專利名稱：有桿采油光桿密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油工業(yè)中采油井口的密封裝置，適用于有桿采 油設(shè)備中的井口光桿密封，尤其是能實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)不停產(chǎn)加盤根、密封裝置 的角度調(diào)偏斜和防噴功能的光桿密封裝置。 技術(shù)背景隨著我國(guó)油田采油的不斷發(fā)展，目前我國(guó)大部分油田已進(jìn)入機(jī)械釆油 期，在機(jī)械采油中所用的主要設(shè)備為有桿抽油設(shè)備。對(duì)于有桿抽油設(shè)備， 井口光桿密封裝置性能的好壞直接影響到抽油機(jī)的效率和產(chǎn)量。當(dāng)前油田 普遍采用的常規(guī)光桿密封裝置的盤根是依靠壓蓋軸向壓緊實(shí)現(xiàn)其密封功能 的，通過(guò)調(diào)節(jié)絲桿將兩個(gè)半圓形密封圈卡到光桿上，來(lái)控制井噴，同時(shí)設(shè) 計(jì)調(diào)偏機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水平方向上一定量的調(diào)偏。但在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在下 列缺陷密封圈的形狀和材質(zhì)選用不合理，抗擠壓、抗磨損能力較差，密封 效果不甚理想；密封圈安裝和拆卸不方便，更換密封圈時(shí)，必須停井，卸 下整個(gè)采油樹，從而降低了抽油設(shè)備的采油工作時(shí)率；調(diào)偏調(diào)斜機(jī)構(gòu)不能 實(shí)現(xiàn)角度調(diào)偏斜，密封圈的失效率仍然較高；沒(méi)有防噴機(jī)構(gòu)或者雖有防噴 機(jī)構(gòu)，但是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，操作麻煩。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有井口密封裝置的不足，本實(shí)用新型的目的是要提供一種 新型有桿采油光桿密封裝置，該密封裝置采用新的密封材料作為密封盤根； 設(shè)計(jì)全新的密封結(jié)構(gòu)，改善密封裝置的工作性能；密封圈的安裝和拆卸方 便；實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)不停產(chǎn)更換盤根；實(shí)現(xiàn)密封裝置的角度調(diào)偏斜，消除偏磨; 還設(shè)計(jì)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的防噴機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)密封和防噴功能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該密封裝置自上而下依次由盤根盒、密封盒、防噴機(jī)構(gòu)、角度調(diào)偏斜 機(jī)構(gòu)連接構(gòu)成。盤根盒用來(lái)存儲(chǔ)盤根，為密封盒提供盤根。盤根盒主要包括盒體、盒 蓋、旋轉(zhuǎn)軸和滾動(dòng)軸承四個(gè)部分。盒體為圓筒形，用來(lái)存儲(chǔ)盤根；盒蓋用 螺紋與盒體連接，密閉盒體，保護(hù)盤根并阻擋外界雜物；旋轉(zhuǎn)軸套在光桿 上，并通過(guò)滾動(dòng)軸承與盒體聯(lián)接，盤根圍繞旋轉(zhuǎn)軸分層螺旋纏繞；滾動(dòng)軸 承用來(lái)減小旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與盒體之間的摩擦。整個(gè)盤根盒機(jī)構(gòu)緊挨密封盒，盒體下端開有圓環(huán)形的槽，盤根盒中的盤根通過(guò)此槽進(jìn)入密封盒，直接纏 繞在密封盒的密封腔中，用于密封，由此可知盤根盒中的盤根與密封盒中 的密封盤根為同一個(gè)盤根，中間不間斷，因此在更換盤根時(shí)，直接去掉已 經(jīng)磨損的舊密封盤根，然后從盤根盒中抽出新盤根，纏繞在密封腔中即可 更換盤根。而不必采用常規(guī)更換密封圈的方式，必須卸載整個(gè)采油樹，從 光桿上套入新的盤根。由此可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的不停產(chǎn)加盤根，提高了采油工 作時(shí)率。