采油树端口密封装置的制作方法

文档序号:15306795发布日期:2018-08-31 21:07阅读:223来源:国知局

本实用新型涉及石油开采设备制造技术领域,尤其涉及一种采油树端口密封装置。



背景技术:

油井一般包括由地面向地下延伸至储油层的油管,油泵设置在油管内,且位于油管的底部,油管的顶端与采油树的底端连通;在油管以及采油树内穿设有抽油杆,抽油杆的底端与油泵连接,抽油杆的顶端与抽油机连接。在进行抽油作业时,通过抽油机拉拔抽油杆,使抽油杆向上运动,进而驱动油泵工作,将储油层内的原油输入油管内,再通过采油树将原油输出,进而实现石油的开采。在进行抽油时,抽油杆的顶端会由采油树的顶部的端口伸出,使得抽油杆的顶端暴露在空气中,抽油杆容易被腐蚀,由于抽油杆的长度较长,因此抽油杆被腐蚀后更换较为困难。

现有技术中,常在抽油杆与抽油机之间设置长度较短的光杆,抽油杆顶端的侧壁上形成有环形凸缘,光杆的一端与抽油杆的顶端可拆卸的连接,光杆的另一端与抽油机连接;在采油树顶部的端口上罩设有密封盖,光杆穿设在密封孔内,密封盖用于密封采油树的顶端和光杆之间的缝隙,以免采油树内的原油由采油树的端口溢出。在石油开采的过程中光杆会由采油树的顶端伸出,而抽油杆始终位于油管和采油树内,进而避免了抽油杆被腐蚀;由于光杆和抽油杆的截面尺寸不同,当光杆被腐蚀需要更换时,需将密封盖由采油树的顶端拆卸下来,之后拉拔光杆使抽油杆的顶端由采油树的端口伸出,之后将光杆由抽油杆的顶端卸下,更换新的光杆。

然而,现有技术中,在更换光杆时,需将密封盖由采油树的端口处卸下,此时采油树的端口失去密封,井内的油气会由采油树的顶端溢出,产生井控安全风险、环境污染和能源的浪费。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供一种采油树端口密封装置,以解决在更换光杆时,采油树的端口失去密封,油气会由采油树的顶端溢出,产生井控安全风险、环境污染和能源的浪费的技术问题。

本实用新型提供了一种采油树端口密封装置,包括:包括:密封本体,所述密封本体由多个密封块构成;多个所述密封块用于设置在抽油杆和采油树之间、且多个所述密封块沿所述抽油杆的外周面呈放射状排列,以使多个所述密封块的外侧面与所述采油树的端口内壁抵接,多个所述密封块的内侧面与所述抽油杆的外表面抵接。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,所述密封本体顶端的截面面积大于所述密封本体底端的截面面积,所述密封本体的顶端截面面积大于所述端口的截面面积。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,所述密封本体的顶端具有用于抵顶所述抽油杆顶端的环形凸缘的抵顶件。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,所述抵顶件与所述密封本体可拆卸的连接。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,所述抵顶件上设置有提拉件。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,所述密封块为三个。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,相邻两个所述密封块上相邻的两个侧面上均设置有凸出部和凹陷部,所述凸出部用于容置在相邻所述密封块上的所述凹陷部内。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,所述凸出部呈柱状,所述凸出部的轴线用于沿垂直于所述抽油杆的轴线设置。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,每一所述密封块的顶端均设置有连接耳,每一所述连接耳上开设有起吊孔。

如上所述的采油树端口密封装置,优选地,还包括提拉杆,所述提拉杆的一端具有一吊环;所述提拉杆为多个,每一所述提拉杆上的所述吊环穿设在一个所述起吊孔内。

本实用新型提供的采油树端口密封装置,通过多个密封块沿抽油杆外周面呈放射状排列,以使多个密封块的外侧面与采油树端口内壁抵接,同时多个密封块的内侧面与抽油杆外表面抵接;在更换光杆时,可将多个密封块沿抽油杆外周面呈放射状排列、且形成密封本体后,将密封本体插设在端口内,密封本体能够阻止采油树内的油气由端口与抽油杆之间溢出,避免了井控安全风险、污染环境和能源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置的轴测图;

