一种全方位调偏密封器的制作方法

文档序号:15426840发布日期:2018-09-14 21:06阅读:130来源:国知局

本实用新型涉及石油装备领域,名称为一种全方位调偏密封器。



背景技术:

在机械采油中所用的主要设备为有杆抽油设备。我国有杆抽油井占机械采油井总数的90%以上。在抽油机采油过程中,为了防止抽油机光杆上下运动时造成油水井内油、气、水的泄漏,需要在位于抽油机井口处的抽油机光杆上套装密封装置,将油、气、水密封在油水井内,防止油气、水污染井口并造成浪费。井口密封装置的98%以上均采用常规光杆密封装置。

常规光杆密封装置,其密封采用常规式O型胶皮盘根。由于以下原因都会导致盘根磨损导致井口密封频繁失效:(1)部分井供液能力差,单井产量低,光杆上下运动时,没有足够的原油起润滑作用,光杆和盘根之间干磨,盘根损坏加剧;(2)驴头、光杆和井口不对中,不在一直线上,抽油机光杆偏向一侧,运行时偏磨;(3)井口偏斜,光杆和盘根偏磨;(4)光杆腐蚀,表面有坑槽以及作业或其他操作时,用管钳等咬合光杆,形成毛刺使光杆表面不平,造成光杆磨损盘根;(5)加盘根的操作方法不对,盘根加的过多、拧的过紧易于发热引起磨损;(6)环境的影响,沙尘进入光杆和盘根之间的缝隙,加之高温气候,加快磨损。磨损使得盘根的使用寿命缩短,最短的甚至不24小时,而更换密封圈时必须停井,这大大降低了采油效率。现在也有更换盘根可不停井,但是,盘根磨损会产生井口漏失,为避免井口处的严重漏失,采油工人还必须定期巡视油井和紧盘根,给采油工作带来了许多麻烦。



技术实现要素:

因此,为解决上述密封装置存在的技术问题,本申请设计了一种全方位调偏密封器。

一种全方位调偏密封器,具体构件包括壳体(1),固定弧形板(2),弧形滑动板(3),T型节(4),油管短节(5),弹簧压板(6),圆柱螺旋压缩弹簧(7),平面同轴密封件(8),副密封活塞(9),副密封填料(10),进油通道(11),进油阀(12),进油阀体(13),进油阀压帽(14),主密封液压缸(15),多孔压环(16),主密封液压阀(17),活塞上密封垫(18),连接轴(19),L型固定套(20),L型滑套(21),平衡顶杆(22),圆柱螺旋压缩弹簧(23),防喷器主体(24),顶盖密封圈(25),防喷滑动销(26),滑套弹簧帽(27),主密封填料(28),进油通道(29),副密封进油阀(30),副密封进油顶杆(31),密封螺塞(32),泄压阀(33),切换阀杆(34),双向滑套阀(35),泄压阀套(36),前止推垫(37),后止推垫(38),手动泵压杆(39);壳体(1)为中空的圆柱形结构,壳体(1)底面安装固定弧形板(2),固定弧形板(2)的底面安装弧形滑动板(3),安装弧形滑动板(3)的底面安装T型节(4),T型节(4)的底端开口部配装油管短节(5),T型节(4)两侧的壳体(1)安装圆柱螺旋压缩弹簧(7),圆柱螺旋压缩弹簧(7)顶部安装平面同轴密封件(8),圆柱螺旋压缩弹簧(7)底部安装弹簧压板(6),壳体(1)中部安装副密封活塞(9),副密封活塞(9)顶部安装副密封填料(10),副密封填料(10)的右侧安装进油通道(11),进油通道(11)左端安装手动泵压杆(39),进油通道(11)中心处的顶部安装进油阀(12),进油阀(12)顶部安装进油阀体(13),进油阀体(13)顶部安装进油阀压帽(14),副密封填料(10)的顶部安装主密封液压缸(15),主密封液压缸(15)内下部安装主密封填料(28),主密封填料(28)顶部安装多孔压环(16),多孔压环(16)顶部安装主密封液压阀(17),主密封液压阀(17)顶部安装活塞上密封垫(18),活塞上密封垫(18)右侧安装连接轴(19),活塞上密封垫(18)顶部安装L型固定套(20),L型固定套(20)顶部安装L型滑套(21),L型滑套(21)顶部安装防喷器主体(24),防喷器主体(24)左侧安装圆柱螺旋压缩弹簧(23),圆柱螺旋压缩弹簧(23)左侧安装平衡顶杆(22),防喷器主体(24)右侧安装防喷滑动销(26),防喷滑动销(26)右侧安装滑套弹簧帽(27),防喷器主体(24)顶部安装顶盖密封圈(25),主密封填料(28)底端右侧安装进油通道(29),进油通道(29)底端安装副密封进油阀(30),副密封进油阀(30)底端安装副密封进油顶杆(31),进油通道(29)右侧的壳体(1)内横向安装双向滑套阀(35),双向滑套阀(35)前端安装切换阀杆(34),切换阀杆(34)前端安装泄压阀(33),泄压阀(33)前端安装密封螺塞(32),双向滑套阀(35)后端安装泄压阀套(36),泄压阀套(36)后端安装前止推垫(37),前止推垫(37)后端安装后止推垫(38)。

