专利名称：报警式防盗防污染光杆密封器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种附加在石油工业抽油井上的机械装置，本装置突出的实质性特点是一、当本装置密封圈压紧罗帽被不法分子拧松后抽油井不会从密封圈位置泄漏石油，可以防止不法分子盗窃国家资源。
二、当抽油井密封圈由于过度被磨损而发生泄漏时，本装置能自动把泄漏出来的液体收集到一起并疏导到指定位置，能够防止泄漏液体任意飞溅造成的污染。
三、当本装置密封圈压紧罗帽松退，出现有可能从密封圈位置泄漏石油的可能性，或由于密封圈破损而发生泄漏石油时，本装置能向工作人员发出示警信号，以便及时处理。
四、本发明的报警触发装置具有遭到不法分子破坏后马上向工作人员发出报警信号的功能，加强了抗盗窃能力。
目前石油工业广泛应用的抽油井密封装置是通过密封圈压紧罗帽将橡胶质密封圈挤压变形，将密封圈的内侧紧紧挤靠到抽油机光杆壁上来实现密封的。这种抽油井密封装置存在以下三个缺点。
一、密封效果好坏完全由密封圈压紧罗帽拧的松紧而决定，一旦密封圈压紧罗帽松了，橡胶密封圈就会因为失去了压力而失去密封能力造成石油泄漏。这种性能给了不法分子盗窃石油的机会，不法分子只要用1-3分钟时间就可以把密封圈压紧罗帽拧松，然后站到一旁等待“捡落地原油”。这是目前比较流行的变相盗窃石油的方法。
二、由于抽油机光杆不停的磨擦密封圈内侧，所以因为密封圈被磨损而发生的泄漏是迟早都要发生的。一旦发生泄漏，井内原油与水的混合液就从密封失效位置喷出，喷出的油水混合液随风任意溅落，轻者把井口装置搞的肮脏不堪，重者随风落入农田，不但污染了环境还浪费了石油资。
三、由于现有的密封装置都没有设置密封失效和密封圈压紧罗帽松退报警装置，所以目前只能依靠工人定期巡查来发现以上问题，工人定期巡查最大的缺点是发现问题很不及时，因为从密封失效发生到来人巡查总要隔一段时间，在这一段时间内对于密封失效造成的一切后果只能听之任之。
本发明解决了以上三个问题。
本发明在密封圈压紧格兰上设置了止退机构，确保在密封圈压紧罗帽被不法分子拧松后不影响密封效果，达到防止不法分子利用拧松密封圈压紧罗帽盗窃石油之目的。
本发明设置了泄漏液体疏导机构，把密封失效后泄漏出来的油水混合液疏导到预定位置以便回收，同时防止了泄漏液体任意飞溅造成污染。
本发明设置了《泄漏报警触发机构》和《防盗报警触发机构》两套报警系统。泄漏报警触发机构可以在密封失效泄漏液体累积超过1kg后向工作人员发出示警信号；防盗报警触发机构可以在密封圈压紧罗帽被拧松两圈以上时向工作人员发出示警信号，达到防止不法分子利用拧松密封圈压紧罗帽盗窃石油之目的。
为了防止不法分子破坏报警系统，本发明采用了交流电进入触发器，直流电由触发器输出报平安，一旦直流电被切断立即发出警报的抗破坏措施。使报警系统能够在被不法分子剪断导线、短路导线、砸坏触发器，将触发器导线插头拔下四种情况下马上向工作人员发出警报，达到抵抗不法分子破坏报警系统之目的。
下面结合附图
进一步说明本发明的工作原理。
一、密封防盗油机构(参见附图三)当固定密封器壳体(1)不转动，顺时针旋转密封圈压紧罗帽(2)，在密封圈压力产生丝扣(3)的作用下密封圈压紧罗帽(2)推动密封圈压紧格兰(4)和格兰止退键(5)向下移动，橡胶密封圈(6)在密封圈压紧格兰(4)的压迫下变形抽油机光杆孔径(7)向中心缩小，使橡胶密封圈(6)的内侧面始终可以紧贴在上下往复运动着的抽油机光杆壁上，将原油阻隔在油管(8)腔内完成密封功能。
