油井光杆密封装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种油井光杆密封装置，包括：盘根和盘根盒，盘根嵌套在盘根盒内，盘根盒连接有盒盖，盘根盒的中心孔套设在油井口沿竖直方向做往复运动的光杆上，盘根与油井口处的盘根盒内端面之间设置具有中心孔的密封块，所述密封块为开口垫片，密封块与盘根盒內底面接触的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面。本实用新型的盘根嵌套在盘根盒内，盘根下端面与盘根盒內底面之间设置密封块，密封块为开口垫片，并且具有沿出油方向凸起的弧形面，使密封块与盘根之间形成空隙，作业时可有效的缓解油井口处的压力，克服了现有技术中，普通的密封圈密封性不好，抗压能力低，使用寿命短，不能满足使用需求的不足。
【专利说明】
油井光杆密封装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及抽油机密封装置的技术领域，尤其是涉及一种油井光杆密封装置。【背景技术】
[0002]在石油开采领域中，现场工人作业时，光杆沿着竖直中心线做上下往复运动，此时为了防止抽油机的井口出现漏油的现象，通常需要在抽油井井口的位置处设置密封圈来实现密封，防止由于抽油过程中出现漏油等现象，而造成环境的污染。
[0003]目前普遍采用具有内螺纹的密封圈来实现密封，即将密封圈嵌套在油井口处的光杆上，抽油机进行作业时，光杆做上下反复运动，密封圈可实现密封的作用，防止在作业过程中，原油出现泄漏的现象。
[0004]但是在现有技术中，当抽油机开始启动时，存在以下一些缺点:
[0005]光杆不断做上下抽动运动，由于井底压力比较高，原油的腐蚀性强，密封圈的抗冲击能力和抗腐蚀能力逐渐降低；当光杆上下抽动时，密封圈与光杆做摩擦运动，密封圈的抗磨损能力逐渐降低；由于油井井口与光杆之间装配时会出现一定的误差，在作业过程中，光杆与密封圈的摩擦会增大，导致密封圈的磨损加剧，井口出现漏油等现象，从而造成了污染现场环境;另外，在使用过程中，密封圈的生产材质较差，使用寿命短，有时候几个小时就需要报废，更换新的密封圈，更换前，需要先进行停井，然后工人进行更换密封圈，每次更换至少需要20分钟左右的时间，更换后，需要再次启动抽油机，由于存在以上缺点，作业过程中， 更换密封圈的频率比较高，需要频繁启动停止抽油机，这样就会降低抽油机的工作效率;除此之外，在更换密封圈的过程中，还会出现油井刺漏等现象，从而造成了一定的环境污染。【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提高油井井口密封，以解决现有技术中存在的由于井底压力高、原油腐蚀性强，油井密封圈的抗冲击能力和抗腐蚀性能力低，密封圈使用寿命缩短等缺陷，以及密封圈破损后的原油污染等问题。
[0007]本实用新型提供的油井光杆密封装置，包括:盘根和盘根盒，所述盘根嵌套在盘根盒内，盘根盒连接有盒盖，盘根盒的中心孔套设在油井口沿竖直方向做往复运动的光杆上， 盘根与油井口处的盘根盒内端面之间设置具有中心孔的密封块，所述密封块为开口垫片， 密封块与盘根盒内底面接触的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面。
[0008]进一步地，所述密封块的开口为斜开口。
[0009]进一步地，所述密封块为圆环形。[〇〇1〇]进一步地，所述密封块为多边形。
[0011]进一步地，所述密封块与盘根接触的一面具有沿出油方向凸起的第二弧形面。
[0012]进一步地，所述密封块的直径小于盘根的直径。
[0013]进一步地，所述密封块一端的厚度等于另一端厚度的1/2。
[0014]进一步地，所述密封块的开口方向和第一弧形面的交点的切线，与开口方向之间的夹角a为30度。
[0015]进一步地，所述盘根为第一端面直径大于第二端面直径的倒锥形。
[0016]进一步地，所述盘根盒采用螺纹连接盒盖。