利用液压对井口密封盘根进行压紧,主密封为常规工作密封,副密封为不停井更换主密封的密封,主副密封作用互锁,液压油同时对密封进行润滑。密封器上下端设计简单机械结构,上部增加光杆意外脱落的自动关井机构,下部增加弧形滚动滑板和T型平动滑板联合作用调整偏心。调偏液压密封器由上至下有三部分组成:防喷器,液压密封器和调偏机构。

本实用新型具使用周期长,安装方便、易操控、便于维修、保护环境等优点。特别是在低渗透油田边缘区块开发过程中,配合自动化、数字化为单井采油集输和无人化值守输液,开辟了一条高效、低耗、安全环保的途径。

附图说明:

图1为一种全方位调偏密封器的结构示意图。

图2为图1中A-A处的横向剖视图。

图中:壳体1,固定弧形板2,弧形滑动板3,T型节4,油管短节5,弹簧压板6,圆柱螺旋压缩弹簧7,平面同轴密封件8,副密封活塞9,副密封填料10,进油通道11,进油阀12,进油阀体13,进油阀压帽14,主密封液压缸15,多孔压环16,主密封液压阀17,活塞上密封垫18,连接轴19,L型固定套20,L型滑套21,平衡顶杆22,圆柱螺旋压缩弹簧23,防喷器主体24,顶盖密封圈25,防喷滑动销26,滑套弹簧帽27,主密封填料28,进油通道29,副密封进油阀30,副密封进油顶杆31,密封螺塞32,泄压阀33,切换阀杆34,双向滑套阀35,泄压阀套36,前止推垫37,后止推垫38和手动泵压杆39。

具体实施方式:

请参看如图1和图2所示的一种全方位调偏密封器,包括壳体(1),固定弧形板(2),弧形滑动板(3),T型节(4),油管短节(5),弹簧压板(6),圆柱螺旋压缩弹簧(7),平面同轴密封件(8),副密封活塞(9),副密封填料(10),进油通道(11),进油阀(12),进油阀体(13),进油阀压帽(14),主密封液压缸(15),多孔压环(16),主密封液压阀(17),活塞上密封垫(18),连接轴(19),L型固定套(20),L型滑套(21),平衡顶杆(22),圆柱螺旋压缩弹簧(23),防喷器主体(24),顶盖密封圈(25),防喷滑动销(26),滑套弹簧帽(27),主密封填料(28),进油通道(29),副密封进油阀(30),副密封进油顶杆(31),密封螺塞(32),泄压阀(33),切换阀杆(34),双向滑套阀(35),泄压阀套(36),前止推垫(37),后止推垫(38),手动泵压杆(39);壳体(1)为中空的圆柱形结构,壳体(1)底面安装固定弧形板(2),固定弧形板(2)的底面安装弧形滑动板(3),安装弧形滑动板(3)的底面安装T型节(4),T型节(4)的底端开口部配装油管短节(5),T型节(4)两侧的壳体(1)安装圆柱螺旋压缩弹簧(7),圆柱螺旋压缩弹簧(7)顶部安装平面同轴密封件(8),圆柱螺旋压缩弹簧(7)底部安装弹簧压板(6),壳体(1)中部安装副密封活塞(9),副密封活塞(9)顶部安装副密封填料(10),副密封填料(10)的右侧安装进油通道(11),进油通道(11)左端安装手动泵压杆(39),进油通道(11)中心处的顶部安装进油阀(12),进油阀(12)顶部安装进油阀体(13),进油阀体(13)顶部安装进油阀压帽(14),副密封填料(10)的顶部安装主密封液压缸(15),主密封液压缸(15)内下部安装主密封填料(28),主密封填料(28)顶部安装多孔压环(16),多孔压环(16)顶部安装主密封液压阀(17),主密封液压阀(17)顶部安装活塞上密封垫(18),活塞上密封垫(18)右侧安装连接轴(19),活塞上密封垫(18)顶部安装L型固定套(20),L型固定套(20)顶部安装L型滑套(21),L型滑套(21)顶部安装防喷器主体(24),防喷器主体(24)左侧安装圆柱螺旋压缩弹簧(23),圆柱螺旋压缩弹簧(23)左侧安装平衡顶杆(22),防喷器主体(24)右侧安装防喷滑动销(26),防喷滑动销(26)右侧安装滑套弹簧帽(27),防喷器主体(24)顶部安装顶盖密封圈(25),主密封填料(28)底端右侧安装进油通道(29),进油通道(29)底端安装副密封进油阀(30),副密封进油阀(30)底端安装副密封进油顶杆(31),进油通道(29)右侧的壳体(1)内横向安装双向滑套阀(35),双向滑套阀(35)前端安装切换阀杆(34),切换阀杆(34)前端安装泄压阀(33),泄压阀(33)前端安装密封螺塞(32),双向滑套阀(35)后端安装泄压阀套(36),泄压阀套(36)后端安装前止推垫(37),前止推垫(37)后端安装后止推垫(38)。