密封盒是整個(gè)密封裝置的主體，用來(lái)實(shí)現(xiàn)密封功能。密封盒主要包括 壓蓋、上層手柄、本體、上壓套和盤根底套幾個(gè)部分。壓蓋通過(guò)螺紋將盤根盒和密封盒連接在一起；上層手柄通過(guò)螺栓與壓蓋聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)上層手柄 可以調(diào)節(jié)壓蓋和本體之間的螺紋；本體為圓柱形，上部軸心處設(shè)計(jì)有圓柱 形的密封腔，下部軸心處設(shè)有圓柱形空腔，空腔內(nèi)切有內(nèi)螺紋，通過(guò)螺紋， 本體上端連接盤根盒，下端連接防噴機(jī)構(gòu)；上壓套設(shè)計(jì)為圓筒形，置入密 封腔中，通過(guò)上壓套容納并壓緊其內(nèi)的密封盤根，使井內(nèi)的油壓被阻隔在 密封盒以下的井口裝置內(nèi)，實(shí)現(xiàn)密封盒的密封，另外上壓套內(nèi)腔頂部開有 梯形槽口，通過(guò)此槽口使盤根盒中的盤根直接進(jìn)入上壓套的空腔中，并螺 旋纏繞在光桿上；盤根底套套在光桿上，下部為圓筒形，上部被切成螺旋 上升的筒形結(jié)構(gòu)，筒形結(jié)構(gòu)的端部通過(guò)小螺釘與密封盤根的端部連接在一 起，繞光桿旋轉(zhuǎn)盤根底套即可將密封盤根螺旋纏繞在光桿上；O形密封圈 用來(lái)實(shí)現(xiàn)上壓套和密封腔之間的密封；密封裝置工作一段時(shí)間后，盤根受 損，此時(shí)只需旋轉(zhuǎn)上層手柄將壓蓋的螺紋旋緊一定的角度，通過(guò)上壓套壓 緊密封盤根，即可恢復(fù)密封盒的密封能力。當(dāng)密封盤根磨損嚴(yán)重不能繼續(xù) 使用時(shí)，只需通過(guò)手柄旋松壓蓋螺紋，打開密封盒，取出上壓套，即可更 換盤根；然后通過(guò)盤根底套將新密封盤根螺旋纏繞在光桿上，再用上壓套 將新盤根置入密封腔中，最后蓋上壓蓋，旋緊螺紋即可實(shí)現(xiàn)盤根的更換。 由此可見(jiàn)盤根的拆卸和安裝過(guò)程方便，省時(shí)省力，可進(jìn)一步提高采油效率。 防噴機(jī)構(gòu)位于密封盒下面，用來(lái)實(shí)現(xiàn)防噴功能。防噴機(jī)構(gòu)主要包括連 接體和下壓套。連接體為圓柱形，上部軸心處為圓柱形的防噴密封腔，下 部軸心處為球面的空腔，下部外端為圓盤狀法蘭，連接體上端通過(guò)螺紋與 密封盒連接，下端通過(guò)螺栓與角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)連接；下壓套設(shè)計(jì)為圓筒形， 置入密封腔中，其下部放置有防噴密封圈，通過(guò)下壓套壓緊密封圈，產(chǎn)生 軸向抱緊力，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的密封；O形密封圈用來(lái)實(shí)現(xiàn)本體和連接體之間的密封。密封裝置正常工作時(shí)，該機(jī)構(gòu)中的密封圈完全處于"懸浮"的自由 狀態(tài)，與光桿間的摩擦很小。每次更換盤根或者出現(xiàn)井噴時(shí)，只需旋轉(zhuǎn)下 層手柄旋緊連接螺紋，通過(guò)下壓套來(lái)壓緊防噴密封圈，實(shí)現(xiàn)密封，控制井 噴。角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)位于防噴機(jī)構(gòu)下面，用來(lái)實(shí)現(xiàn)密封裝置的角度調(diào)偏斜， 消除偏磨。該機(jī)構(gòu)的主體部分是底座，底座上部為圓球形構(gòu)造，中部為圓 柱形，外端為圓盤狀法蘭，底座下部為井口結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)參照井口標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計(jì)，通過(guò)卡箍直接與井口連接，從而將整個(gè)密封裝置安裝在井口上；O形 密封圈用來(lái)實(shí)現(xiàn)連接體和底座之間的密封。