图2为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置的主视图;

图3本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置的俯视图;

图4为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置中抵顶件与环形凸缘之间的安装示意图;

图5为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置中各密封块之间的安装示意图;

图6为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置中密封块的结构示意图。

附图标记说明:

10、密封块;

20、抽油杆;

30、抵顶件;

101、凸出部;

102、凹陷部;

103、连接耳;

104、起吊孔;

105、提拉杆;

201、环形凸缘;

301、提拉件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中,除非另有明确的规定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸的连接,或一体成型,可以是机械连接,也可以是电连接或者彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒体间接连接,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在原油的开采过程中,首先需检测地下储油层的位置,之后在地面向地下钻出井管,井管的底端与储油层连通;将油管穿设在井管内,油管的底端与储油层连通,之后在油管的顶端设置采油树,使采油树的底端与油管的顶端连通,以便将油管内的原油输入采油树。在进行原油的开采时,需将抽油杆的底端与油泵连接,之后将油泵和抽油杆穿设在油管内;地面上设置有抽油机,抽油杆的顶端与抽油机连接,抽油机能够驱动抽油杆上下移动,进而驱动油泵工作,使油泵将储油层内的原油输入油管内,通过采油树将原油输出,以实现原油的开采。

其中,油管一般为铸铁管或者钢管,油管一般包括多个连接管,每一连接管的一端形成有外螺纹,另一端形成有内螺纹,前一连接管的外螺纹与后一连接管上的内螺纹配合;或者前一连接管的内螺纹与后一连接管上的外螺纹配合,以将所有的连接管依次连接成油管。另外在油管和井管的侧壁之间常设置有封隔器,以保证油管与井管之间的密封性。

采油树是一种井口控制装置,采油树的底端与油管连通,以使油管内的原油可以进入采油树内;采油树上设置有多个出油管,每一出油管上均设置有生产阀门,以控制出油管的通断;出油管可以与输油管路或者储油罐连通,以将采油树内的原油输入到输油管路或者储油罐内,对原油进行输送或者储存,进而实现原油的开采。

抽油杆一般由表面镀铬的高碳钢构成,以保证抽油杆具有较好的抗拉强度;采油树的顶端设置有端口,抽油杆可由采油树的端口伸入、并且延伸至油管的底部;抽油杆的底端与油泵连接,以通过抽油杆驱动油泵工作,进而将储油层内的原油输入油管内、并驱动油管内的原油进入采油树。

油泵一般由活塞以及设置在活塞上的单向阀构成,活塞的外壁与油管的内壁之间通过密封环连接,当抽油杆拉拔活塞沿油管的轴线向上运动时,单向阀处于截止状态,此时活塞上部的原油会在活塞的驱动下向上运动,进而由采油树流出;与此同时活塞下部的原油压力降低,储油层内的原油进入活塞的下部;当活塞向下运动时,活塞上的单向阀处于导通的状态,此时活塞下部的原油经单向阀流入到活塞的上部;通过抽油杆不断向上和向下的往复运动,可以使原油不断的由采油树流出。

抽油机一般包括电动机、机架、转梁、配重杆以及连杆构成,电动机的主轴与配重杆的轴线垂直、且与配重杆的一端传动连接,以使配重杆能够绕电动机的轴线转动;配重杆的另一端与连杆的一端铰接,连杆的另一端与转梁的后端铰接;机架架设在地面上,转梁的中部与机架可转动的连接,转梁的前端与抽油杆连接。当电动机转动时,能带动转梁在一定角度范围内摆动,进而使得转梁的前端带动抽油杆沿油管的轴线往复运动。

在抽油杆向上运动以驱动原油由采油树流出时,抽油杆的顶部由采油树顶端的端口伸出,此时抽油杆与空气接触,使得抽油杆的顶端容易被腐蚀;由于抽油杆的长度较长,因此更换较为复杂,且成本较高;因此常在抽油杆和转梁之间可拆卸的设置光杆,光杆的长度小于抽油杆的长度,在抽油机工作时,抽油杆始终位于采油树内,以免抽油杆被腐蚀。为了避免在石油的开采过程中采油树内部的原油由采油树顶端的端口溢出,需在采油树的端口上罩设密封盖,密封盖的中部开设有密封孔,光杆穿设在密封孔内;可在密封孔内设置密封圈,以增强光杆与密封孔侧壁之间的密封性。当光杆被腐蚀或者磨损而需要更换时,须将密封盖由端口处卸下,之后拉拔光杆,使抽油杆的顶端由端口伸出,之后将光杆由抽油杆和转梁上拆卸下来,更换新的光杆。

