一種井口密封器的隨動式結構的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種井口密封器的隨動式結構，屬于油田機械技術領域，包括密封蓋、密封外殼、上隨動平臺、隨動盤根盒、下隨動平臺、密封基座、保護蓋、連接件。隨動盤根盒與光桿緊密接觸，依托上隨動平臺和下隨動平臺進行水平面內任意方向平行移動；保護蓋位于密封蓋上方與光桿緊密接觸，隨著光桿在水平面內自由平移，且采用傘形結構，有效的防止雨水、污水或沙塵進入；密封蓋護環處和密封外殼處構成的環形腔以潤滑油填充，為上隨動平臺和下隨動平臺提供持續潤滑及油封。本發明結構簡單、成本低廉、安裝維護方便，潤滑和密封好，可有效防止光桿偏磨，從而大大提高了盤根盒和光桿的使用壽命，并可起到節能效果。
【專利說明】
一種井口密封器的隨動式結構
技術領域
[0001]本發明涉及抽油機井口密封用的盤根盒，特別是一種井口密封器的隨動式結構，屬于油田機械技術領域。
【背景技術】
[0002]在油田抽油機的生產過程中，盤根盒是對井口和光桿間起密封作用的一種密封裝置。然而由于采油現場抽油井況復雜，常常使抽油機光桿磨偏，進而縮短盤根盒的使用壽命。當光桿表面有劃傷、腐蝕等現象時，更加快了盤根盒的磨損，從而導致油井跑油，造成漏油、漏汽，污染環境。
[0003]傳統抽油機光桿密封裝置的功能是，通過壓緊耐磨盤根對光桿實施“抱死”密封，防止油井中的帶壓油、氣、水隨光桿的往復運動而冒出井口。這種密封存在的問題主要表現在以下幾個方面:(I)造成嚴重環境污染抱死”密封必然導致盤根密封圈磨損，磨損縫隙泄露出的石油伴生氣污染大氣；磨損到一定程度后，原油和高礦化度地表水就會外泄到地面，造成地表環境的嚴重污染。(2)工人勞動強度大:采油工人每天必須巡視井場，擰緊盤根壓蓋，而且每2周必須停產更換新盤根，這兩項日常作業對工人來說是巨大的負擔，尤其是冬季北方油田。(3)增加能耗:光桿始終處于被盤根抱緊的狀態，增加了運動阻力，從而增加了抽油機的能耗。(4)損壞光桿:光桿始終處于被盤根抱緊的摩擦狀態，摩擦損耗使光桿由粗變細，疲勞應力使光桿內部產生裂紋，雙重作用大大縮短了光桿使用壽命。(5)容易造成抽油桿偏磨:由于光桿始終處于剛性壓迫狀態，當它的運動脫離油井中軸線時，就會帶動下面的抽油桿偏離油井中軸線而運動，造成抽油桿偏磨，從而增加抽油機電耗，而且容易造成斷桿事故，使油井被迫停產。
[0004]從上述分析可以看出，井口密封裝置不僅對抽油機設備本身造成威脅，也對周圍的環境和人身安全造成嚴重威脅。因此，針對產生上述問題的原因，對井口密封裝置進行優化和改進，成為迫切需要解決的問題。
[0005]目前對井口密封裝置的結構已有相關的研究和技術，但實際效果不夠理想，平移、隨動、偏磨、密封或潤滑等方面仍是目前需要解決的關鍵問題。為了解決光桿的偏移問題，有人提出了運用萬向球來進行調整，但萬向球只能夠調整光桿的傾斜，無法調整光桿的平移問題，而光桿平移卻是實際應用中常見的問題；也有人設計了可進行人工調整光桿偏移的盤根盒，但其不能使盤根盒隨著光桿的偏移而隨動的發生偏移。當光桿發生平移時，會引起雨水、污水或沙塵的滲入，這不僅會使光桿和盤根盒的磨損加大，而且會對光桿和盤根盒造成腐蝕，嚴重影響其使用壽命。為了解決光桿偏磨問題，有人設計了可移動的盤根盒來抱緊光桿，但盤根盒抱緊光桿的狀態使得它們的摩擦力增大、抽油機的能耗也相應增加。潤滑特性在井口密封器的結構改造中，迄今未能得到有效的應用。因此，針對井口密封器的隨動、密封和壽命等方面，仍需要對井口密封裝置的結構方面做進一步的改進。
