油井光桿密封裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種油井光桿密封裝置，包括：盤根和盤根盒，盤根嵌套在盤根盒內，盤根盒連接有盒蓋，盤根盒的中心孔套設在油井口沿豎直方向做往復運動的光桿上，盤根與油井口處的盤根盒內端面之間設置具有中心孔的密封塊，所述密封塊為開口墊片，密封塊與盤根盒內底面接觸的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面。本實用新型的盤根嵌套在盤根盒內，盤根下端面與盤根盒內底面之間設置密封塊，密封塊為開口墊片，并且具有沿出油方向凸起的弧形面，使密封塊與盤根之間形成空隙，作業時可有效的緩解油井口處的壓力，克服了現有技術中，普通的密封圈密封性不好，抗壓能力低，使用壽命短，不能滿足使用需求的不足。
【專利說明】
油井光桿密封裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及抽油機密封裝置的技術領域，尤其是涉及一種油井光桿密封裝置。【背景技術】
[0002]在石油開采領域中，現場工人作業時，光桿沿著豎直中心線做上下往復運動，此時為了防止抽油機的井口出現漏油的現象，通常需要在抽油井井口的位置處設置密封圈來實現密封，防止由于抽油過程中出現漏油等現象，而造成環境的污染。
[0003]目前普遍采用具有內螺紋的密封圈來實現密封，即將密封圈嵌套在油井口處的光桿上，抽油機進行作業時，光桿做上下反復運動，密封圈可實現密封的作用，防止在作業過程中，原油出現泄漏的現象。
[0004]但是在現有技術中，當抽油機開始啟動時，存在以下一些缺點:
[0005]光桿不斷做上下抽動運動，由于井底壓力比較高，原油的腐蝕性強，密封圈的抗沖擊能力和抗腐蝕能力逐漸降低；當光桿上下抽動時，密封圈與光桿做摩擦運動，密封圈的抗磨損能力逐漸降低；由于油井井口與光桿之間裝配時會出現一定的誤差，在作業過程中，光桿與密封圈的摩擦會增大，導致密封圈的磨損加劇，井口出現漏油等現象，從而造成了污染現場環境;另外，在使用過程中，密封圈的生產材質較差，使用壽命短，有時候幾個小時就需要報廢，更換新的密封圈，更換前，需要先進行停井，然后工人進行更換密封圈，每次更換至少需要20分鐘左右的時間，更換后，需要再次啟動抽油機，由于存在以上缺點，作業過程中， 更換密封圈的頻率比較高，需要頻繁啟動停止抽油機，這樣就會降低抽油機的工作效率;除此之外，在更換密封圈的過程中，還會出現油井刺漏等現象，從而造成了一定的環境污染。【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提高油井井口密封，以解決現有技術中存在的由于井底壓力高、原油腐蝕性強，油井密封圈的抗沖擊能力和抗腐蝕性能力低，密封圈使用壽命縮短等缺陷，以及密封圈破損后的原油污染等問題。
[0007]本實用新型提供的油井光桿密封裝置，包括:盤根和盤根盒，所述盤根嵌套在盤根盒內，盤根盒連接有盒蓋，盤根盒的中心孔套設在油井口沿豎直方向做往復運動的光桿上， 盤根與油井口處的盤根盒內端面之間設置具有中心孔的密封塊，所述密封塊為開口墊片， 密封塊與盤根盒內底面接觸的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面。
[0008]進一步地，所述密封塊的開口為斜開口。
[0009]進一步地，所述密封塊為圓環形。[〇〇1〇]進一步地，所述密封塊為多邊形。
[0011]進一步地，所述密封塊與盤根接觸的一面具有沿出油方向凸起的第二弧形面。
[0012]進一步地，所述密封塊的直徑小于盤根的直徑。
[0013]進一步地，所述密封塊一端的厚度等于另一端厚度的1/2。
[0014]進一步地，所述密封塊的開口方向和第一弧形面的交點的切線，與開口方向之間的夾角a為30度。
[0015]進一步地，所述盤根為第一端面直徑大于第二端面直徑的倒錐形。
[0016]進一步地，所述盤根盒采用螺紋連接盒蓋。