当格兰止退键(5)的项部越过止退马牙扣(9)的齿尖后，格兰止退键(5)的顶部在止退键弹簧(10)张力作用下向外弹出嵌入止退马牙扣(9)的齿底使密封圈压紧格兰(4)无法退出。此时若旋松密封圈压紧罗帽(2)，由于格兰止退键(5)被止退马牙扣(9)的齿壁抵住不能退出，所以无论密封圈压紧罗帽(2)被怎样旋松，都不会减少密封圈压紧格兰(4)施加在橡胶密封圈(6)上的压力。这就阻止了利用旋松密封圈压紧罗帽(2)盗窃石油的可能性，完成防盗功能。
更换橡胶密封圈(6)时，必须先将密封圈压力产生丝扣(3)全部松开，将密封圈压紧罗帽(2)同垫片(11)向上抬起，抽出防格兰转动键(12)，旋转密封圈压紧格兰(4)使格兰止退键(5)落入止退键退出槽(51)中，即可向上抽出密封圈压紧格兰(4)更换橡胶密封圈(6)。
二、防污染机构(参见附图三)防污染机构同时还兼有润滑橡胶密封圈延长其使用寿命的功能。
将密封圈压紧罗帽(2)的外壁向上延伸与刮油筛筒上盖板(13)组合成润滑油腔(14)，密封失效后泄漏喷出的油水混合物全部被润滑油腔(14)的内壁挡住并收集在腔内，然后由泄漏物疏导管(15)和泄漏物排出管(16)排放到预定集贮位置。由于不论泄漏液以多么高的压力喷出都会被润滑油腔(14)的内壁阻挡下来，所以消除了泄漏液喷入空中后随风任意飞溅造成污染的可能性，这就是本发明的防污染功能。
由于橡胶密封圈(6)与抽油机光杆的接触面长，仅靠来自油管(8)的原油润滑密封面是不够的，为了增强润滑能力，将泄漏物疏导管(15)水平管的下界面设置在距润滑油腔(14)底平面上方的30-70mm位置，向润滑油腔(14)内注入石油以后，在油井内温度作用下润滑油腔(14)内的石油呈液体状态，液位低于水平管下界面的石油即可贮存在润滑油腔(14)内起润滑作用。
因为石油比水轻，一旦发生密封失效，不断泄漏出来的油水混合液在润滑油腔(14)内会逐渐分层，如果不采取特殊措施；下层的水会把作为润滑剂的石油排挤掉，为了确保在密封失效条件下的润滑油腔(14)能够把下层的水先排放掉，剩下润滑能力大的石油，特将泄漏物疏导管(15)的入口弯向下方，使泄漏物疏导管(15)的入口与润滑油腔(14)底板平面的距离小于5mm，环绕光杆孔径(7)留一个高度为20-40mm的环形隔水台肩(17)，同时使泄漏物疏导管(15)水平管的下界面高于环形隔水台肩(17)的上界面1-17mm。当发生密封失效后，从石油中分离出来的水被环形隔水台肩(17)隔住不会进入抽油机光杆孔径(7)而只能进入比环形隔水台肩(17)低的泄漏物疏导管(15)的入口，随着泄漏液的增加，润滑油腔(14)内石油的液位逐渐高于泄漏物疏导管(15)入口竖管内的水位，石油比水高出来液位的重力差超过石油与水的比重差后就会把水排掉。于是达到了排掉水留下石油作润滑剂之目的。由于润滑油腔(14)内始终有液态石油，为了防止这些石油在抽油机光杆上行时厚厚的粘附在光杆壁上滴落下来把井头搞脏，特设置了光杆刮油筛筒(18)和防雨密封圈(19)。光杆刮油筛筒将上边的两个圆筒托起离开润滑油上界面使之可以发挥各自功能，筒壁上的筛孔供润滑油自由通过。中间的细圆筛筒内径与光杆直径只有约0.5-1mm间隙，粘在光杆壁上的润滑油经过这里时绝大部分被刮下来，筛筒壁上的圆孔相当于增加刮油次数。上边的粗圆筛筒与光杆之间装填棉纱，在重力作用下棉纱塌挤在光杆壁上进一步刮除光杆上的残油。令光杆刮油筛筒(18)短于润滑油腔(14)的高度，可以使光杆刮油筛筒(18)能随着抽油机光杆在润滑油腔(14)内作径向自由移动，避免光杆刮油筛筒(18)偏磨损伤抽油机光杆。刮油筛筒上盖板(13)是润滑油腔(14)的上盖，同时也是防雨密封圈(19)的底座。防雨密封圈(19)除了防止雨水流入润滑油腔(14)外，还具有再一次刮除光杆壁上残余润滑油的功能。防雨密封圈压盖(20)是本发明的上端盖。为了防止润滑油腔(14)内的润滑石油从密封圈压力产生丝扣(3)位置泄漏，特在密封器壳体(1)的上部设置“O”型橡胶密封圈(21)作为防止润滑石油渗漏的措施。
