井口注汽防刺漏密封裝置的制作方法

本發明涉及井口防噴裝置技術領域，是一種井口注汽防刺漏密封裝置。

背景技術：

一般有桿采油井的光桿密封裝置基本由光桿密封盒，光桿和膠皮閘閥組成，分別有以下缺點：

一、光桿密封盒

1、盤根更換麻煩，勞動強度大;

盤根密封腔和光桿配合成環狀沉孔，空間又窄又深，橡膠密封件等很難取出或裝入，更換工作麻煩，強度大；

2、密封盒上未設計壓力觀察閥或潤滑油嘴，不能對井下壓力進行預判；井下供液不足時，不能向盤根腔加潤滑油，易造成盤根干磨失效，密封周期短;

3 、不能有效解決偏磨問題，密封周期短；

4、在注汽的高溫高壓下，因密封盤根材料問題，易出現刺漏，井口注汽井噴等事故。

二、光桿

油田用的光桿大致分兩類：普通光桿和表面噴焊光桿，分別有以下缺點：

（一）普通光桿

1、普通光桿表面沒有保護層，打卡子時，表面很容易造成卡痕，造成盤根的劇烈磨損，導致密封失效；

（二）表面防腐光桿

1、外徑公差范圍大，一般是-0.25mm到+0.13mm；與盤根內孔的密封效果較差；

2、光桿表面沒有限位標記，提升過程中，很難判斷下端位置，易造成修井事故；

3、表面噴焊層或鍍層硬度高，光桿卡子易滑脫，形成安全隱患。

技術實現要素：

本發明提供了一種井口注汽防刺漏密封裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決在注汽的高溫高壓下，因密封盤根材料問題，易出現刺漏的問題。

本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：一種井口注汽防刺漏密封裝置，包括盤根密封總成、柔性管和二級密封總成；在盤根密封總成的下端通過柔性管連接有二級密封總成；二級密封總成包括防噴筒和密封件；柔性管的下端與防噴筒的上端固定安裝在一起，在防噴筒內置有至少一個密封件，密封件為耐高溫高壓密封件。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述耐高溫高壓密封件可為截面呈開口朝向下部外側的倒L形的柔性密封環，在柔性密封環的豎直段的下端向內傾斜并形成錐臺；防噴筒的下側內設有螺紋，并通過螺紋固定安裝有下壓緊環，在下壓緊環上端的防噴筒內由下至上依次間隔固定安裝有至少一道的柔性密封環，相鄰柔性密封環之間的防噴筒內安裝有支撐環；支撐環的截面呈L形，支撐環與其上端的柔性密封環互扣安裝在一起；在支撐環的水平段上端設有與錐臺對應的錐形卡槽，錐臺卡于錐形卡槽內；在防噴筒的上側內設有螺紋，并通過螺紋固定安裝有能將柔性密封環及支撐環向下壓緊在下壓緊環上的上壓緊環。

上述柔性管的上側可設有外螺紋，柔性管上側通過螺紋與盤根密封總成固定安裝在一起；在柔性管的下側設有外螺紋，柔性管下側通過螺紋與防噴筒固定安裝在一起；在柔性管的下側外通過螺紋固定安裝能頂緊在防噴筒頂端的上備緊螺母；或/和，防噴筒下端的下壓緊環上通過螺紋固定安裝有下備緊螺母。

上述盤根密封總成可包括底座下盒體、上盒體和壓塊；底座下盒體的上部內設有開口向上的沉孔，底座下盒體的上端固定連接有上盒體，在上盒體內設有與沉孔對應的通孔，通孔與沉孔之間形成盤根填料槽，在通孔的上部內固定安裝有能將盤根壓緊固定在盤根填料槽內的壓塊；在下盒體底座內設有上下貫通的潤滑放空通道，在底座下盒體上設有與潤滑放空通道相連通的徑向的注劑孔；柔性管上端固定安裝在底座下盒體的下側內。