[0017]本實用新型提供的油井光桿密封裝置，將盤根嵌套在盤根盒內，盤根盒連接有盒蓋，并且盤根的下端與盤根盒的內底面之間設置密封塊，盤根盒的中心孔套設在油井口沿豎直方向做往復運動的光桿上，采用盤根與密封塊結合，可有效的對油井口處進行密封，防止原油泄漏，提高了密封塊的抗腐蝕能力;所述的密封塊采用朝向油井口的一面為沿出油方向凸起的弧形面，使盤根與盤根盒體內底面之間形成空隙，保證井底壓力經過圓弧形空隙進入盤根與盤根盒底面之間留存的空隙中，緩解油井口盤根下端處的壓力;盤根與密封塊設置在同一豎直中心線處，可以穩定的支撐光桿，減少了密封塊的磨損，延長了密封塊的使用壽命，從而提高了抽油機的工作效率。克服了現有技術中，使用普通的密封圈對油井口進行密封，由于密封圈的抗腐蝕性能力和抗壓能力低，以及光桿沿豎直方向做上下往復抽動時，容易磨損密封圈，導致密封圈的使用壽命短，需要不斷更換密封圈，并且在更換過程中浪費了工作時間，從而降低了抽油機工作效率的不足。本實用新型的結構設計新穎，抗腐蝕性和抗壓能力強，并且制造成本低廉，提高了工作效率。【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】，下面將對【具體實施方式】所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的主視剖視圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例中盤根的主視圖；[0021 ]圖3為本實用新型實施例中盤根的俯視圖。[〇〇22]附圖標記:
[0023] 11_盤根；12_盤根盒:13_盒蓋:
[0024] 14-光桿；15-密封塊；111-第一端面；
[0025]112-第二端面；151-中心孔；152-第一弧形面；
[0026]153-第二弧形面。【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂面”、等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、 “第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0029]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“連接” 應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0030]實施例1
[0031]圖1為本實用新型第一實施例提供的主視剖視圖；圖2為本實用新型第一實施例中盤根的主視圖；圖3為本實用新型第一實施例中盤根的俯視圖；如圖1-3所示，本實施例提供的油井光桿密封裝置，包括:盤根11和盤根盒12,所述盤根11嵌套在盤根盒12內，盤根盒12 連接有盒蓋13,盤根盒12的中心孔套設在油井口沿豎直方向做往復運動的光桿14上，盤根 11與油井口處的盤根盒12內端面之間設置具有中心孔151的密封塊15,所述密封塊15為開口墊片，密封塊15與盤根盒12內底面接觸的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面152。 [〇〇32]所述盤根盒12、與盤根盒12連接的盒蓋13、盤根11均具有中心孔，并且光桿14的外徑小于上述中心孔的直徑，光桿14能夠在上述中心孔內沿豎直方向做往復運動，在盤根11 的底端與盤根盒12內底面之間設置密封塊15,密封塊15與盤根11沿同一豎直中心線設置， 有效的避免了光桿14與井口不同心時，造成的偏磨問題;所設置密封塊15采用合成橡膠材料制作，其密封性好，密封塊15的中心孔151制作時經過精確切割，以提高密封塊15的密封和抗磨能力，通常油井壓力為3兆帕以下，中心孔151可以保證在壓力為6兆帕時不發生刺漏現象，密封塊15的中心孔151采用特殊工藝進行處理，改變了中心孔151周圍的分子結構，增強了周圍橡膠分子數量，提高了周圍分子的密度，從而增強了中心孔151的抗磨強度，抗沖擊壓力及耐腐蝕強度，減少了光桿14的偏磨，達到了延長盤根11與密封塊15的使用壽命的目的。
[0033]所述的密封塊15采用以天然橡膠為主的合成橡膠制作，合成橡膠主要由丁腈、異戊橡膠等材料制成，同時還可以添加抗磨、抗腐蝕材料，提高了密封塊15的抗壓和耐磨能力。
