏、污染環境、采油工人需定期緊盤根或停井換盤根等問題，從而使油井生產率大大降低，影響了油田的原油產量。
長期以來，人們一直在設計研究各種新型井口密封裝置，以解決抽油光桿軸線與井口軸線不對中的問題。從檢索到的資料顯示，有些調偏密封器只能調整抽油機安裝過程中產生的固定偏移，卻不能調整抽油機運動過程中產生的隨機偏移，而有些實際上不起作用。國內只有江漢石油學院1990年研制的跟蹤式光桿密封器具有調整固定偏移及隨機偏移功能，其核心技術是利用高壓膠管的撓性來實現跟蹤抽油光桿，盤根安裝在膠管內，從而實現了密封盤根與光桿的隨動對中，但由于高壓膠管為撓性件，更換盤根比較費力，而且新裝密封盤根也難以壓實，此外，為解決光桿下行時膠管受壓問題而設計的外套筒等附件使得密封器結構復雜，因此該密封器未能廣泛使用。國外井口裝置中，初期也是采用固定常規型井口密封裝置，后來逐步采用各種調偏式井口密封裝置。在美國主要有兩種較為典型的井口密封裝置，一種為球體調偏式，這在國內也有多種同類產品，實際上球體偏轉后并不能消除盤根與光桿之間的偏磨，而只是改變了盤根結構中橫向力支點位置，因此單獨使用球體調偏裝置作用不大。另一種為跟蹤調偏式，應用較為廣泛。其核心技術是光桿密封體浮動安裝在固定密封盒內，因此密封體可自動跟蹤光桿位置，以達到調整固定偏移及隨機偏移的功能。該型井口密封裝置存在著結構復雜、更換盤根麻煩、成本高等問題。石油大學(華東)曾于2001年8月20日提出名為“隨動對中抽油光桿井口密封裝置”的專利申請(01233567.3，并于2002年7月17日獲準授權)，它是將帶凸緣的盤根盒體安裝在盤根密封隨動機構中，在隨動機構的下方裝有隨動式膠皮閘門，這樣抽油光桿所接觸的盤根盒體是隨動結構，能夠與光桿隨動對中，解決了光桿的固定偏移和隨機偏移，消除了橫向支點力問題，使盤根只承受軸向摩擦力，且四周受力均勻。但這種裝置雖解決了抽油光桿的偏移問題，但沒有解決井口偏斜及光桿斷脫后的油井防噴問題。
技術內容本實用新型的目的是要研制一種多功能隨動對中抽油井口密封裝置，在解決抽油光桿偏移問題的同時，解決井口偏斜及光桿斷脫后的油井防噴問題。
本實用新型的目的是這樣實現的。它是對隨動對中抽油光桿井口密封裝置進行結構改進，整個裝置包括防噴裝置、盤根密封裝置、盤根盒體隨動對中裝置、隨動膠皮閘門裝置及井口調斜裝置五部分。盤根密封裝置是在盤根盒體內裝入盤根，盤根上方裝有葛蘭和壓帽構成。旋緊壓帽通過葛蘭向盤根施加軸向壓力，使盤根與光桿及盤根盒之間產生密封。盤根盒體隨動對中裝置是在盤根盒體下部伸出一凸緣，與支撐體和壓蓋共同構成，在盤根盒體的凸緣面與壓蓋之間安裝滾珠；盤根壓帽的一側做成管狀，內裝鋼球和彈黃，用頂蓋封口。盤根盒體安裝在上部帶外螺紋的支撐體上，支撐體的下部內螺紋擰在閘門底座體外，而帶內螺紋的壓蓋擰在支撐體外。在盤根密封隨動機構下方裝有隨動膠皮閘門裝置，隨動式膠皮閘門由二個上下安裝的壓緊盤、橡膠圈構成，上壓緊盤與下壓緊盤之間裝有O型橡膠圈，下壓緊盤位于閘門內腔底部，閘門腔體的下部呈球體，安裝于同樣呈球體的底座上。
按照本實用新型所設計的井口密封裝置與抽油光桿接觸的盤根盒體部分是隨動結構，能夠與光桿隨動對中，這樣就解決了光桿的固定及隨機偏移，消除橫向支點力問題，保持密封盤根只承受軸向摩擦力，且四周受力均勻，盤根壓帽側面的鋼球加彈簧機構，可以解決光桿斷脫后的油井防噴問題，底座與閘門腔體之間的球體狀配合結構，構成井口裝置調斜機構，可以解決井口偏斜問題。
具體實施方式
以下結合附圖
和實施例來詳細描述依據本實用新型所提出的隨動對中抽油井口密封裝置的具體結構。
附圖是依據本實用新型所提出的多功能隨動對中抽油井口密封裝置的結構示意圖。