三、报警触发机构本发明装置了《泄漏报警触发装置》和《防盗报警触发装置》两种报警触发装置。
3.1泄漏报警触发装置(参见附图一和附图三)在没有发生密封失效的情况下，没有油水泄漏，泄漏物收集罐(22)内是空的，触点推杆(23)在触点推杆弹簧(24)的推动下向上运动，把右报警触点(25)和左报警触点(26)连通，当交流电输入端(27)送入交流电后，在整流电桥(28)的作用下直流电负极(29)与直流电正极(30)之间就会有直流电输出，继电器(40)的线圈中直流电通过时产生的磁力将继电器常开触点(41)吸合，把绿色灯泡(42)与电源接通，绿色灯泡(42)亮则表示正常。
密封失效后，泄漏出来的油水混合液进入泄漏物收集罐(22)，当罐内液体重力超过触点推杆弹簧(24)的弹力后，触发器皮膜(31)向下沉落，带动触发推杆向下移动，右报警触点(25)与左报警触点(26)断开，直流电负极(29)与直流电正极(30)之间的直流电信号消失，继电器(40)的线圈中没有直流电信号通过，磁力消失，使继电器常闭触点(43)闭合，将报警器(44)(扬声器、电铃、市售其它报警器等)的电源接通发出密封失效警报。
反破坏电容(50)可以将不法分子并入的交流电滤除以保证报警系统正常工作。
3.2防盗报警触发装置橡胶密封圈(6)是容易耗损机件，须要经常补加或更换，为此本发明专为采油工人设计了补加或更换橡胶密封圈(6)操作方法。为防止不法分子也用同样的操作人为制造橡胶密封圈(6)失效变相盗油，特设置了本防盗报警触发装置(参见附图二和附图三)。
正常情况下，密封圈压紧罗帽(2)紧紧压在垫片(11)和密封圈压紧格兰(4)上，在向橡胶密封圈(6)施加压力的同时，垫片(11)将防盗触点推杆(32)顶向上方将防盗右触点(33)和防盗左触点(34)连通，当向防盗交流电输入端(35)送入交流电后，在防盗整流电桥(36)作用下防盗直流电负极(37)与防盗直流电正极之间就会有直流电输出，该直流电通过防盗继电器(45)所产生的磁力将防盗继电器常开触点(46)闭合，把防盗绿色灯泡(47)与电源接通，防盗绿色灯泡亮则表示正常。在有人企图利用拧松密封圈压紧罗帽(2)来盗油的情况下，当密封图压紧罗帽(2)被拧松以后，由于格兰止退键(5)的作用密封圈压紧格兰(4)并不随密封圈压紧罗帽(2)一块松退，这样就在密封圈压紧罗帽(2)与密封圈压紧格兰(4)之间的接触面上产一了一个间隙，在防盗触点推开弹簧(39)的推力作用下防盗触点推杆(32)穿过间隙向下滑动，使防盗右触点(33)与防盗左触点(34)断开造成继电器(45)由于没有直流电流过磁力消失，使防盗常闭触点(48)闭合，将防盗报警器(44)(扬声器、电铃、市售其它报警器等)的电源接通发出有人盗油的警报。在有人将交流电并入报警电路的情况下，防破坏电容(50)可以将交流电滤除以保证报警系统正常工作。
由于采用的是断电报警机制，所以在有人将电线剪断，砸坏触发器，拔下触发器电源，短路导线等情况下都能引起报警。
权利要求
1.一个具有防盗油；防污染；在被盗油或发生泄漏时能发出报警；发生泄漏情况下自动存留润滑油四种功能的抽油机光杆密封器。
2.按权利要求1规定的防盗油功能，其特征是有一个在工作状态下只能前进不能后退的机械装置。
3.按权利要求2规定的机械装置，其特征是在密封器壳体(1)上设置止退马牙扣(9)和止退键退出槽(51)；在密封圈压紧格兰(4)上设置格兰止退键(5)和止退键张开弹簧(10)；利用止退键退出槽(51)设置防格兰转动键(12)。
4.按权利要求1规定的防污染功能，其特征是有一个由泄漏液收集与排污机构；光杆粘附油刮除机构；防润滑油渗漏机构三个部分组成的机械装置。