[0034]所述密封塊15為開口墊片，開口處采用斜開口式設計，緩解了抽油時光桿14向上沖擊的壓力，所述密封塊15與盤根盒12內底面接觸的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面152,并且弧形面沿油井口的外部方向彎曲，第一弧形面152使盤根11的下端面與密封塊 15之間形成空隙，弧形面沿油井口的外部方向彎曲，再次增大了密封塊15與盤根盒12內底面之間的空隙。在抽油機工作的過程中，空隙之間的氣壓增加了密封塊15的彈性，使密封塊 15的中心孔151與光桿14之間實現無縫結合，盤根11更好的緊固在光桿14上，增強了密封性能，從而達到防止原油溢漏的目的。[〇〇35]進一步地，所述密封塊15的開口為斜開口。
[0036]所述密封塊15的側面采用斜開口式設計，由于開口處的空隙比較小，原油在抽吸過程中，會通過斜開口的空隙逐漸減小油井口處的壓力，達到緩解壓力的目的。[〇〇37]進一步地，所述密封塊15為圓環形。
[0038] 所述密封塊15采用圓環形式設計，使用過程中，密封塊15上端的圓環面與盤根11 的下底面接觸，密封塊15下端的圓環面與盤根盒12的內底面接觸，密封塊15下端面的圓弧形面與盤根盒12內底面之間的空隙可以緩解壓力。[〇〇39]進一步地，所述密封塊15為多邊形。[〇〇4〇] 所述密封塊15可采用六邊形，或者采用八邊形，采用正六邊形或者正八邊形時，正六邊形或者正八邊形對角線的長度與盤根11的直徑相同。由于原油在抽吸過程中，會對密封塊15和盤根11形成較大的沖擊力，壓力一般在l-4MPa之間，密封塊15采用六邊形或者八邊形設計，使密封塊15與盤根11下底面之間，密封塊15與盤根盒12的內底面之間形成較大的空隙，緩解了原油抽吸過程中的壓力。
[0041]進一步地，所述密封塊15與盤根11接觸的一面具有沿出油方向凸起的第二弧形面 153〇
[0042]所述第二弧形面153,為朝向盤根11下底面方向凸起的弧形面，使密封塊15的上端面與盤根11的下端面之間為弧形面接觸，從而具有可容納壓力和原油液體的空隙，這樣的設計方式，增大了密封塊15上端與盤根11下端面之間的空隙。
[0043]進一步地，所述密封塊15的直徑小于盤根11的直徑。
[0044]所述盤根11嵌套在盤根盒12內，密封塊15設置在盤根11的下端與盤根盒12的內底面之間，密封塊15的直徑小于盤根11下端的直徑，使用過程中，能夠保證密封塊15有足夠大的作用空間，從而具有比較大的空隙緩解油井口處的壓力，并且容納油井口處向上抽吸的原油液體。
[0045]進一步地，所述密封塊15—端的厚度等于另一端厚度的1/2。
[0046]所述密封塊15采用一端厚，另一端薄的結構設計，保持光桿14的重心位置，厚的一端提高了偏磨的抗磨強度，延長了盤根11和密封塊15的使用壽命，可以有效的調整、扶正光桿14〇
[0047]進一步地，所述密封塊15的開口方向和第一弧形面152的交點的切線，與開口方向之間的夾角a為30度。
[0048]所述開口角度還可以在15度-30度之間任意的度數，根據實際使用需求，可以在這個角度之間任意選擇，這樣的角度設計便于操作時更換，并且增大了密封性能。
[0049]進一步地，所述盤根11為第一端面111直徑大于第二端面112直徑的倒錐形。
[0050]所述盤根11采用倒錐形式設計，嵌套在盤根盒12內，由于第二端面112的直徑小于第一端面111的直徑，作業過程中產生的壓力從第二端面112直接向上沖擊，由于第一端面 111逐漸變寬，可逐漸阻止抽油口處向上的沖擊力。
[0051]進一步地，所述盤根盒12采用螺紋連接盒蓋13。[〇〇52]所述盤根盒12與盒蓋13之間還可以采用卡扣式連接，或者其他任何一種能夠將盤根盒12與盒蓋13連接的方式。[〇〇53]本實用新型使用前，先進行安裝，將光桿14的一端安裝在油井口處，密封塊15放置在盤根盒12的內底面處，使密封塊15的第一弧形面152沿油井口的方向放置，第二弧形面 153沿盤根11的第二端面112方向放置，盤根11的第二端面112朝下，第一端面111朝上，套入盤根盒12內，盒蓋13螺紋連接在盤根盒12的開口處，使盤根盒12的底面從光桿14的自由端逐漸套入，此時，光桿14的自由端依次穿過盤根盒12底端面的中心孔、密封塊15的中心孔 151、盤根11的中心孔、盒蓋13的中心孔，固定好后即可完成安裝。[〇〇54]本實用新型使用時，開啟閥門，啟動抽油機，此時光桿14沿豎直中心線做上下往復運動，動作時，按照如下步驟進行:
[0055](i)光桿14向上運動時，井口壓力增大，氣壓從盤根盒12的底端面進入，氣壓沿著密封塊15下端的第一弧形面152逐漸擠壓，同時第二弧形面153與盤根11的第二端面112接觸，氣壓從弧形面四周的空隙中進入，壓力逐漸進入密封塊15與盤根11底端面之間的空隙中，同時井口擠壓出一定量的原油液體，原油液體隨著氣壓一起進入密封塊15與盤根11底端面之間的空隙中，空隙中的壓力逐漸緩解了光桿14向上運動時擠壓盤根11的壓力；
[0056]( ii )光桿14向下運動時，光桿14帶動盤根11向下擠壓，同時盤根11的第二端面112 擠壓密封塊15的第二弧形面153,盤根11的下端面與密封塊15上端面凸起的弧形面之間的空隙被擠壓，密封塊15下端面凸起的弧形面與盤根盒12內底面之間的空隙被擠壓，密封塊 15與盤根盒12之間空隙中的氣壓和原油液體逐漸被擠出，沿著盤根盒12的下端面流出，密封塊15受到向下的壓力作用，盤根盒12內空隙中的壓力逐漸變小；
[0057]( m )光桿14重復上述i_ ii步驟運動，直至完成作業。
[0058]本實用新型分別在兩口油井進行實驗，其中一口油井中，盤根11最長使用壽命為3 天，井口壓力為2兆帕，目前該產品已使用165天，繼續使用中，另一口井盤根11的使用壽命最長為8天，井口壓力為1.2兆帕，目前該產品已使用130天。[〇〇59]本實施例提供的油井光桿密封裝置，將盤根嵌套在盤根盒內，密封塊設置在盤根的下端與盤根盒內底面之間，盤根盒上端的開口處螺紋連接有盒蓋，盤根和密封塊壽命長， 使用周期長，使用過程中減少了更換的次數，節約了生產成本；由于更換密封圈需要多次啟停油井，熟練工人也需要20分鐘左右才能完成更換，使用本實用新型后，減少了更換密封盤根的頻率，也就相應的增加了抽油機的工作時間，提高了原油的產量，同時也減輕了員工的勞動強度，降低了維修的成本。解決了現有技術中，由于未能及時發現密封圈處刺漏，原油很容易從井口處溢漏，容易造成一定的污染的技術問題。
[0060] 實施例2[〇〇61]本實施例提供的油井光桿密封裝置，是對實施例一提供的油井光桿密封裝置的進一步改進，本實施例提供的油井光桿密封裝置，包括:盤根11和盤根盒12,所述盤根11嵌套在盤根盒12內，盤根盒12連接有盒蓋13,盤根盒12的中心孔套設在油井口沿豎直方向做往復運動的光桿14上，盤根11與油井口處的盤根盒12內端面之間設置具有中心孔151的密封塊15，所述密封塊15為開口墊片，密封塊15與盤根盒12內底面接觸的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面152。
[0062]本實施例提供的油井光桿密封裝置，與實施例一的區別在于，所述密封塊15與盤根11接觸的一面為沿出油方向凹進的弧形面。
[0063]所述密封塊15朝向盤根11的一面為向下凹陷的弧形面，使密封塊15的上端與盤根 11的下端面之間為具有凹陷的空缺面接觸，從而形成具有可容納壓力和原油液體的空隙， 弧形面沿油井口的方向彎曲，這樣設計增大了密封塊15上端面與盤根11下端面之間的空隙，便于使用過程中，緩解密封塊15與油井口處的壓力。
[0064]本實用新型使用前，先進行安裝，其安裝方法和步驟與實施例一均相同，只是在安裝密封塊15的過程中，使密封塊15下端面的第一弧形面152沿油井口的方向放置，密封塊15 上端面凹陷的弧形面設置在盤根11的第二端面112的下端。
[0065]本實用新型使用時，其操作方法與實施例一均相同，只是光桿14沿豎直中心線做上下往復運動，存在以下區別點:
[0066](i)光桿14向上運動時，井口壓力增大，氣壓從盤根盒12的底端面進入，氣壓沿著密封塊15下端的第一弧形面152逐漸擠壓，同時第二弧形面與盤根11的第二端面112接觸， 氣壓從弧形面四周的空隙中進入，壓力逐漸進入密封塊15與盤根11底端面之間的空隙中， 由于密封塊15的上端面為凹陷的弧形面，此時凹陷的弧形面內會留存有比較大的空隙，同時井口擠壓出一定量的原油液體，原油液體隨著氣壓一起進入密封塊15與盤根11底端面之間的空隙中，空隙中的壓力逐漸緩解了光桿14向上運動時擠壓盤根11的壓力；
[0067]( ii )光桿14向下運動時，光桿14帶動盤根11向下擠壓，同時盤根11的第二端面112 擠壓密封塊15的第二弧形面，盤根11的下端面與密封塊15上端面凹陷的弧形面之間的空隙被擠壓，密封塊15下端面凸起的第一弧形面152與盤根盒12內底面之間的空隙被擠壓，使兩處空隙中的氣壓和原油液體逐漸被擠出，沿著盤根盒12的下端面流出，密封塊15受到向下的壓力作用，盤根盒12內空隙中的壓力逐漸變小；
[0068](m )光桿14重復上述1-1i步驟運動，直至完成作業。
[0069]本實施例提供的油井光桿密封裝置，由于密封塊的上端面采用凹陷的弧形面，增大了盤根盒內盤根與密封塊之間的空隙，作業過程中，氣壓增大時，氣壓充滿盤根下端面與密封塊上端面之間的空隙，充分緩解了壓力，并且密封塊的下端面為遠離油井口方向的第一弧形面，光桿作業時，可有效的緩解油井口處的壓力。所述密封塊采用合成橡膠材料制作，這種材料提高了抗壓和抗腐蝕性，并且使用壽命延長，使用過程中不需要頻繁更換，同時也提高了抽油機的作業效率。
[0070]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種油井光桿密封裝置，其特征在于，包括:盤根(11)和盤根盒(12)，所述盤根(11) 嵌套在盤根盒(12)內，盤根盒(12)連接有盒蓋(13)，盤根盒(12)的中心孔套設在油井口沿 豎直方向做往復運動的光桿(14)上，盤根(11)與油井口處的盤根盒(12)內端面之間設置具 有中心孔(151)的密封塊(15)，所述密封塊(15)為開口墊片，密封塊(15)與盤根盒(12)內底 面接觸的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面(152)。2.根據權利要求1所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)的開口為斜 開口。3.根據權利要求2所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)為圓環形。4.根據權利要求2所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)為多邊形。5.根據權利要求1所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)與盤根(11) 接觸的一面具有沿出油方向凸起的第二弧形面(153)。6.根據權利要求1所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)的直徑小于 盤根(11)的直徑。7.根據權利要求1所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)—端的厚度 等于另一端厚度的1/2。8.根據權利要求2所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述密封塊(15)的開口方向 和第一弧形面(151)的交點的切線，與開口方向之間的夾角a為30度。9.根據權利要求1所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述盤根(11)為第一端面 (111)直徑大于第二端面(112)直徑的倒錐形。10.根據權利要求1所述的油井光桿密封裝置，其特征在于，所述盤根盒(12)采用螺紋 連接盒蓋(13)。
【文檔編號】E21B33/03GK205591865SQ201620433528
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】楊宏國
【申請人】楊宏國