[0006]通過對背景資料分析可以看出，井口密封器的隨動性差、偏磨嚴重、密封差、能耗高、壽命短、耐壓差等方面是迫切需要解決的問題，也應該是針對其結構進行研究和解決的重點方向。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本低廉、安裝維護方便、防偏磨、密封好、節能、壽命長的井口密封器的隨動式結構。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種井口密封器的隨動式結構，包括密封蓋(I)、密封外殼(2)、上隨動平臺(3)、隨動盤根盒(4)、下隨動平臺(5)、密封基座(6)，且中部均有圓孔，光桿(7)從圓孔穿過，并可沿著上述各組件中部圓孔構成的通道進行上下運動。
[0009]密封蓋(I)與密封外殼(2)上部緊密連接、距離可調，密封蓋(I)和隨動盤根盒(4)之間為上隨動平臺(3)，隨動盤根盒(4)和密封基座(6)之間為下隨動平臺(5)，密封基座(6)與密封外殼(2)下部緊密連接;密封蓋(I)與密封外殼(2)之間的上下距離可調，以便調整對內部各部件，尤其是對上隨動平臺(3)、隨動盤根盒(4)和下隨動平臺(5)的壓緊程度。
[0010]隨動盤根盒(4)通過其中部圓孔處的盤根與光桿(7)緊密接觸，在光桿(7)相對隨動盤根盒(4)上下運動工作時，起到對光桿(7)密封的作用，同時，隨動盤根盒(4)和光桿(7)在水平方向是相對靜止的，光桿(7)發生偏心時，帶動隨動盤根盒(4)，依托上隨動平臺(3)和下隨動平臺(5)進行水平面內任意方向平行移動。
[0011]隨動盤根盒(4)的外徑小于密封外殼(3)的內徑，中間構成環形腔(8)，密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內徑大于光桿(7)的外徑，這樣就給隨動盤根盒(4)和光桿(7)共同的水平面內任意方向平行移動提供了空間。
[0012]本發明對隨動盤根盒(4)的內部結構沒有特殊的定義和要求，雖然不同的盤根盒內部結構各異，但都是依靠內部盤根抱緊光桿(7)，在保證光桿(7)上下自由運動的同時，起到對光桿(7)的密封作用。因此，只要是外部結構滿足本發明要求的盤根盒，都可作為本發明中的隨動盤根盒(4)。
[0013]密封外殼(2)的內徑與隨動盤根盒(4 )的外徑之差，小于密封蓋(I)和密封基座(6 )的中部圓孔的內徑與光桿(7)的外徑之差。這種結構可保證在光桿(7)發生極端偏心情況時，隨動盤根盒(4)先接觸到密封外殼(2)的內側，無法進一步產生平移，此時的光桿(7)不會與密封蓋(I)和密封基座(6)中部圓孔發生接觸，即不會對光桿(7)造成磨損，同時也不會導致由于這種摩擦產生的額外能耗，還起到節能作用。
[0014]上隨動平臺(3)固定在密封蓋(I)或隨動盤根盒(4)上，以避免平移時發生串位，失去支撐、密封和潤滑作用。當固定在密封蓋(I)上時，上隨動平臺(3)就是靜止的，隨動盤根盒(4)相對其平移滑動；當固定在隨動盤根盒(4)上時，上隨動平臺(3)隨著隨動盤根盒(4)共同平移運動，與密封蓋(I)之間相對平移滑動。當然，上隨動平臺(3)如果包括不止I個組件時，多個組件也可以分別固定在密封蓋(I)和隨動盤根盒(4)上，只要能保證隨動盤根盒
(4)正常的平移運動即可。
[0015]下隨動平臺(5)固定在密封基座(6)或隨動盤根盒(4)上，與上隨動平臺(3)的情況相同。
[0016]上隨動平臺(3)和下隨動平臺(5)可采用耐腐蝕的、具有彈性的環形密封材料構成，主要起支撐、密封、減少平移摩擦的作用。采用彈性環形密封材料，調整密封蓋(I)與密封外殼(2)之間的上下距離時，可對其產生不同的壓力，從而導致不同的形變，從而調整密封程度和平移摩擦力的大小。