图1为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置的轴测图;图2为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置的主视图;图3本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置的俯视图,请参照图1-图3。本实施例提供的采油树端口密封装置,包括:密封本体,密封本体由多个密封块10构成;多个密封块10用于设置在抽油杆20和采油树之间、且多个密封块10沿抽油杆20的外周面呈放射状排列,以使多个密封块10的外侧面与采油树的端口内壁抵接,多个密封块10的内侧面与抽油杆20的外表面抵接。

具体地,本实施例对密封块10的材质不做限制,例如:密封块10可以由铁、铜、铝等金属材质构成的金属块,或者由橡胶、塑料等非金属材质构成的非金属块。

具体地,本实施例对密封本体的形状不做限制,只要保证在密封块10沿抽油杆20外周面呈放射状排列后,会在密封本体的外侧形成抵顶端口内壁的配合面即可;例如:密封本体可以呈柱状,密封本体的截面形状与端口的截面形状相同,将密封本体设置在端口内后,配合面能够贴紧端口的内壁,以免原油由密封本体和端口之间溢出;另外,密封本体还可以呈其他的不规则形状。

本实施例对密封块10的形状不做限制,只要保证多个密封块10组成密封本体后,在密封本体的外部抵顶端口的内壁,在密封本体的内侧与抽油杆20的表面抵接,即各密封块10的内部组成一配合孔,抽油杆20可以容置在配合孔内即可。为了便于描述,以密封本体呈圆柱状为例,当然本领域技术人员还可将密封本体设计成其他的形状。相应的,密封块10呈截面为扇形的柱体,扇形的圆心角可以根据密封块10的数量设计,例如:当密封块10为两个时,扇形的圆心角为180°;当密封块10为三个时,扇形的圆心角为120°;当然,各密封块10的截面圆心角也可以不同。在多个密封块10组成密封本体时,多个密封块10可以组成一个完整的圆柱体。

优选地,为了增强配合面与端口侧壁之间的密封性能,可以在每一密封块10的外侧,即组成配合面的侧面上粘贴密封层;另外,也可以在每一密封块10上组成配合面的侧面上形成有密封凸缘;在组成密封本体后,各密封块10上的密封层或者密封凸缘围成密封套筒或者密封环。进一步优选地,每一密封块10上的密封层或者密封凸缘可以为多个,多个密封层或者密封凸缘沿抽油杆20的轴向间隔设置,以进一步增强配合面与端口侧壁之间的密封性。密封层和密封凸缘可以由橡胶构成。

具体地,各密封块10内侧组成的配合孔的截面形状与抽油杆20的截面形状相同,以便在密封块10围成密封本体时,配合孔的侧壁能够贴紧抽油杆20的外壁,以保证密封本体与抽油杆20之间的密封性。

优选地,为了增强配合孔与抽油杆20之间的密封性,可在每一密封块10的内侧用于组成配合孔的侧壁上铺设橡胶层;或者在每一密封块10用于组成配合孔的侧壁上设置橡胶凸缘;当多个密封块10组成密封本体时,多个橡胶层组成一橡胶套筒,或者多个橡胶凸缘组成一橡胶环;胶套筒或橡胶环的内壁与抽油杆20接触,胶套筒或橡胶环的外壁与密封块10接触。进一步优选地,每一密封块10上的橡胶层或者橡胶凸缘可以为多个,多个橡胶层或橡胶凸缘沿配合孔的轴线间隔设置,以进一步增强密封本体与抽油杆20之间的密封性。