[0017]本实用新型提供的油井光杆密封装置，将盘根嵌套在盘根盒内，盘根盒连接有盒盖，并且盘根的下端与盘根盒的内底面之间设置密封块，盘根盒的中心孔套设在油井口沿竖直方向做往复运动的光杆上，采用盘根与密封块结合，可有效的对油井口处进行密封，防止原油泄漏，提高了密封块的抗腐蚀能力;所述的密封块采用朝向油井口的一面为沿出油方向凸起的弧形面，使盘根与盘根盒体内底面之间形成空隙，保证井底压力经过圆弧形空隙进入盘根与盘根盒底面之间留存的空隙中，缓解油井口盘根下端处的压力;盘根与密封块设置在同一竖直中心线处，可以稳定的支撑光杆，减少了密封块的磨损，延长了密封块的使用寿命，从而提高了抽油机的工作效率。克服了现有技术中，使用普通的密封圈对油井口进行密封，由于密封圈的抗腐蚀性能力和抗压能力低，以及光杆沿竖直方向做上下往复抽动时，容易磨损密封圈，导致密封圈的使用寿命短，需要不断更换密封圈，并且在更换过程中浪费了工作时间，从而降低了抽油机工作效率的不足。本实用新型的结构设计新颖，抗腐蚀性和抗压能力强，并且制造成本低廉，提高了工作效率。【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】，下面将对【具体实施方式】所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
[0019]图1为本实用新型实施例提供的主视剖视图；
[0020]图2为本实用新型实施例中盘根的主视图；[0021 ]图3为本实用新型实施例中盘根的俯视图。[〇〇22]附图标记:
[0023] 11_盘根；12_盘根盒:13_盒盖:
[0024] 14-光杆；15-密封块；111-第一端面；
[0025]112-第二端面；151-中心孔；152-第一弧形面；
[0026]153-第二弧形面。【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图对本实用新型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做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。
[0028]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶面”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接” 应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]实施例1
[0031]图1为本实用新型第一实施例提供的主视剖视图；图2为本实用新型第一实施例中盘根的主视图；图3为本实用新型第一实施例中盘根的俯视图；如图1-3所示，本实施例提供的油井光杆密封装置，包括:盘根11和盘根盒12,所述盘根11嵌套在盘根盒12内，盘根盒12 连接有盒盖13,盘根盒12的中心孔套设在油井口沿竖直方向做往复运动的光杆14上，盘根 11与油井口处的盘根盒12内端面之间设置具有中心孔151的密封块15,所述密封块15为开口垫片，密封块15与盘根盒12内底面接触的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面152。 [〇〇32]所述盘根盒12、与盘根盒12连接的盒盖13、盘根11均具有中心孔，并且光杆14的外径小于上述中心孔的直径，光杆14能够在上述中心孔内沿竖直方向做往复运动，在盘根11 的底端与盘根盒12内底面之间设置密封块15,密封块15与盘根11沿同一竖直中心线设置， 有效的避免了光杆14与井口不同心时，造成的偏磨问题;所设置密封块15采用合成橡胶材料制作，其密封性好，密封块15的中心孔151制作时经过精确切割，以提高密封块15的密封和抗磨能力，通常油井压力为3兆帕以下，中心孔151可以保证在压力为6兆帕时不发生刺漏现象，密封块15的中心孔151采用特殊工艺进行处理，改变了中心孔151周围的分子结构，增强了周围橡胶分子数量，提高了周围分子的密度，从而增强了中心孔151的抗磨强度，抗冲击压力及耐腐蚀强度，减少了光杆14的偏磨，达到了延长盘根11与密封块15的使用寿命的目的。