上述底座下盒體的沉孔底部可分別內置有能使光桿居中的銅套，銅套的上端可設有盤根承壓凹槽，盤根承壓凹槽的為上寬下窄的平底錐槽；在壓塊下端分別固定有能使光桿居中的銅墊；或/和，上盒體的中部外可圓周固定安裝有至少一個開口朝外的手柄套；在手柄套上分別安裝有可拆裝的手柄桿。

上述注劑孔處可固定安裝有潤滑油嘴；或，注劑孔處固定安裝有放空閥；或，在注劑孔的外端口處設有形內螺紋，并通過螺紋固定安裝有注劑放空嘴，注劑放空嘴內設有與注劑孔連通的水平通道，在水平通道右部的注劑放空嘴上設有側孔，在水平通道右部內通過螺紋固定安裝有能將側孔封堵的堵頭。

上述還可包括光桿；光桿的上端為打卡段，在打卡段下側的光桿為噴焊段，盤根密封總成、柔性管和密封總成安裝在光桿的噴焊段外；在噴焊段下端固定有墩粗桿頭；在噴焊段的光桿外和墩粗桿頭外設有噴焊層。

上述墩粗桿頭頂端與光桿之間可設有圓弧過渡段，圓弧過渡段的圓柱度為0.01至0.03；圓弧過渡段的同軸度為0.01至0.03；圓弧過渡段的表面粗糙度為0.4至6.3。

上述耐高溫高壓密封件可為對位聚苯材質的密封環或聚四氟乙烯材料的密封環或石墨材料的密封環；或/和，柔性管外的盤根密封總成上間隔固定安裝有外護管，外護管的下端內設有限位環臺，限位環臺位于二級密封總成的正上方；限位環臺下端與二級密封總成頂端之間形成柔性管壓縮間距。

本發明結構合理而緊湊，使用方便；防噴筒采用了柔性管連接在盤根密封總成上，因此防噴筒能夠隨抽油光桿的偏移而移動，不會出現光桿與密封件偏磨的情況；同時采用的耐高溫高壓密封環，能夠在注汽的高溫高壓環境中長期使用，避免刺漏，保證有效密封；除此之外，本密封裝置還具有盤根更換方便，能夠自潤滑，井下壓力進行預判；光桿表面噴焊，改善與井口的盤根密封總成的動密封性能的效果。

附圖說明

附圖1為本發明最佳實施例的剖視結構示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為柔性管，2為防噴筒，3為柔性密封環，4為水平通道，5為上壓緊環，6為下壓緊環，7為錐臺，8為支撐環，9為圓弧過渡段，10為墩粗桿頭，11為上備緊螺母，12為下備緊螺母，13為備緊環，14為外護管，15為限位環臺，16為底座下盒體，17為上盒體，18為壓塊，19為潤滑放空通道，20為注劑孔，21為手柄套，22為銅套，23為銅墊，注劑放空嘴24，25為堵頭，26為側孔，27為打卡段，28為噴焊段，34為手柄桿29。

具體實施方式

本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。

在本發明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如：上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖1的布圖方向來確定的。

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步描述：

如附圖1所示，該井口注汽防刺漏密封裝置包括盤根密封總成、柔性管1和二級密封總成；在盤根密封總成的下端通過柔性管1連接有二級密封總成；二級密封總成包括防噴筒2和密封件；柔性管1的下端與防噴筒2的上端固定安裝在一起，在防噴筒2內置有至少一個密封件，密封件為耐高溫高壓密封件。使用時，光桿自上而下穿入盤根密封總成、柔性管1和防噴筒2內，防噴筒2內的耐高溫高壓密封件能夠將光桿密封；由于防噴筒2采用了柔性管1連接在盤根密封總成上，因此防噴筒2能夠隨抽油光桿的偏移而移動，不會出現光桿與密封件偏磨的情況，提高耐高溫高壓密封件的密封效果，能夠在注汽的高溫高壓環境中長期使用，避免刺漏，保證有效密封。