实施例:

本装置实施中,实现液压密封,如图1:在密封器安装时,液压机油从主密封液压阀17进入,经过多孔压环16进入主密封填料28组,主密封填料压紧力由液压泵无差提供,其数值大小为理论优化理想确定值。机油一方面对主密封填料进行压紧,正常工作时,即抽油杆上下运动时,机油还可对其两者进行润滑,减小密封填料的磨损。常规工作时,主密封填料28被压紧,副密封填料29无压紧。在主密封填料28彻底磨损需要更换时,机油压力顶开副密封进油阀30和副密封进油顶杆31,机油由进油通道29进入密封,向下对副密封填料10进行压紧,同时向上对主密封填料28实施放松,其间进油阀12关闭。副密封起作用后,进行盘根的更换。图2显示主、副密封的互锁换向,手动泵压杆39的压下与否切换机油进入主密封还是进入副密封,有切换阀杆34,双向滑套阀35,泄压阀套36在前止推垫37和后止推垫38运动,打开和关闭进油通道29。

本装置实施中,可实现光杆意外坠落后的关井功能,如图1。防喷器有平衡顶杆22,圆柱螺旋压缩弹簧23,防喷器主体24,防喷滑动销26,滑套弹簧帽27共同作用实现。当抽油杆因某种原因落井后,平衡顶杆22和防喷滑动销26在圆柱螺旋压缩弹簧23的作用下,自动闭合关闭井口,防止井内液体泄漏。

本装置实施中,可实现调节偏心,如图1。驴头、光杆和井口不对中,不在一直线上或抽油杆与盘根自然位置不在同一条垂直线时,即存在偏心。固定弧形板2和弧形滑动板3进行球面滑动,弧形滑动板3和T型节相互平面滑动,球面滑动和平面滑动共同作用调整偏心。圆柱螺旋压缩弹簧7在一定范围内调整平面同轴密封件8回到中心位置,在某种程度上起到自动调整偏心的作用。

为了能够保证有效减小盘根磨损,偏心调节有球面滑动和平面滑动两部分组成,球面滑动可万向调节。平面滑动部分设计单边可调17.5mm,双边调节偏心完全满足常规抽油杆直径距离。

本装置实施中,它具有降低成本、使用周期长,安装方便、易操控、便于维修、保护环境等优点。特别是在低渗透油田边缘区块开发过程中,为单井采油集输和无人化值守输液,开辟了一条高效、低耗、安全环保的途径。

本装置实施中,进一步优点包括:调偏液压密封器延长盘根使用周期,减少人员对井口盘根维护时间和次数,配合数字化油田推进,延展到新型无人值守数字化井场。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点:1、调偏液压密封器液压力压紧密封盘根,压紧力以理论最优值设定,避免压紧力的现场操作的过大或过小。2、密封器主密封为常规工作密封,少磨,润滑,使用周期长,副密封为非抽油工作密封,不停井更换盘根。3、盘根规格形状固定,避免现场操作填塞过多或过少。4、密封器中的防喷机构在光杆意外脱落时可自动、即时关井。5、密封盘根压紧力易调,偏心调节范围大,适应不同油井、不同抽汲工况。6、密封器集密封、万向调心、防喷多功能一体,且结构简单,节能,环保。7、液压万向密封器中可作为井站无人值守装备使用。8、盘根与抽油杆之间为机油润滑,非完全井下液体润滑,不磨损抽油杆。9、密封器在盘根少磨或无磨情况下,更换周期延长,减少停井时间。10、盘根压紧力调节由装置本身自行调节,结构简单,功能易行,不需外界提供能量,实现节能。11、机油润滑,避免光杆与盘根的干磨,提高盘根使用寿命,延长盘根更换周期,减小工人劳动强度。12、防喷器在光杆意外脱落时可自动关井,不产生原油泄漏,保护环境。13、盘根压紧力液压机构按理论设定,不是操作人员凭经验,感觉任意操作,保证有效密封。14、液压万向密封器与防喷器一体结构,减去了专门关井设备,精简了结构。15、偏心随动可调,改善抽油运行情况。16、密封器盘根更换周期长,减少停井时间,提高采油时率。17、盘根大小确定,降低因现场操作多加或少加盘根,保证有效密封。18、具有智能性,根据抽汲工况的变化,偏心实时调整,防喷装置保证光杆意外脱落有效自动关井。

本领域技术人员可以理解,在本说明书的指导下,可以对本实用新型做出一些修改和调整。这些修改和调整也应当在本实用新型权利要求所限定的范围内。

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