該抽油井口密封裝置采用盤根密封抽油光桿3，盤根1裝入盤根盒體8內，盤根上方安裝葛蘭2和盤根壓帽4。以上部分結構設計與常規式井口密封裝置相似。在盤根盒體8下部伸出一凸緣，凸緣上面放置滾珠10，其上有壓蓋11，構成隨動對中裝置。這樣盤根盒體8與壓蓋11之間可作滾動，以減小摩擦力。在盤根盒體8外壓蓋11之上裝有保護蓋9。在盤根壓帽4的一側設計成管狀，內裝鋼球5和彈簧6，用頂蓋7封口。當抽油光桿斷脫下掉時，鋼球5在彈簧6作用下橫移到井口，可以有效防止井噴。
盤根盒體隨動對中裝置的下部是隨動膠皮閘門裝置，當更換上部盤根時需要關閉隨動膠皮閘門。閘門由上壓緊盤14、O型橡膠圈13、15、下壓緊盤16、閘門腔體18及支撐體17構成。O型橡膠圈15安裝在上下壓緊盤之間。另一個O型橡膠圈13安裝于上壓緊盤14與支撐體17之間。上下壓緊盤安裝于閘門腔體內，支撐體17安裝于閘門腔體18外，支撐體17用于支撐盤根盒體隨動對中裝置。在正常生產時膠皮閘門處于打開狀態，O型橡膠圈15與光桿3不接觸，以避免與光桿之間產生軸向摩擦力，O型橡膠圈13與支撐體17也不接觸，以避免產生摩擦力，壓緊盤14及16可以在閘門腔體內與光桿隨動跟蹤。當需要更換上部盤根3時，就要關閉閘門，可擰動支撐體17向下移，壓迫上壓緊盤14向下移，而下壓緊盤16是固定不動的，O型橡膠圈15被強迫變形后，便可封死光桿與壓緊盤之間的間隙，O型橡膠圈13被壓迫后密封上壓緊盤14與支撐體17之間的間隙，便可完成閘門的關閉。閘門腔體18的下部做成球體形，安裝在做成同樣大小的球體形底座19上構成井口裝置調斜機構，調斜機構的作用是將井口底座19的安裝歪斜予以糾正，而不是將井口裝置調整到與光桿相適應的偏斜，如前所述研究表明，單獨使用調斜機構將不能消除盤根橫向力支點問題。因此，調斜機構必須與隨動對中井口密封裝置配合使用才能達到理想效果。
采用多功能隨動對中抽油井口密封裝置解決了抽油光桿的固定偏移和隨機偏移，還可糾正抽油井口的偏斜。可顯著延長盤根密封壽命，減少緊盤根及更換盤根次數，降低了工人勞動強度，提高抽油機生產率，減少原有漏失，避免污染環境，大幅度降低盤根與光桿之間的摩擦力，減少有害動力消耗，提高抽油機效率。同時還可以在光桿斷脫的情況下，有效防止油井井噴。
權利要求1.一種多功能隨動對中抽油井口密封裝置，由裝在盤根盒體(8)內的盤根(1)對光桿(3)進行密封，包括防噴裝置、盤根盒隨動對中裝置、膠皮閘門密封裝置及井口調斜機構，帶凸緣的盤根盒體(8)安裝在盤根密封隨動機構中，在盤根密封隨動機構下方裝有隨動式膠皮閘門，其特征是，盤根盒體(8)的凸緣與壓蓋(11)之間安裝滾珠(10)；盤根盒壓帽(4)的一側成管狀，內裝鋼球(5)和彈簧(6)，用頂蓋(7)封口；隨動式膠皮閘門腔體(18)的底部呈球體狀，安裝在球體狀的底座(19)上構成井口調斜機構。
2.如權利要求1所述的多功能隨動對中抽油井口密封裝置，其特征是，所說的隨動式膠皮閘門由二個上下安裝的壓緊盤、橡膠圈、閘門腔體和支撐體構成，上下壓緊盤(14、16)之間裝有O型橡膠圈15，上壓緊盤(14)與支撐體(17)之間裝有O型橡膠圈(13)，下壓緊盤(16)安裝在閘門內腔底部，支撐體安裝在閘門腔體外。
專利摘要本實用新型提供了一種多功能隨動對中抽油井口密封裝置。將盤根盒體的外側做成凸緣狀，安裝在盤根密封隨動機構中，凸緣盤面和壓蓋之間裝滾珠。盤根盒壓帽的一側做成管狀，內裝鋼球和彈簧，用頂蓋封口。下端擰在閘門底座上。在盤根密封隨動機構下方裝有膠皮閘門，用于更換上部盤根時密封井口，隨動式膠皮閘門由二個上下安裝的壓緊盤、橡膠圈、閘門腔體和支撐體構成，上下壓緊盤之間裝有O型橡膠圈，下面的壓緊盤安裝在閘門內腔底部。閘門腔體底部呈球體狀，安裝在球體狀的底座上。
文檔編號E21B33/03GK2575291SQ02269638
公開日2003年9月24日 申請日期2002年9月17日 優先權日2002年9月17日
發明者崔學政, 趙金春, 牛金花, 閻威, 牛金鐘 申請人:石油大學(華東)