具体地,抽油杆20的顶端具有环形凸缘,在更换光杆时常在环形凸缘的下部设置限位装置,以阻止抽油杆20在自身重力的作用下向采油树内部运动。本实施例对限位装置的具体结构不做限制,只要能够阻止抽油杆20向下移动即可,本领域技术人员可以根据现场情况合理的选择限位装置;例如:限位装置可包括三角架,三角架的顶端设置有固定板和移动板,固定板固定在三角架的顶端,移动上固定有驱动螺母,三角架顶端只可转的与驱动螺栓连接,驱动螺栓与驱动螺母配合;通过扭转驱动螺栓可以驱动移动板沿朝向固定板的方向、或者向背离固定板的方向移动;以便在将抽油杆20的顶端由端口拉出时,扭转驱动螺栓,进而使移动板向固定板移动,直至移动板和固定板将抽油杆20夹持住,并且环形凸缘位于固定板和移动板的上部,进而阻止抽油杆20向采油树内移动;另外也可以在移动板和固定板上各开设有半圆形的凹槽,当移动板和固定板将抽油杆20夹持住时,两个半圆形的凹槽组成一圆形孔,抽油杆20容置在圆形孔内,圆形孔的半径小于环形凸缘的半径。另外,限位装置也可以包括吊车,抽油杆20由采油树的端口伸出后,将通过吊车拉拔抽油杆20,以阻止抽油杆20向采油树内部移动。

本实施例提供的采油树端口密封装置的使用过程为:在石油开采一段时间后,光杆因被腐蚀而需要更换时,需将密封盖由采油树的端口处卸下,之后通过拉拔光杆进而带动抽油杆20向上运动,并且使抽油杆20的顶端由端口伸出;通过限位装置对抽油杆20进行限位,以阻止抽油杆20向下运动;之后将各密封块10沿抽油杆20外周面呈放射状排列,以组成密封本体,将密封本体插设在端口内,以对采油树端口进行封闭;将光杆由抽油杆20上卸下,并使新光杆与抽油杆20的顶端连接;之后将密封本体由采油树的端口取出,使限位装置解除对抽油杆20的限位,进而使新光杆和抽油杆20一起向下运动,当抽油杆20的顶端进入到采油树内部后,将密封盖罩设在端口的外侧,以完成更换光杆的操作。

本实施例提供的采油树端口密封装置,通过多个密封块10沿抽油杆20外周面呈放射状排列,以使多个密封块10的外侧面与采油树端口内壁抵接,同时多个密封块10的内侧面与抽油杆20的外表面抵接;在更换光杆时,可将多个密封块10沿抽油杆20外周面呈放射状排列、且形成密封本体后,将密封本体插设在端口内,密封本体能够阻止采油树内的油气由端口与抽油杆20之间溢出,避免了井控安全风险、污染环境和能源浪费。

具体地,密封本体顶端的截面面积大于密封本体底端的截面面积,密封本体的顶端截面面积大于端口的截面面积。以免密封本体由端口掉落到采油树内部,进而影响采油树正常工作。

优选地,密封本体可以呈圆台或棱台状,此时密封本体的侧面即为与端口内壁抵接的配合面,在将密封本体穿设在端口内后,可以通过按压密封本体的顶端,以增大密封本体外侧面与端口内壁之间的压力,进而增强密封本体与端口之间的密封性能。另外,密封本体也可以包括密封段和抵顶段,密封段和抵顶段均呈圆柱状,且密封段的直径小于抵顶段的直径,配合面处于密封段的外侧面;密封段可以插入到采油树的端口内,以对端口进行密封,抵顶段抵顶在端口的上端,以阻止密封本体掉入采油树内。

图4为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置中抵顶件与环形凸缘之间的安装示意图,请参照图4。优选地,密封本体的顶端具有用于抵顶抽油杆20顶端的环形凸缘201的抵顶件30。以阻止抽油杆20向采油树内部移动,避免了另外设置限位装置对抽油杆20进行限位,结构简单且操作方便;在抽油杆20自身的重力、以及油管内有原油的压力作用下,环形凸缘201可向下抵顶密封本体,以增强密封本体与端口之间的密封性;无需另外按压密封本体。