可根據實際需要，對上述井口注汽防刺漏密封裝置作進一步優化或/和改進：

如附圖1所示，耐高溫高壓密封件為截面呈開口朝向下部外側的倒L形的柔性密封環3；在柔性密封環的豎直段的下端向內傾斜并形成錐臺7；防噴筒2的下側內設有螺紋，并通過螺紋固定安裝有下壓緊環6，在下壓緊環6上端的防噴筒2內由下至上依次間隔固定安裝有至少一道的柔性密封環3，相鄰柔性密封環3之間的防噴筒2內安裝有支撐環8；支撐環8的截面呈L形，支撐環8與其上端的柔性密封環3互扣安裝在一起；在支撐環8的水平段上端設有與錐臺7對應的錐形卡槽，錐臺7卡于錐形卡槽內；在防噴筒2的上側內設有螺紋，并通過螺紋固定安裝有能將柔性密封環3及支撐環8向下壓緊在下壓緊環6上的上壓緊環5。上壓緊環5和下壓緊環6能夠將柔性密封環3壓緊固定在防噴筒2內，能夠進一步提高柔性密封環3的密封效果，避免泄露；支撐環8能夠提高二級密封總成的剛性；且對柔性密封環3起到支撐的作用，方便柔性密封環3的拆裝；其中，支撐環8的錐形卡槽用于對柔性密封環3安裝定位的作用。

如附圖1所示，在柔性管1的上側設有外螺紋，柔性管1上側通過螺紋與盤根密封總成固定安裝在一起；在柔性管1的下側設有外螺紋，柔性管1下側通過螺紋與防噴筒2固定安裝在一起；在柔性管1的下側外通過螺紋固定安裝能頂緊在防噴筒2頂端的上備緊螺母11；采用螺紋連接的柔性管1，即能夠保證柔性管1的密封，又方便柔性管1的拆裝；或/和，防噴筒2下端的下壓緊環6上通過螺紋固定安裝有下備緊螺母12。上備緊螺母11 和下備緊螺母12分別起到螺紋防松的作用。

如附圖1所示，盤根密封總成包括底座下盒體16、上盒體17和壓塊18；底座下盒體16的上部內設有開口向上的沉孔，底座下盒體16的上端固定連接有上盒體17，在上盒體17內設有與沉孔對應的通孔，通孔與沉孔之間形成盤根填料槽，在通孔的上部內固定安裝有能將盤根壓緊固定在盤根填料槽內的壓塊18；在下盒體底座內設有上下貫通的潤滑放空通道19，在底座下盒體16上設有與潤滑放空通道19相連通的徑向的注劑孔20；柔性管1上端固定安裝在底座下盒體16的下側內。使用這樣的盤根密封總成在更換盤根填料時，可先將底座下盒體16、上盒體17和壓塊18分別卸分開后，再進行舊填料取出和新填料更換，更加省時省力；尤其是拆分后的下盒體沉孔的深度明顯變淺后，不僅方便舊填料清理，還便于新填料的盤繞安裝，降低盤根更換的勞動強度；在注劑孔20處可安裝潤滑油嘴來實現注油潤滑的作用；或在注劑孔20處安裝放空閥，對井下壓力做到預判，提高安全性。

如附圖1所示，底座下盒體16的沉孔底部分別內置有能使光桿居中的銅套22；銅套22和銅墊23不僅起到輔助光桿對中的作用，還可保護光桿，避免光桿分別直接與單元組件下盒體21、底座下盒體16、壓塊18和單元組件壓塊23之間發生接觸摩擦；銅套22的上端設有盤根承壓凹槽，盤根承壓凹槽的為上寬下窄的平底錐槽；這樣能夠增加盤根承受壓緊力，延長盤根的密封周期；在壓塊18下端分別固定有能使光桿居中的銅墊23。

