井口注汽防刺漏密封装置的制作方法

本发明涉及井口防喷装置技术领域，是一种井口注汽防刺漏密封装置。

背景技术：

一般有杆采油井的光杆密封装置基本由光杆密封盒，光杆和胶皮闸阀组成，分别有以下缺点：

一、光杆密封盒

1、盘根更换麻烦，劳动强度大;

盘根密封腔和光杆配合成环状沉孔，空间又窄又深，橡胶密封件等很难取出或装入，更换工作麻烦，强度大；

2、密封盒上未设计压力观察阀或润滑油嘴，不能对井下压力进行预判；井下供液不足时，不能向盘根腔加润滑油，易造成盘根干磨失效，密封周期短;

3 、不能有效解决偏磨问题，密封周期短；

4、在注汽的高温高压下，因密封盘根材料问题，易出现刺漏，井口注汽井喷等事故。

二、光杆

油田用的光杆大致分两类：普通光杆和表面喷焊光杆，分别有以下缺点：

（一）普通光杆

1、普通光杆表面没有保护层，打卡子时，表面很容易造成卡痕，造成盘根的剧烈磨损，导致密封失效；

（二）表面防腐光杆

1、外径公差范围大，一般是-0.25mm到+0.13mm；与盘根内孔的密封效果较差；

2、光杆表面没有限位标记，提升过程中，很难判断下端位置，易造成修井事故；

3、表面喷焊层或镀层硬度高，光杆卡子易滑脱，形成安全隐患。

技术实现要素：

本发明提供了一种井口注汽防刺漏密封装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决在注汽的高温高压下，因密封盘根材料问题，易出现刺漏的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井口注汽防刺漏密封装置，包括盘根密封总成、柔性管和二级密封总成；在盘根密封总成的下端通过柔性管连接有二级密封总成；二级密封总成包括防喷筒和密封件；柔性管的下端与防喷筒的上端固定安装在一起，在防喷筒内置有至少一个密封件，密封件为耐高温高压密封件。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述耐高温高压密封件可为截面呈开口朝向下部外侧的倒L形的柔性密封环，在柔性密封环的竖直段的下端向内倾斜并形成锥台；防喷筒的下侧内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有下压紧环，在下压紧环上端的防喷筒内由下至上依次间隔固定安装有至少一道的柔性密封环，相邻柔性密封环之间的防喷筒内安装有支撑环；支撑环的截面呈L形，支撑环与其上端的柔性密封环互扣安装在一起；在支撑环的水平段上端设有与锥台对应的锥形卡槽，锥台卡于锥形卡槽内；在防喷筒的上侧内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有能将柔性密封环及支撑环向下压紧在下压紧环上的上压紧环。

上述柔性管的上侧可设有外螺纹，柔性管上侧通过螺纹与盘根密封总成固定安装在一起；在柔性管的下侧设有外螺纹，柔性管下侧通过螺纹与防喷筒固定安装在一起；在柔性管的下侧外通过螺纹固定安装能顶紧在防喷筒顶端的上备紧螺母；或/和，防喷筒下端的下压紧环上通过螺纹固定安装有下备紧螺母。

上述盘根密封总成可包括底座下盒体、上盒体和压块；底座下盒体的上部内设有开口向上的沉孔，底座下盒体的上端固定连接有上盒体，在上盒体内设有与沉孔对应的通孔，通孔与沉孔之间形成盘根填料槽，在通孔的上部内固定安装有能将盘根压紧固定在盘根填料槽内的压块；在下盒体底座内设有上下贯通的润滑放空通道，在底座下盒体上设有与润滑放空通道相连通的径向的注剂孔；柔性管上端固定安装在底座下盒体的下侧内。

上述底座下盒体的沉孔底部可分别内置有能使光杆居中的铜套，铜套的上端可设有盘根承压凹槽，盘根承压凹槽的为上宽下窄的平底锥槽；在压块下端分别固定有能使光杆居中的铜垫；或/和，上盒体的中部外可圆周固定安装有至少一个开口朝外的手柄套；在手柄套上分别安装有可拆装的手柄杆。

上述注剂孔处可固定安装有润滑油嘴；或，注剂孔处固定安装有放空阀；或，在注剂孔的外端口处设有形内螺纹，并通过螺纹固定安装有注剂放空嘴，注剂放空嘴内设有与注剂孔连通的水平通道，在水平通道右部的注剂放空嘴上设有侧孔，在水平通道右部内通过螺纹固定安装有能将侧孔封堵的堵头。

上述还可包括光杆；光杆的上端为打卡段，在打卡段下侧的光杆为喷焊段，盘根密封总成、柔性管和密封总成安装在光杆的喷焊段外；在喷焊段下端固定有墩粗杆头；在喷焊段的光杆外和墩粗杆头外设有喷焊层。