[0017]保護蓋(9)，位于密封蓋(2)上方，通過其中部的圓孔與光桿(7)緊密接觸，隨光桿(7)進行水平面內任意方向平行移動。保護蓋(9)與光桿(7)之間可采用密封材料，防止雨水或污水滲入，并能有效防止沙塵進入，避免沙塵加劇隨動盤根盒(4)和光桿(7)的磨損。由于保護蓋(9)可以隨著光桿(7)進行水平面內任意方向平行移動，光桿(7)發生偏心時，不會發生偏磨。
[0018]保護蓋(9)為傘形結構，便于雨水或污水沿傘形結構面滑落。
[0019]保護蓋(9)下部與密封蓋(I)上表面之間為磁性連接，可以采用在該部分嵌入磁鐵來實現，則保護蓋(9)被磁力吸附在密封蓋(I)上表面，在不影響保護蓋(9)平移運動的同時，不至于被光桿(7)帶著上下移動。
[0020]密封蓋(I)的上部有護環(10)，與光桿(7)之間構成環形腔(11)，以潤滑油填充。則潤滑油可隨著光桿(7)的上下運動，均勻穩定的為隨動盤根盒(4)內的盤根提供潤滑，降低磨損、節約電能、提高使用壽命；同時，隨著隨動盤根盒(4)的平移運動，均勻穩定的為上隨動平臺(3)提供潤滑，減少偏磨、增強密封能力、提高使用壽命。
[0021]此處的環形腔(11)，還能對上隨動平臺(3)和光桿(7)起到油封的作用，進一步增強密封效果，防止井口漏油。
[0022]此外，護環(10)還可以有效的阻擋雨水或污水經密封蓋(I)的上表面進入環形腔
(11)，避免腐蝕或影響潤滑效果。
[0023]在密封外殼(2)上有加油孔(12)，正常工作時封閉，需要補充潤滑油時，經加油孔
(12)向環形腔(8)內注入潤滑油。隨著隨動盤根盒(4)的平移運動，均勻穩定的為下隨動平臺(5)提供潤滑，減少偏磨、增強密封能力、提高使用壽命。
[0024]此處的環形腔(8)，還能對下隨動平臺(5)起到油封的作用，進一步增強密封效果，防止井口漏油。
[0025]密封基座(6)的下部有連接件(13)，可做成螺紋、法蘭或者卡箍接頭方式，與其它井口裝置或井口直接相連。
[0026]與現有技術相比較，本發明具有如下優點:
本發明結構簡單、成本低廉、安裝維護方便，采用隨動盤根盒依托上隨動平臺和下隨動平臺隨著光桿實現水平面內任意方向自由移動的結構，以及各部件徑向尺寸的配合設計，有效的解決了偏磨問題，且可保證對光桿密封效果，大大提高了盤根盒和光桿的使用壽命，并可起到節能效果。保護蓋隨著光桿平移，且采用傘形結構，有效的防止雨水、污水或沙塵進入，大大改善了隨動盤根盒的工作環境，延長了使用壽命，保證了潤滑效果。利用密封蓋護環處和密封外殼處構成的環形腔以潤滑油填充，可分別為上隨動平臺、下隨動平臺，以及光桿乃至盤根提供持續潤滑及油封，減小了徑向和軸向摩擦，同時起到節能、密封、延長使用壽命等多重作用。
【附圖說明】
[0027]圖1:整體剖面結構圖。
[0028]圖2:最大偏心平移剖面結構圖。
[0029]圖中:I一密封蓋、2—密封外殼、3—上隨動平臺、4一隨動盤根盒、5—下隨動平臺、
6—密封基座、7—光桿、8—環形腔、9 一保護蓋、10—護環、11 一環形腔、12—加油孔、13—連接件。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明:
如圖1，整體剖面結構圖由密封蓋(I)、密封外殼(2)、上隨動平臺(3)、隨動盤根盒(4)、下隨動平臺(5)、密封基座(6)、光桿(7)、環形腔(8)、保護蓋(9)、護環(10)、環形腔(11)、加油孔(12)、連接件(13)構成。