抽油機(jī)工作時(shí)，光桿中心對(duì)井 口中心產(chǎn)生隨機(jī)性和定向性偏擺，為避免密封盤根擠壓磨損，在防噴機(jī)構(gòu) 與井口機(jī)構(gòu)之間設(shè)計(jì)有角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中的底座上部與連接體下 部球面接觸，外端法蘭上的聯(lián)接螺栓也采用球形墊圈，因此在光桿與井口 產(chǎn)生偏心時(shí)，通過(guò)調(diào)整四周的螺栓，依靠光桿偏磨面的側(cè)向力該機(jī)構(gòu)自行 調(diào)整，這樣光桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次就可以自行達(dá)到調(diào)整同軸心的目的，從 而實(shí)現(xiàn)密封裝置在一定范圍內(nèi)進(jìn)行角度調(diào)偏斜，消除偏擺，避免盤根被擠 壓磨損。針對(duì)常規(guī)密封裝置中的密封盤根形狀和材質(zhì)選用不合理，導(dǎo)致密封效 果不理想的問(wèn)題，同時(shí)油田急需一種更換方便的盤根，本實(shí)用新型采用抽 油機(jī)普通傳動(dòng)V帶作為盤根。該傳動(dòng)帶的復(fù)合材質(zhì)結(jié)構(gòu)使其滿足彈性好、強(qiáng) 度高、抗老化、使用壽命較長(zhǎng)的要求；同時(shí)該盤根在工作時(shí)，多級(jí)盤根間 形成多級(jí)油環(huán)，起到較好的自潤(rùn)滑和液體自密封作用。另外，該盤根在油 田上極其容易得到，新舊普通V帶均可，可進(jìn)一步降低采油成本。另外需要說(shuō)明的是，防噴機(jī)構(gòu)中的密封材料采用常規(guī)式聚四氟乙烯密 封圈，該密封圈具有良好的工作性能，而且其獨(dú)特的截面形狀，使其具有 良好的徑向補(bǔ)償能力。本實(shí)用新型的有益效果是，采用新型的密封材料作為密封盤根，極大 地改善了密封裝置的潤(rùn)滑效果和密封效果；密封盤根安裝和拆卸方便的同 時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)不停產(chǎn)更換盤根；設(shè)計(jì)球面接觸的調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn) 密封裝置的角度調(diào)偏斜，消除偏磨，延長(zhǎng)密封盤根使用壽命；防噴機(jī)構(gòu)結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以實(shí)現(xiàn)密封和防噴功能。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是依據(jù)本實(shí)用新型所提出的密封裝置的外觀圖。圖2是依據(jù)本實(shí)用新型所提出的有桿采油光桿密封裝置第一個(gè)實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是依據(jù)本實(shí)用新型所提出的有桿采油光桿密封裝置第二個(gè)實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi).底座，2.螺栓，3.螺母，4.球形墊圈，5. O形密封圈，6.本 體，7.常規(guī)密封圈，8.盤根底套，9.氈圈，IO.密封盤根，ll.上壓套，12. O形密封圈，13.壓蓋，14.上層手柄15.深溝球軸承，16.旋轉(zhuǎn)軸，17.盒 體，18.盒蓋，19.盤根，20.螺栓，21.螺栓，22.下層手柄，23. O形密 封圈，24.下壓套，25.防噴密封圈，26.連接體。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，圖1所示為光桿密封裝置的外觀圖，該密封裝置從上而下依次由盤根盒i、密封盒n、防噴機(jī)構(gòu)m和角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)iv共四部分組 成。光桿貫穿于整個(gè)密封裝置，并在角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)iv的底座下部，通過(guò) 卡箍將整個(gè)密封裝置與井口連接在一起。整個(gè)密封裝置的最大安裝高度為465跳最大旋轉(zhuǎn)半徑為206mm。