上述墩粗杆头顶端与光杆之间可设有圆弧过渡段，圆弧过渡段的圆柱度为0.01至0.03；圆弧过渡段的同轴度为0.01至0.03；圆弧过渡段的表面粗糙度为0.4至6.3。

上述耐高温高压密封件可为对位聚苯材质的密封环或聚四氟乙烯材料的密封环或石墨材料的密封环；或/和，柔性管外的盘根密封总成上间隔固定安装有外护管，外护管的下端内设有限位环台，限位环台位于二级密封总成的正上方；限位环台下端与二级密封总成顶端之间形成柔性管压缩间距。

本发明结构合理而紧凑，使用方便；防喷筒采用了柔性管连接在盘根密封总成上，因此防喷筒能够随抽油光杆的偏移而移动，不会出现光杆与密封件偏磨的情况；同时采用的耐高温高压密封环，能够在注汽的高温高压环境中长期使用，避免刺漏，保证有效密封；除此之外，本密封装置还具有盘根更换方便，能够自润滑，井下压力进行预判；光杆表面喷焊，改善与井口的盘根密封总成的动密封性能的效果。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为柔性管，2为防喷筒，3为柔性密封环，4为水平通道，5为上压紧环，6为下压紧环，7为锥台，8为支撑环，9为圆弧过渡段，10为墩粗杆头，11为上备紧螺母，12为下备紧螺母，13为备紧环，14为外护管，15为限位环台，16为底座下盒体，17为上盒体，18为压块，19为润滑放空通道，20为注剂孔，21为手柄套，22为铜套，23为铜垫，注剂放空嘴24，25为堵头，26为侧孔，27为打卡段，28为喷焊段，34为手柄杆29。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该井口注汽防刺漏密封装置包括盘根密封总成、柔性管1和二级密封总成；在盘根密封总成的下端通过柔性管1连接有二级密封总成；二级密封总成包括防喷筒2和密封件；柔性管1的下端与防喷筒2的上端固定安装在一起，在防喷筒2内置有至少一个密封件，密封件为耐高温高压密封件。使用时，光杆自上而下穿入盘根密封总成、柔性管1和防喷筒2内，防喷筒2内的耐高温高压密封件能够将光杆密封；由于防喷筒2采用了柔性管1连接在盘根密封总成上，因此防喷筒2能够随抽油光杆的偏移而移动，不会出现光杆与密封件偏磨的情况，提高耐高温高压密封件的密封效果，能够在注汽的高温高压环境中长期使用，避免刺漏，保证有效密封。

可根据实际需要，对上述井口注汽防刺漏密封装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，耐高温高压密封件为截面呈开口朝向下部外侧的倒L形的柔性密封环3；在柔性密封环的竖直段的下端向内倾斜并形成锥台7；防喷筒2的下侧内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有下压紧环6，在下压紧环6上端的防喷筒2内由下至上依次间隔固定安装有至少一道的柔性密封环3，相邻柔性密封环3之间的防喷筒2内安装有支撑环8；支撑环8的截面呈L形，支撑环8与其上端的柔性密封环3互扣安装在一起；在支撑环8的水平段上端设有与锥台7对应的锥形卡槽，锥台7卡于锥形卡槽内；在防喷筒2的上侧内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有能将柔性密封环3及支撑环8向下压紧在下压紧环6上的上压紧环5。上压紧环5和下压紧环6能够将柔性密封环3压紧固定在防喷筒2内，能够进一步提高柔性密封环3的密封效果，避免泄露；支撑环8能够提高二级密封总成的刚性；且对柔性密封环3起到支撑的作用，方便柔性密封环3的拆装；其中，支撑环8的锥形卡槽用于对柔性密封环3安装定位的作用。

如附图1所示，在柔性管1的上侧设有外螺纹，柔性管1上侧通过螺纹与盘根密封总成固定安装在一起；在柔性管1的下侧设有外螺纹，柔性管1下侧通过螺纹与防喷筒2固定安装在一起；在柔性管1的下侧外通过螺纹固定安装能顶紧在防喷筒2顶端的上备紧螺母11；采用螺纹连接的柔性管1，即能够保证柔性管1的密封，又方便柔性管1的拆装；或/和，防喷筒2下端的下压紧环6上通过螺纹固定安装有下备紧螺母12。上备紧螺母11 和下备紧螺母12分别起到螺纹防松的作用。

如附图1所示，盘根密封总成包括底座下盒体16、上盒体17和压块18；底座下盒体16的上部内设有开口向上的沉孔，底座下盒体16的上端固定连接有上盒体17，在上盒体17内设有与沉孔对应的通孔，通孔与沉孔之间形成盘根填料槽，在通孔的上部内固定安装有能将盘根压紧固定在盘根填料槽内的压块18；在下盒体底座内设有上下贯通的润滑放空通道19，在底座下盒体16上设有与润滑放空通道19相连通的径向的注剂孔20；柔性管1上端固定安装在底座下盒体16的下侧内。使用这样的盘根密封总成在更换盘根填料时，可先将底座下盒体16、上盒体17和压块18分别卸分开后，再进行旧填料取出和新填料更换，更加省时省力；尤其是拆分后的下盒体沉孔的深度明显变浅后，不仅方便旧填料清理，还便于新填料的盘绕安装，降低盘根更换的劳动强度；在注剂孔20处可安装润滑油嘴来实现注油润滑的作用；或在注剂孔20处安装放空阀，对井下压力做到预判，提高安全性。