[0031]密封蓋(1)、密封外殼(2)、上隨動平臺(3)、隨動盤根盒(4)、下隨動平臺(5)、密封基座(6)中部均有圓孔，光桿(7)從圓孔穿過，并可沿著上述各組件中部圓孔構成的通道進行上下運動。
[0032]密封蓋(I)與密封外殼(2)上部緊密連接、距離可調，密封蓋(I)和隨動盤根盒(4)之間為上隨動平臺(3)，隨動盤根盒(4)和密封基座(6)之間為下隨動平臺(5)，密封基座(6)與密封外殼(2)下部緊密連接;密封蓋(I)與密封外殼(2)之間的上下距離可調，以便調整對內部各部件，尤其是對上隨動平臺(3)、隨動盤根盒(4)和下隨動平臺(5)的壓緊程度。
[0033]隨動盤根盒(4)通過其中部圓孔處的盤根與光桿(7)緊密接觸，在光桿(7)相對隨動盤根盒(4)上下運動工作時，起到對光桿(7)密封的作用，同時，隨動盤根盒(4)和光桿(7)在水平方向是相對靜止的，光桿(7)發生偏心時，帶動隨動盤根盒(4)，依托上隨動平臺(3)和下隨動平臺(5)進行水平面內任意方向平行移動。
[0034]隨動盤根盒(4)的外徑小于密封外殼(3)的內徑，中間構成環形腔(8)，密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內徑大于光桿(7)的外徑，這樣就給隨動盤根盒(4)和光桿(7)共同的水平面內任意方向平行移動提供了空間。
[0035]上隨動平臺(3)固定在密封蓋(I)或隨動盤根盒(4)上，下隨動平臺(5)固定在密封基座(6)或隨動盤根盒(4)上，以避免平移時發生串位。
[0036]保護蓋(9)位于密封蓋(2)上方，通過其中部的圓孔與光桿(7)緊密接觸，可隨光桿
(7)進行水平面內任意方向平行移動。保護蓋(9)與光桿(7)之間采用密封材料，防止雨水或污水滲入，并能有效防止沙塵進入，避免沙塵加劇隨動盤根盒(4)和光桿(7)的磨損。而且保護蓋(9)為傘形結構，便于雨水或污水沿傘形結構面滑落。
[0037]密封蓋(I)的上部護環(10)與光桿(7)之間構成環形腔(11)，以潤滑油填充。護環(10)可以有效的阻擋雨水或污水經密封蓋(I)的上表面進入環形腔(11)。潤滑油可隨著光桿(7)的上下運動，均勻穩定的為隨動盤根盒(4)內的盤根提供潤滑；同時，隨著隨動盤根盒
(4)的平移運動，均勻穩定的為上隨動平臺(3)提供潤滑。環形腔(11)還能對上隨動平臺(3)和光桿(7)起到油封的作用，進一步增強密封效果，防止井口漏油。
[0038]在密封外殼(2)上有加油孔(12)，正常工作時封閉，需要補充潤滑油時，經加油孔
(12)向環形腔(8)內注入潤滑油。隨著隨動盤根盒(4)的平移運動，均勻穩定的為下隨動平臺(5)提供潤滑，同時還能對下隨動平臺(5)起到油封的作用。
[0039]密封基座(6)的下部有連接件(13)，可做成螺紋、法蘭或者卡箍接頭方式，與其它井口裝置或井口直接相連。
[0040]當光桿(7)發生偏心情況時，如圖2，密封蓋(I)、密封外殼(2)、密封基座(6)、護環(10)、加油孔(12)、連接件(13)始終處于固定的狀態;而隨動盤根盒(4)依托上隨動平臺(3)和下隨動平臺(5)隨著光桿(7)—起自由偏心平移，保護蓋(9)被磁力吸附在密封蓋(I)上表面，也隨著光桿(7)—起自由偏心平移，同時也保證了光桿(7)上下運動時，不會與隨動盤根盒(4)和保護蓋(9)發生偏磨。
[0041]而且，由于本發明中密封外殼(2)的內徑與隨動盤根盒(4)的外徑之差，小于密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內徑與光桿(7)的外徑之差。因此，即使是發生極端最大偏心的情況，也是隨動盤根盒(4)先接觸到密封外殼(2)的內側，從而阻止光桿(7)產生進一步平移，則光桿(7)不會與密封蓋(I)和密封基座(6)中部圓孔發生接觸，即不會對光桿(7)造成磨損，同時也不會導致由于這種摩擦產生的額外能耗，還起到節能作用。