圖2所示實(shí)施例中，盤根盒I中，盒體17為圓筒形，存儲(chǔ)長(zhǎng)度為3000mm 左右的盤根，盤根可選用普通傳動(dòng)V帶；盒體17的上部與盒蓋18通過(guò)螺 紋連接在一起，用來(lái)保護(hù)盤根并阻擋外界雜物，盒體17的下端開有兩個(gè)圓 環(huán)形的槽，盤根盒I中的盤根穿過(guò)此槽進(jìn)入密封盒II中的密封腔，起密封 作用；旋轉(zhuǎn)軸16為軸系構(gòu)造，中間中空，通過(guò)滾動(dòng)軸承15與盒體17連接， 盤根19繞其分層螺旋纏繞；滾動(dòng)軸承15用來(lái)減小旋轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與盒體 17之間的摩擦。密封盒II中，壓蓋13為圓筒形，壓蓋13通過(guò)內(nèi)螺紋將盤根盒I和密 封盒II連接在一起;上層手柄14通過(guò)螺栓20與壓蓋13的外壁聯(lián)接在一起； 本體6為圓柱形，材料選用45鋼，上部軸心處為圓柱形的密封腔，腔內(nèi)容 納上壓套11和密封盤根10，下部軸心處設(shè)有圓柱形空腔，腔內(nèi)切有內(nèi)螺 紋；進(jìn)入密封腔，起密封作用的盤根即為密封盤根IO，密封盤根與盤根盒 中的盤根為同一根盤根，中間不間斷；上壓套ll為圓筒形，放置于密封腔 中，其內(nèi)容納有密封盤根IO，另外上壓套ll內(nèi)腔頂部開有等邊梯形槽口， 通過(guò)此槽口使盤根盒II中的盤根直接進(jìn)入上壓套11的內(nèi)腔中，并螺旋纏繞 在光桿上；盤根底套8下部為圓筒形，上部為螺旋上升的筒形結(jié)構(gòu)，筒形結(jié)構(gòu)的端部通過(guò)小螺釘與密封盤根10的端部連接在一起，繞光桿旋轉(zhuǎn)盤根 底套8即可將密封盤根10螺旋纏繞在光桿上；上壓套11與本體6的密封 腔之間采用O形密封圈12實(shí)現(xiàn)密封；旋轉(zhuǎn)上層手柄14，旋緊壓蓋13和本 體6之間的螺紋，即可通過(guò)上壓套11來(lái)壓緊密封盤根10，產(chǎn)生徑向力， 實(shí)現(xiàn)裝置的密封。防噴機(jī)構(gòu)III中，下層手柄22通過(guò)螺栓21與本體6外壁的下部聯(lián)接在 一起；連接體26為圓柱形，上部軸心處為圓柱形的防噴密封腔，腔內(nèi)容納 下壓套24和防噴密封圈25，上部外端切有外螺紋，下部軸心處為球面的 空腔，下部外端為圓盤狀的法蘭，法蘭上沿圓周等距離布置12個(gè)螺孔，通 過(guò)連接體外端的螺紋將密封盒n和防噴機(jī)構(gòu)III連接在一起；下壓套24為圓 筒形，放置于密封腔中，其下部放置有防噴密封圈25;防噴密封圈25為 常規(guī)式聚四氟乙烯密封圈；本體6與連接體26之間采用O形密封圈23實(shí) 現(xiàn)密封；旋轉(zhuǎn)下層手柄22,旋緊本體6與連接體26之間的螺紋，即可通 過(guò)下壓套24來(lái)壓緊防噴密封圈25，產(chǎn)生徑向抱緊力，實(shí)現(xiàn)密封，達(dá)到防 噴的目的。角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)IV中，底座1的上部為圓球形構(gòu)造，與連接體26的 下部球面接觸，并采用O形密封圈5實(shí)現(xiàn)密封，二者之間允許一定的角度 偏斜；底座1的中部為圓柱形，外端為圓盤狀的法蘭，法蘭上沿圓周等距 離布置12個(gè)螺孔，孔徑與連接體螺孔直徑相同，通過(guò)螺栓2、螺母3實(shí)現(xiàn)底座和連接體法蘭的聯(lián)接，從而將防噴機(jī)構(gòu)m和角度調(diào)偏斜結(jié)構(gòu)iv連接在一起；底座l的下部為井口結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)參照井口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，通過(guò)卡箍直 接與井口連接，從而將整個(gè)密封裝置安裝在井口上；螺栓2和螺母3均采 用球形墊圈4，保證螺栓螺母的軸心線與連接體和底座的軸心線之間可產(chǎn) 生一定的偏斜。實(shí)施例2如圖3所示，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例l相同，但有所簡(jiǎn)化，此實(shí)施例 沒(méi)有設(shè)計(jì)防噴機(jī)構(gòu)III，密封盒II和角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)IV之間通過(guò)螺栓直接連 接在一起，本體6的下部與底座1的上部之間球面接觸。機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化可以 減輕密封裝置的重量，降低制造成本。適用于地層壓力較小的油井。