进一步优选地,抵顶件30可以包括在每一密封块10顶端形成的平面,当多个密封块10组成密封本体时,多个密封块10顶端的平面组成抵顶面;抵顶面的中部具有一卡孔,卡孔的直径大于抽油杆20的直径、且小于抽油杆20顶端环形凸缘201的直径;使得在密封本体穿设在采油树端口内后,抽油杆20顶端的环形凸缘201可以卡设在卡孔内,且位于抵顶面的上部,以阻止抽油杆20向下运动,便于更换光杆。另外,抵顶件30还可以为通过焊接的方式固定在每一密封块10顶端的抵顶块,或者抵顶块通过铸造的方式与密封块10一体成形;当多个密封块10组成密封本体后,多个抵顶块夹设在抽油杆20的外侧,且位于环形凸缘201的下部,多个抵顶块能抵顶环形凸缘201,以阻止抽油杆20向下运动。

优选地,抵顶件30与密封本体可拆卸的连接。在抵顶件30被环形凸缘压坏后只需更换抵顶件30即可,无需更换整个密封本体,节约了成本。

具体地,抵顶件30可以通过卡接或者螺栓连接的方式与密封本体连接。当抵顶件30为一个整体时,抵顶件30上可以开设有呈“U”形的卡槽,将密封本体穿设在端口内后,将抵顶件30沿将沿垂直于抽油杆20的轴线方向移动,使抽油杆20卡设在卡槽内,此时抵顶件30位于环形凸缘201与密封本体的顶端之间,以实现阻止抽油杆20向采油树内部移动。

进一步参照图4。进一步优选地,抵顶件30上设置有提拉件301。通过操控提拉件301使抵顶件30位于密封本体与环形凸缘之间;以免工作人员手持抵顶件30,在环形凸缘抵顶抵顶件30时将工作人员的手部夹在环形凸缘下,进而对工作人员的手部造成伤害。优选地,提拉件301可以通过螺栓连接或者焊接的方式与抵顶件30连接,或者提拉件301通过铸造的方式与抵顶件30一体成型;另外提拉件301也可以通过铰接的方式与抵顶件30连接。

具体地,密封块10为三个。以免密封块10的数量过多导致安装困难。

图5为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置中各密封块之间的安装示意图;图6为本实用新型实施例提供的采油树端口密封装置中密封块的结构示意图,请参照图5和图6。具体地,相邻两个密封块10相邻的两个侧面均设置有凸出部101和凹陷部102,凸出部101用于容置在相邻密封块10上的凹陷部102内。增大了密封块10之间的接触面积,以增强密封块10之间的密封性。

本实施例对凸出部101和凹陷部102的形状不做限制,只要保证凸出部101可以容置在与其相配合的侧面上的凹陷部102内即可;例如:凸出部101可以呈半球形,相应的与其配合的侧面上形成有与凸出部101半径相同的球形槽;或者凸出部101呈其他的不规则形状,相应的凹陷部102为与凸出部101形状相同的凹槽。每一密封块10上的凸出部101和凹陷部102可以为多个,以进一步增强密封块10之间的密封性能。进一步优选地,相邻密封块10上互相配合的两侧面上的凸出部101的形状可以不同,相应的互相配合的两侧面上的凹陷部102的形状也不相同。

继续参照图6。优选地,凸出部101呈柱状,凸出部101的轴线用于沿垂直于抽油杆的轴线设置。当凸出部101容置在于其配合的侧面上的凹陷部102内时,能够阻止密封块10之间沿平行于抽油杆的轴线方向移动;以免在密封块10穿设在端口内的过程中,因密封块10之间沿平行于抽油杆的轴线方向移动,导致的密封块10之间的密封性不足。进一步优选地,凸出部101可以呈圆柱状、四棱柱状等。

继续参照图1。具体地,每一密封块10的顶端设均置有连接耳103,每一连接耳103上开设有起吊孔104。可以通过起吊孔104拉拔密封块10,进而将密封本体由采油树的端口内拉出,操作方便。例如:在由采油树端口内取出密封本体时,可通过将吊车的吊钩穿设在吊孔内,吊车驱动吊钩向上运动,进而将密封块10由采油树的端口内拉出。

继续参照图1。本实施例提供的采油树端口密封装置,还包括提拉杆105,提拉杆105的一端具有一吊环;提拉杆105为多个,每一提拉杆105上的吊环穿设在一个起吊孔104内。通过拉拔提拉杆105即可提起密封块10,操作简单。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1