[0042]以上所述僅為本發明的較佳實施實例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:包括密封蓋(I)、密封外殼(2)、上隨動平臺(3)、隨動盤根盒(4)、下隨動平臺(5)、密封基座(6)，且中部均有圓孔，光桿(7)從圓孔穿過； 密封蓋(I)與密封外殼(2)上部緊密連接、距離可調，密封蓋(I)和隨動盤根盒(4)之間為上隨動平臺(3)，隨動盤根盒(4)和密封基座(6)之間為下隨動平臺(5)，密封基座(6)與密封外殼(2)下部緊密連接； 隨動盤根盒(4)通過其中部圓孔處的盤根與光桿(7)緊密接觸，依托上隨動平臺(3)和下隨動平臺(5)進行水平面內任意方向平行移動； 隨動盤根盒(4)的外徑小于密封外殼(3)的內徑，中間構成環形腔(8)，密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內徑大于光桿(7)的外徑。2.根據權利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:密封外殼(2)的內徑與隨動盤根盒(4)的外徑之差，小于密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內徑與光桿(7)的外徑之差。3.根據權利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:上隨動平臺(3)固定在密封蓋(I)或隨動盤根盒(4)上，下隨動平臺(5)固定在密密封基座(6)或隨動盤根盒⑷上。4.根據權利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:包括保護蓋(9)，位于密封蓋(2)上方，通過其中部的圓孔與光桿(7)緊密接觸，隨光桿(7)進行水平面內任意方向平行移動。5.根據權利要求4所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:保護蓋(9)為傘形結構。6.根據權利要求4所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:保護蓋(9)下部與密封蓋(I)上表面之間為磁性連接。7.根據權利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:密封蓋(I)的上部有護環(10)，與光桿(7)之間構成環形腔(11)，以潤滑油填充。8.根據權利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:在密封外殼(2)上有加油孔(12)，經加油孔(12)向環形腔(8)內注入潤滑油。9.根據權利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結構，其特征在于:密封基座(6)的下部有連接件(13)。
【文檔編號】E21B33/03GK106014320SQ201610553436
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】周封, 郝婷, 李隆, 劉小可, 王晨光, 劉健, 王丙全, 呂金貴, 孫卿
【申請人】哈爾濱理工大學, 周封