[0033]所述的密封块15采用以天然橡胶为主的合成橡胶制作，合成橡胶主要由丁腈、异戊橡胶等材料制成，同时还可以添加抗磨、抗腐蚀材料，提高了密封块15的抗压和耐磨能力。
[0034]所述密封块15为开口垫片，开口处采用斜开口式设计，缓解了抽油时光杆14向上冲击的压力，所述密封块15与盘根盒12内底面接触的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面152,并且弧形面沿油井口的外部方向弯曲，第一弧形面152使盘根11的下端面与密封块 15之间形成空隙，弧形面沿油井口的外部方向弯曲，再次增大了密封块15与盘根盒12内底面之间的空隙。在抽油机工作的过程中，空隙之间的气压增加了密封块15的弹性，使密封块 15的中心孔151与光杆14之间实现无缝结合，盘根11更好的紧固在光杆14上，增强了密封性能，从而达到防止原油溢漏的目的。[〇〇35]进一步地，所述密封块15的开口为斜开口。
[0036]所述密封块15的侧面采用斜开口式设计，由于开口处的空隙比较小，原油在抽吸过程中，会通过斜开口的空隙逐渐减小油井口处的压力，达到缓解压力的目的。[〇〇37]进一步地，所述密封块15为圆环形。
[0038] 所述密封块15采用圆环形式设计，使用过程中，密封块15上端的圆环面与盘根11 的下底面接触，密封块15下端的圆环面与盘根盒12的内底面接触，密封块15下端面的圆弧形面与盘根盒12内底面之间的空隙可以缓解压力。[〇〇39]进一步地，所述密封块15为多边形。[〇〇4〇] 所述密封块15可采用六边形，或者采用八边形，采用正六边形或者正八边形时，正六边形或者正八边形对角线的长度与盘根11的直径相同。由于原油在抽吸过程中，会对密封块15和盘根11形成较大的冲击力，压力一般在l-4MPa之间，密封块15采用六边形或者八边形设计，使密封块15与盘根11下底面之间，密封块15与盘根盒12的内底面之间形成较大的空隙，缓解了原油抽吸过程中的压力。
[0041]进一步地，所述密封块15与盘根11接触的一面具有沿出油方向凸起的第二弧形面 153〇
[0042]所述第二弧形面153,为朝向盘根11下底面方向凸起的弧形面，使密封块15的上端面与盘根11的下端面之间为弧形面接触，从而具有可容纳压力和原油液体的空隙，这样的设计方式，增大了密封块15上端与盘根11下端面之间的空隙。
[0043]进一步地，所述密封块15的直径小于盘根11的直径。
[0044]所述盘根11嵌套在盘根盒12内，密封块15设置在盘根11的下端与盘根盒12的内底面之间，密封块15的直径小于盘根11下端的直径，使用过程中，能够保证密封块15有足够大的作用空间，从而具有比较大的空隙缓解油井口处的压力，并且容纳油井口处向上抽吸的原油液体。
[0045]进一步地，所述密封块15—端的厚度等于另一端厚度的1/2。
[0046]所述密封块15采用一端厚，另一端薄的结构设计，保持光杆14的重心位置，厚的一端提高了偏磨的抗磨强度，延长了盘根11和密封块15的使用寿命，可以有效的调整、扶正光杆14〇
[0047]进一步地，所述密封块15的开口方向和第一弧形面152的交点的切线，与开口方向之间的夹角a为30度。
[0048]所述开口角度还可以在15度-30度之间任意的度数，根据实际使用需求，可以在这个角度之间任意选择，这样的角度设计便于操作时更换，并且增大了密封性能。
[0049]进一步地，所述盘根11为第一端面111直径大于第二端面112直径的倒锥形。
[0050]所述盘根11采用倒锥形式设计，嵌套在盘根盒12内，由于第二端面112的直径小于第一端面111的直径，作业过程中产生的压力从第二端面112直接向上冲击，由于第一端面 111逐渐变宽，可逐渐阻止抽油口处向上的冲击力。
