一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，屬于油田機械技術(shù)領(lǐng)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(hù)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(jìn)行水平面內(nèi)任意方向平行移動；保護(hù)蓋位于密封蓋上方與光桿緊密接觸，隨著光桿在水平面內(nèi)自由平移，且采用傘形結(jié)構(gòu)，有效的防止雨水、污水或沙塵進(jìn)入；密封蓋護(hù)環(huán)處和密封外殼處構(gòu)成的環(huán)形腔以潤滑油填充，為上隨動平臺和下隨動平臺提供持續(xù)潤滑及油封。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝維護(hù)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(jié)能效果。
【專利說明】
一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)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(jié)構(gòu)，屬于油田機械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田抽油機的生產(chǎn)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(xiàn)場抽油井況復(fù)雜，常常使抽油機光桿磨偏，進(jìn)而縮短盤根盒的使用壽命。當(dāng)光桿表面有劃傷、腐蝕等現(xiàn)象時，更加快了盤根盒的磨損，從而導(dǎo)致油井跑油，造成漏油、漏汽，污染環(huán)境。
[0003]傳統(tǒng)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(fù)運動而冒出井口。這種密封存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(I)造成嚴(yán)重環(huán)境污染抱死”密封必然導(dǎo)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(huán)境的嚴(yán)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(chǎn)更換新盤根，這兩項日常作業(yè)對工人來說是巨大的負(fù)擔(dān)，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(tài)，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(tài)，摩擦損耗使光桿由粗變細(xì)，疲勞應(yīng)力使光桿內(nèi)部產(chǎn)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(tài)，當(dāng)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(chǎn)。
[0004]從上述分析可以看出，井口密封裝置不僅對抽油機設(shè)備本身造成威脅，也對周圍的環(huán)境和人身安全造成嚴(yán)重威脅。因此，針對產(chǎn)生上述問題的原因，對井口密封裝置進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，成為迫切需要解決的問題。
[0005]目前對井口密封裝置的結(jié)構(gòu)已有相關(guān)的研究和技術(shù)，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(guān)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(jìn)行調(diào)整，但萬向球只能夠調(diào)整光桿的傾斜，無法調(diào)整光桿的平移問題，而光桿平移卻是實際應(yīng)用中常見的問題；也有人設(shè)計了可進(jìn)行人工調(diào)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(fā)生偏移。當(dāng)光桿發(fā)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(yán)重影響其使用壽命。為了解決光桿偏磨問題，有人設(shè)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(tài)使得它們的摩擦力增大、抽油機的能耗也相應(yīng)增加。潤滑特性在井口密封器的結(jié)構(gòu)改造中，迄今未能得到有效的應(yīng)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(jié)構(gòu)方面做進(jìn)一步的改進(jìn)。
[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(yán)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(yīng)該是針對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和解決的重點方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝維護(hù)方便、防偏磨、密封好、節(jié)能、壽命長的井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，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(gòu)成的通道進(jìn)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(diào)，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(diào)，以便調(diào)整對內(nèi)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(fā)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(jìn)行水平面內(nèi)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(nèi)徑，中間構(gòu)成環(huán)形腔(8)，密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內(nèi)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(nèi)任意方向平行移動提供了空間。
[0012]本發(fā)明對隨動盤根盒(4)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有特殊的定義和要求，雖然不同的盤根盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)各異，但都是依靠內(nèi)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(jié)構(gòu)滿足本發(fā)明要求的盤根盒，都可作為本發(fā)明中的隨動盤根盒(4)。
[0013]密封外殼(2)的內(nèi)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(nèi)徑與光桿(7)的外徑之差。這種結(jié)構(gòu)可保證在光桿(7)發(fā)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(nèi)側(cè)，無法進(jìn)一步產(chǎn)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(fā)生接觸，即不會對光桿(7)造成磨損，同時也不會導(dǎo)致由于這種摩擦產(chǎn)生的額外能耗，還起到節(jié)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(fā)生串位，失去支撐、密封和潤滑作用。當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(huán)形密封材料構(gòu)成，主要起支撐、密封、減少平移摩擦的作用。采用彈性環(huán)形密封材料，調(diào)整密封蓋(I)與密封外殼(2)之間的上下距離時，可對其產(chǎn)生不同的壓力，從而導(dǎo)致不同的形變，從而調(diào)整密封程度和平移摩擦力的大小。
[0017]保護(hù)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(jìn)行水平面內(nèi)任意方向平行移動。保護(hù)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(jìn)入，避免沙塵加劇隨動盤根盒(4)和光桿(7)的磨損。由于保護(hù)蓋(9)可以隨著光桿(7)進(jìn)行水平面內(nèi)任意方向平行移動，光桿(7)發(fā)生偏心時，不會發(fā)生偏磨。
[0018]保護(hù)蓋(9)為傘形結(jié)構(gòu)，便于雨水或污水沿傘形結(jié)構(gòu)面滑落。