如附圖1所示，上盒體17的中部外圓周固定安裝有至少一個開口朝外的手柄套21；在手柄套21上分別固定安裝有可拆裝的手柄桿29。用手柄桿29能夠向上盒體17、單元組件下盒體21和單元組件上盒體22施加轉矩，實現上緊、卸松操作；平時手柄桿29能夠從手柄套21處拆卸下來，以減小占用空間，縮小本密封盒的回轉半徑，對現場安裝與操作空間適應性更好。

如附圖1所示，注劑孔20處固定安裝有潤滑油嘴；潤滑油嘴不僅用于加注潤滑油，還能通過從潤滑油嘴噴出的氣流情況，來判斷井下壓力；或，注劑孔20處固定安裝有放空閥；或，在注劑孔20的外端口處設有形內螺紋，并通過螺紋固定安裝有注劑放空嘴24，注劑放空嘴24內設有與注劑孔20連通的水平通道4，在水平通道4右部的注劑放空嘴24上設有側孔26，在水平通道4右部內通過螺紋固定安裝有能將側孔26封堵的堵頭25；在放空和注潤滑油時，均通過側孔26注入或放氣；這樣不僅無需取下堵頭25，還能通過堵頭25快速上緊關閉側孔26，預防放氣時壓力大而不易關閉的問題，提高現場安全性；除此之外，注劑放空嘴24采用形螺紋連接，起到進一步提高密封性的作用。

如附圖1所示，還包括光桿；光桿的上端為打卡段27，在打卡段27下側的光桿為噴焊段28，盤根密封總成、柔性管1和密封總成安裝在光桿的噴焊段28外；在噴焊段28下端固定有墩粗桿頭10；在噴焊段28的光桿外和墩粗桿頭10外設有噴焊層。在使用時，光桿的打卡段27通過安裝光桿卡子，上接抽油機；光桿的下端通過墩粗桿頭10下接抽油泵柱塞；光桿的噴焊段28與井口的盤根密封接觸并形成動密封；在光桿的噴焊段28增加噴焊層，能夠防止光桿表面損傷，保持光滑表面，使密封更理想；在光桿的打卡段27的表面不噴焊，使光桿卡子鎖緊可靠，防止滑脫事故；噴焊層的厚度為0.2毫米至0.4毫米，能夠進一步加強對噴焊段28光桿外和墩粗桿頭10的保護；噴焊段28的光桿的外徑公差范圍為-0.1毫米至0 毫米，尺寸更精確，改善與井口的盤根密封總成的動密封性能，使用更方便，延長工作壽命。

如附圖1所示，在墩粗桿頭10頂端與光桿之間設有圓弧過渡段9，圓弧過渡段9的圓柱度為0.01至0.03；圓弧過渡段9的同軸度為0.01至0.03；圓弧過渡段9的表面粗糙度為0.4至6.3。使用時，在圓弧過渡段9需要通過安裝密封件來密封油泵柱塞與光桿之間的空隙；因此對圓弧過渡段9進行的圓柱度、同軸度及表面粗糙度進一步的限定，即圓弧過渡段9的圓柱度為0.01至0.03；圓弧過渡段9的同軸度為0.01至0.03；圓弧過渡段9的表面粗糙度為0.4至6.3；這樣能夠保證圓弧過渡段9處的有效密封，提高油泵柱塞與光桿之間密封效果。

如附圖1所示，耐高溫高壓密封件為對位聚苯材質的密封環或聚四氟乙烯材料的密封環或石墨材料的密封環；對位聚苯材質的密封環或聚四氟乙烯材料的密封環或石墨材料的密封環為現有公知的密封件。

如附圖1所示，在柔性管1外的盤根密封總成上間隔固定安裝有外護管14，外護管14的下端內設有限位環臺15，限位環臺15位于二級密封總成的正上方；限位環臺15下端與二級密封總成頂端之間形成柔性管1壓縮間距。在光桿向上運動時，可以抵抗摩擦力，保護柔性管1不被過分壓縮。

以上技術特征構成了本發明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。