[0051]进一步地，所述盘根盒12采用螺纹连接盒盖13。[〇〇52]所述盘根盒12与盒盖13之间还可以采用卡扣式连接，或者其他任何一种能够将盘根盒12与盒盖13连接的方式。[〇〇53]本实用新型使用前，先进行安装，将光杆14的一端安装在油井口处，密封块15放置在盘根盒12的内底面处，使密封块15的第一弧形面152沿油井口的方向放置，第二弧形面 153沿盘根11的第二端面112方向放置，盘根11的第二端面112朝下，第一端面111朝上，套入盘根盒12内，盒盖13螺纹连接在盘根盒12的开口处，使盘根盒12的底面从光杆14的自由端逐渐套入，此时，光杆14的自由端依次穿过盘根盒12底端面的中心孔、密封块15的中心孔 151、盘根11的中心孔、盒盖13的中心孔，固定好后即可完成安装。[〇〇54]本实用新型使用时，开启阀门，启动抽油机，此时光杆14沿竖直中心线做上下往复运动，动作时，按照如下步骤进行:
[0055](i)光杆14向上运动时，井口压力增大，气压从盘根盒12的底端面进入，气压沿着密封块15下端的第一弧形面152逐渐挤压，同时第二弧形面153与盘根11的第二端面112接触，气压从弧形面四周的空隙中进入，压力逐渐进入密封块15与盘根11底端面之间的空隙中，同时井口挤压出一定量的原油液体，原油液体随着气压一起进入密封块15与盘根11底端面之间的空隙中，空隙中的压力逐渐缓解了光杆14向上运动时挤压盘根11的压力；
[0056]( ii )光杆14向下运动时，光杆14带动盘根11向下挤压，同时盘根11的第二端面112 挤压密封块15的第二弧形面153,盘根11的下端面与密封块15上端面凸起的弧形面之间的空隙被挤压，密封块15下端面凸起的弧形面与盘根盒12内底面之间的空隙被挤压，密封块 15与盘根盒12之间空隙中的气压和原油液体逐渐被挤出，沿着盘根盒12的下端面流出，密封块15受到向下的压力作用，盘根盒12内空隙中的压力逐渐变小；
[0057]( m )光杆14重复上述i_ ii步骤运动，直至完成作业。
[0058]本实用新型分别在两口油井进行实验，其中一口油井中，盘根11最长使用寿命为3 天，井口压力为2兆帕，目前该产品已使用165天，继续使用中，另一口井盘根11的使用寿命最长为8天，井口压力为1.2兆帕，目前该产品已使用130天。[〇〇59]本实施例提供的油井光杆密封装置，将盘根嵌套在盘根盒内，密封块设置在盘根的下端与盘根盒内底面之间，盘根盒上端的开口处螺纹连接有盒盖，盘根和密封块寿命长， 使用周期长，使用过程中减少了更换的次数，节约了生产成本；由于更换密封圈需要多次启停油井，熟练工人也需要20分钟左右才能完成更换，使用本实用新型后，减少了更换密封盘根的频率，也就相应的增加了抽油机的工作时间，提高了原油的产量，同时也减轻了员工的劳动强度，降低了维修的成本。解决了现有技术中，由于未能及时发现密封圈处刺漏，原油很容易从井口处溢漏，容易造成一定的污染的技术问题。
[0060] 实施例2[〇〇61]本实施例提供的油井光杆密封装置，是对实施例一提供的油井光杆密封装置的进一步改进，本实施例提供的油井光杆密封装置，包括:盘根11和盘根盒12,所述盘根11嵌套在盘根盒12内，盘根盒12连接有盒盖13,盘根盒12的中心孔套设在油井口沿竖直方向做往复运动的光杆14上，盘根11与油井口处的盘根盒12内端面之间设置具有中心孔151的密封块15，所述密封块15为开口垫片，密封块15与盘根盒12内底面接触的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面152。
[0062]本实施例提供的油井光杆密封装置，与实施例一的区别在于，所述密封块15与盘根11接触的一面为沿出油方向凹进的弧形面。
[0063]所述密封块15朝向盘根11的一面为向下凹陷的弧形面，使密封块15的上端与盘根 11的下端面之间为具有凹陷的空缺面接触，从而形成具有可容纳压力和原油液体的空隙， 弧形面沿油井口的方向弯曲，这样设计增大了密封块15上端面与盘根11下端面之间的空隙，便于使用过程中，缓解密封块15与油井口处的压力。
[0064]本实用新型使用前，先进行安装，其安装方法和步骤与实施例一均相同，只是在安装密封块15的过程中，使密封块15下端面的第一弧形面152沿油井口的方向放置，密封块15 上端面凹陷的弧形面设置在盘根11的第二端面112的下端。
[0065]本实用新型使用时，其操作方法与实施例一均相同，只是光杆14沿竖直中心线做上下往复运动，存在以下区别点:
[0066](i)光杆14向上运动时，井口压力增大，气压从盘根盒12的底端面进入，气压沿着密封块15下端的第一弧形面152逐渐挤压，同时第二弧形面与盘根11的第二端面112接触， 气压从弧形面四周的空隙中进入，压力逐渐进入密封块15与盘根11底端面之间的空隙中， 由于密封块15的上端面为凹陷的弧形面，此时凹陷的弧形面内会留存有比较大的空隙，同时井口挤压出一定量的原油液体，原油液体随着气压一起进入密封块15与盘根11底端面之间的空隙中，空隙中的压力逐渐缓解了光杆14向上运动时挤压盘根11的压力；
[0067]( ii )光杆14向下运动时，光杆14带动盘根11向下挤压，同时盘根11的第二端面112 挤压密封块15的第二弧形面，盘根11的下端面与密封块15上端面凹陷的弧形面之间的空隙被挤压，密封块15下端面凸起的第一弧形面152与盘根盒12内底面之间的空隙被挤压，使两处空隙中的气压和原油液体逐渐被挤出，沿着盘根盒12的下端面流出，密封块15受到向下的压力作用，盘根盒12内空隙中的压力逐渐变小；
[0068](m )光杆14重复上述1-1i步骤运动，直至完成作业。
[0069]本实施例提供的油井光杆密封装置，由于密封块的上端面采用凹陷的弧形面，增大了盘根盒内盘根与密封块之间的空隙，作业过程中，气压增大时，气压充满盘根下端面与密封块上端面之间的空隙，充分缓解了压力，并且密封块的下端面为远离油井口方向的第一弧形面，光杆作业时，可有效的缓解油井口处的压力。所述密封块采用合成橡胶材料制作，这种材料提高了抗压和抗腐蚀性，并且使用寿命延长，使用过程中不需要频繁更换，同时也提高了抽油机的作业效率。
[0070]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。
【主权项】
1.一种油井光杆密封装置，其特征在于，包括:盘根(11)和盘根盒(12)，所述盘根(11) 嵌套在盘根盒(12)内，盘根盒(12)连接有盒盖(13)，盘根盒(12)的中心孔套设在油井口沿 竖直方向做往复运动的光杆(14)上，盘根(11)与油井口处的盘根盒(12)内端面之间设置具 有中心孔(151)的密封块(15)，所述密封块(15)为开口垫片，密封块(15)与盘根盒(12)内底 面接触的一面具有沿出油方向凸起的第一弧形面(152)。2.根据权利要求1所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)的开口为斜 开口。3.根据权利要求2所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)为圆环形。4.根据权利要求2所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)为多边形。5.根据权利要求1所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)与盘根(11) 接触的一面具有沿出油方向凸起的第二弧形面(153)。6.根据权利要求1所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)的直径小于 盘根(11)的直径。7.根据权利要求1所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)—端的厚度 等于另一端厚度的1/2。8.根据权利要求2所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述密封块(15)的开口方向 和第一弧形面(151)的交点的切线，与开口方向之间的夹角a为30度。9.根据权利要求1所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述盘根(11)为第一端面 (111)直径大于第二端面(112)直径的倒锥形。10.根据权利要求1所述的油井光杆密封装置，其特征在于，所述盘根盒(12)采用螺纹 连接盒盖(13)。
【文档编号】E21B33/03GK205591865SQ201620433528
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】杨宏国
【申请人】杨宏国