[0019]保護(hù)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(xiàn)，則保護(hù)蓋(9)被磁力吸附在密封蓋(I)上表面，在不影響保護(hù)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(hù)環(huán)(10)，與光桿(7)之間構(gòu)成環(huán)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(wěn)定的為隨動盤根盒(4)內(nèi)的盤根提供潤滑，降低磨損、節(jié)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(wěn)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(huán)形腔(11)，還能對上隨動平臺(3)和光桿(7)起到油封的作用，進(jìn)一步增強密封效果，防止井口漏油。
[0022]此外，護(hù)環(huán)(10)還可以有效的阻擋雨水或污水經(jīng)密封蓋(I)的上表面進(jìn)入環(huán)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(jīng)加油孔
(12)向環(huán)形腔(8)內(nèi)注入潤滑油。隨著隨動盤根盒(4)的平移運動，均勻穩(wěn)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(huán)形腔(8)，還能對下隨動平臺(5)起到油封的作用，進(jìn)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(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝維護(hù)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(xiàn)水平面內(nèi)任意方向自由移動的結(jié)構(gòu)，以及各部件徑向尺寸的配合設(shè)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(jié)能效果。保護(hù)蓋隨著光桿平移，且采用傘形結(jié)構(gòu)，有效的防止雨水、污水或沙塵進(jìn)入，大大改善了隨動盤根盒的工作環(huán)境，延長了使用壽命，保證了潤滑效果。利用密封蓋護(hù)環(huán)處和密封外殼處構(gòu)成的環(huán)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(xù)潤滑及油封，減小了徑向和軸向摩擦，同時起到節(jié)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(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2:最大偏心平移剖面結(jié)構(gòu)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(huán)形腔、9 一保護(hù)蓋、10—護(hù)環(huán)、11 一環(huán)形腔、12—加油孔、13—連接件。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
如圖1，整體剖面結(jié)構(gòu)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(huán)形腔(8)、保護(hù)蓋(9)、護(hù)環(huán)(10)、環(huán)形腔(11)、加油孔(12)、連接件(13)構(gòu)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(gòu)成的通道進(jìn)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(diào)，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(diào)，以便調(diào)整對內(nèi)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(fā)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(jìn)行水平面內(nèi)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(nèi)徑，中間構(gòu)成環(huán)形腔(8)，密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內(nèi)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(nèi)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(fā)生串位。
[0036]保護(hù)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(jìn)行水平面內(nèi)任意方向平行移動。保護(hù)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(jìn)入，避免沙塵加劇隨動盤根盒(4)和光桿(7)的磨損。而且保護(hù)蓋(9)為傘形結(jié)構(gòu)，便于雨水或污水沿傘形結(jié)構(gòu)面滑落。
[0037]密封蓋(I)的上部護(hù)環(huán)(10)與光桿(7)之間構(gòu)成環(huán)形腔(11)，以潤滑油填充。護(hù)環(huán)(10)可以有效的阻擋雨水或污水經(jīng)密封蓋(I)的上表面進(jìn)入環(huán)形腔(11)。潤滑油可隨著光桿(7)的上下運動，均勻穩(wěn)定的為隨動盤根盒(4)內(nèi)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(wěn)定的為上隨動平臺(3)提供潤滑。環(huán)形腔(11)還能對上隨動平臺(3)和光桿(7)起到油封的作用，進(jìn)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(jīng)加油孔
(12)向環(huán)形腔(8)內(nèi)注入潤滑油。隨著隨動盤根盒(4)的平移運動，均勻穩(wěn)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(dāng)光桿(7)發(fā)生偏心情況時，如圖2，密封蓋(I)、密封外殼(2)、密封基座(6)、護(hù)環(huán)(10)、加油孔(12)、連接件(13)始終處于固定的狀態(tài);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(hù)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(hù)蓋(9)發(fā)生偏磨。
[0041]而且，由于本發(fā)明中密封外殼(2)的內(nèi)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(nèi)徑與光桿(7)的外徑之差。因此，即使是發(fā)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(nèi)側(cè)，從而阻止光桿(7)產(chǎn)生進(jìn)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(fā)生接觸，即不會對光桿(7)造成磨損，同時也不會導(dǎo)致由于這種摩擦產(chǎn)生的額外能耗，還起到節(jié)能作用。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施實例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，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(diào)，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(jìn)行水平面內(nèi)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(nèi)徑，中間構(gòu)成環(huán)形腔(8)，密封蓋(I)和密封基座(6)的中部圓孔的內(nèi)徑大于光桿(7)的外徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，其特征在于:密封外殼(2)的內(nèi)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(nèi)徑與光桿(7)的外徑之差。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括保護(hù)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(jìn)行水平面內(nèi)任意方向平行移動。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，其特征在于:保護(hù)蓋(9)為傘形結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，其特征在于:保護(hù)蓋(9)下部與密封蓋(I)上表面之間為磁性連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，其特征在于:密封蓋(I)的上部有護(hù)環(huán)(10)，與光桿(7)之間構(gòu)成環(huán)形腔(11)，以潤滑油填充。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，其特征在于:在密封外殼(2)上有加油孔(12)，經(jīng)加油孔(12)向環(huán)形腔(8)內(nèi)注入潤滑油。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井口密封器的隨動式結(jié)構(gòu)，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(fā)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(xué), 周封