權(quán)利要求1.一種有桿采油光桿密封裝置，由盤根盒、密封盒、防噴機(jī)構(gòu)和角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)順序連接，光桿貫穿于整個(gè)密封裝置，用卡箍將整個(gè)密封裝置與井口連接在一起，該密封裝置為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件的形狀為圓柱形或圓筒形，其特征是盤根盒包括盒體、盒蓋、旋轉(zhuǎn)軸和滾動(dòng)軸承，位于密封裝置的最上部，用來(lái)存儲(chǔ)盤根，為密封盒提供盤根，盤根盒的盒體下部開有圓環(huán)形的槽，盒中的盤根通過(guò)此槽進(jìn)入密封盒，用壓蓋通過(guò)螺紋將盤根盒和密封盒連接在一起；密封盒包括壓蓋、上層手柄、本體、上壓套和盤根底套，本體的上部有圓柱形的密封腔，容納上壓套和密封盤根，下部有帶內(nèi)螺紋的圓柱形空腔，本體通過(guò)螺紋上端連接盤根盒，下端連接防噴機(jī)構(gòu)；上壓套內(nèi)腔頂部開有等腰梯形槽口，盤根通過(guò)此槽口直接進(jìn)入上壓套的內(nèi)腔中；盤根底套的上部為螺旋上升的筒形結(jié)構(gòu)，筒形結(jié)構(gòu)的端部通過(guò)小螺釘與密封盤根的端部連接在一起，旋轉(zhuǎn)盤根底套即可將上壓套空腔中的密封盤根螺旋纏繞在光桿上；防噴機(jī)構(gòu)位于密封盒下面，包括連接體和下壓套，連接體上部為圓柱形的防噴密封腔，腔內(nèi)置有下壓套和防噴密封圈，下部軸心處為圓球面的空腔，下部外端為圓盤狀的法蘭；角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)的底座上部為圓球形構(gòu)造，與連接體下部球面接觸，允許一定的角度偏斜，中部外端為圓盤狀的法蘭，通過(guò)螺栓螺母實(shí)現(xiàn)底座和連接體法蘭的聯(lián)接，從而將防噴機(jī)構(gòu)和角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)連接在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有桿釆油光桿密封裝置，其特征是密封盤 根采用新舊普通V帶均可，盤根盒中的盤根通過(guò)其盒體下部的槽直接與密 封盒圓柱形空腔內(nèi)的盤根相連接，盤根盒與密封盒中的密封盤根為同一個(gè) 盤根。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有桿采油光桿密封裝置，其特征是角度調(diào) 偏斜機(jī)構(gòu)中的外端法蘭上的聯(lián)接螺栓采用球形墊圈。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種有桿采油光桿密封裝置。該密封裝置從上而下依次由盤根盒、密封盒、防噴機(jī)構(gòu)和角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)四部分組成。光桿貫穿于整個(gè)裝置，并通過(guò)卡箍實(shí)現(xiàn)裝置與井口的連接。該密封裝置為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件的形狀為圓柱形或圓筒形，各機(jī)構(gòu)間通過(guò)螺紋或者螺栓連接。該密封裝置采用普通傳動(dòng)V帶作為密封盤根；結(jié)構(gòu)上，增加了盤根盒和角度調(diào)偏斜機(jī)構(gòu)，纏繞放置在盤根盒中的盤根的另一端纏繞在密封盒的密封腔中，盤根中間不間斷，盤根安裝和拆卸方便的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)不停產(chǎn)更換盤根；防噴機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可實(shí)現(xiàn)密封和防噴功能；裝置還可實(shí)現(xiàn)角度調(diào)偏斜，消除偏磨。
文檔編號(hào)E21B33/03GK201144659SQ20072015731
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者劉新福, 劉春花, 綦耀光 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)