如附图1所示，底座下盒体16的沉孔底部分别内置有能使光杆居中的铜套22；铜套22和铜垫23不仅起到辅助光杆对中的作用，还可保护光杆，避免光杆分别直接与单元组件下盒体21、底座下盒体16、压块18和单元组件压块23之间发生接触摩擦；铜套22的上端设有盘根承压凹槽，盘根承压凹槽的为上宽下窄的平底锥槽；这样能够增加盘根承受压紧力，延长盘根的密封周期；在压块18下端分别固定有能使光杆居中的铜垫23。

如附图1所示，上盒体17的中部外圆周固定安装有至少一个开口朝外的手柄套21；在手柄套21上分别固定安装有可拆装的手柄杆29。用手柄杆29能够向上盒体17、单元组件下盒体21和单元组件上盒体22施加转矩，实现上紧、卸松操作；平时手柄杆29能够从手柄套21处拆卸下来，以减小占用空间，缩小本密封盒的回转半径，对现场安装与操作空间适应性更好。

如附图1所示，注剂孔20处固定安装有润滑油嘴；润滑油嘴不仅用于加注润滑油，还能通过从润滑油嘴喷出的气流情况，来判断井下压力；或，注剂孔20处固定安装有放空阀；或，在注剂孔20的外端口处设有形内螺纹，并通过螺纹固定安装有注剂放空嘴24，注剂放空嘴24内设有与注剂孔20连通的水平通道4，在水平通道4右部的注剂放空嘴24上设有侧孔26，在水平通道4右部内通过螺纹固定安装有能将侧孔26封堵的堵头25；在放空和注润滑油时，均通过侧孔26注入或放气；这样不仅无需取下堵头25，还能通过堵头25快速上紧关闭侧孔26，预防放气时压力大而不易关闭的问题，提高现场安全性；除此之外，注剂放空嘴24采用形螺纹连接，起到进一步提高密封性的作用。

如附图1所示，还包括光杆；光杆的上端为打卡段27，在打卡段27下侧的光杆为喷焊段28，盘根密封总成、柔性管1和密封总成安装在光杆的喷焊段28外；在喷焊段28下端固定有墩粗杆头10；在喷焊段28的光杆外和墩粗杆头10外设有喷焊层。在使用时，光杆的打卡段27通过安装光杆卡子，上接抽油机；光杆的下端通过墩粗杆头10下接抽油泵柱塞；光杆的喷焊段28与井口的盘根密封接触并形成动密封；在光杆的喷焊段28增加喷焊层，能够防止光杆表面损伤，保持光滑表面，使密封更理想；在光杆的打卡段27的表面不喷焊，使光杆卡子锁紧可靠，防止滑脱事故；喷焊层的厚度为0.2毫米至0.4毫米，能够进一步加强对喷焊段28光杆外和墩粗杆头10的保护；喷焊段28的光杆的外径公差范围为-0.1毫米至0 毫米，尺寸更精确，改善与井口的盘根密封总成的动密封性能，使用更方便，延长工作寿命。

如附图1所示，在墩粗杆头10顶端与光杆之间设有圆弧过渡段9，圆弧过渡段9的圆柱度为0.01至0.03；圆弧过渡段9的同轴度为0.01至0.03；圆弧过渡段9的表面粗糙度为0.4至6.3。使用时，在圆弧过渡段9需要通过安装密封件来密封油泵柱塞与光杆之间的空隙；因此对圆弧过渡段9进行的圆柱度、同轴度及表面粗糙度进一步的限定，即圆弧过渡段9的圆柱度为0.01至0.03；圆弧过渡段9的同轴度为0.01至0.03；圆弧过渡段9的表面粗糙度为0.4至6.3；这样能够保证圆弧过渡段9处的有效密封，提高油泵柱塞与光杆之间密封效果。

如附图1所示，耐高温高压密封件为对位聚苯材质的密封环或聚四氟乙烯材料的密封环或石墨材料的密封环；对位聚苯材质的密封环或聚四氟乙烯材料的密封环或石墨材料的密封环为现有公知的密封件。

如附图1所示，在柔性管1外的盘根密封总成上间隔固定安装有外护管14，外护管14的下端内设有限位环台15，限位环台15位于二级密封总成的正上方；限位环台15下端与二级密封总成顶端之间形成柔性管1压缩间距。在光杆向上运动时，可以抵抗摩擦力，保护柔性管1不被过分压缩。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。