5.按权利要求4规定的泄漏液收集与排污机构，其特征是在密封圈压紧罗帽(2)上设置一个能把密封失效后所喷出的油水混合物阻挡住使之不能任意飞溅，并能把泄漏物收集起来疏导到预定位置的润滑油腔(14)。
6.按权利要求4规定的光杆粘附油刮除装置，其特征是在润滑油腔(14)内有一个可以随抽油机光杆在润滑油腔(14)内作径向移动的光杆刮油筛筒(18)。
7.按权利要求6规定的光杆刮油筛筒(18)，其特征是一个中间有一段内径尺寸与抽油机光杆直径只有0.2-2mm间隙；上边有一段内径尺寸与抽油机光杆直径之间有10-50mm间隙；下边一段与上边一段直径近似相同的细腰圆筒，并在圆筒壁上钻有许多圆孔。
8.按权利要求4规定的防润滑油渗漏装置，其特征是在密封器壳体(1)的上部与密封圈压紧罗帽(2)之间设置能够阻止油或者水从密封器壳体(1)与密封圈压紧罗帽(2)的连接丝扣之间渗漏出来的防渗漏部件。
9.按权利要求8规定的防渗漏部件，其特征是环绕密封器壳体(1)上部有一个断剖面为半圆形的环槽，槽内装有橡胶“O”型密封圈(21)。
10.按权利要求1规定的被盗油或发生泄漏时能发出报警功能，其特征是在抽油机光杆密封器上设置泄漏报警触发机构和防盗报警触发机构两套报警触发系统。
11.按权利要求10规定的泄漏报警触发机构，其特征是在泄漏物疏导管(15)和泄漏物排出管(16)之间有一个当发生泄漏时能发出报警信号的泄漏物收集罐(22)。
12.按权利要求11规定的泄漏物收集罐(22)，其特征是在其下部安装有压敏报警触点和抗伪冒报警信号发生装置。
13.按权利要求12规定的压敏报警触点，其特征是有一个利用泄漏液自身重力导至电信号被切断的机械装置。
14.按权利要求12规定的抗伪冒报警信号发生装置，其特征是由一个全波整流电桥(28)把输入的交流电整流为直流电作为平安信号输出，使没有电子专业知识的不法分子无法给报警器发送假平安信号；在继电器(40)旁并连一个大的电容(50)以抵抗不法分子向报警器串送交流电干扰报警器正常工作。
15.按权利要求10规定的防盗报警触发机构，其特征是利用密封圈压紧罗帽(2)被拧松后与密封圈压紧格兰(4)接触面之间必然产生间隙的特点，在密封圈压紧罗帽(2)上设置一个一旦密封圈压紧罗帽(2)与密封圈压紧格兰(4)的接触面之间产生了间隙就能导至报警信号被切断的机械装置和一个抗伪冒报警信号发生装置。
16.按权利要求1规定的发生泄漏情况下自动存留润滑油功能，其特征是有一个利用油液位比水液位高的高度差来抵消油比水轻的比重差，把从油中分层出来的水优先排掉的排液机械装置。
17.按权利要求16规定的排液机械装置，其特征是有一个能把油中分层出来的水与抽油机光杆孔径(7)分隔开的环形隔水台肩(17)和泄漏物疏导管(15)弯向下方的入口组成的机械装置。
18.按权利要求17规定的环形隔水台肩，其特征是环绕光杆孔径(7)有一个高于润滑油腔(14)底板，底部与润滑油腔(14)底板连为一体的高度为20-40mm的圆筒。
19.按权利要求17规定的泄漏物疏导管(15)弯向下方的入口，其特征是使泄漏物疏导管(15)位于润滑油腔(14)内的入口弯向润滑油腔底板，其入口平面与润滑油腔(14)底板平面的距离小于5mm。
全文摘要
本发明公开了具有防盗窃、防污染,被盗及发生泄漏时能发出报警功能的抽油机光杆密封器。该装置的防盗机构能防止不法分子通过拧松密封圈压紧螺帽盗窃石油;该装置的防污染机构能够在密封圈破损发生泄漏情况下防止喷出的石油与水产生污染;报警系统能够在密封圈压紧螺帽被松退和由于密封圈破损发生泄漏的情况下向工作人员发出警报。
文档编号F04B53/00GK1176349SQ9610977
公开日1998年3月18日 申请日期1996年9月9日 优先权日1996年9月9日
发明者张太来, 刘淑华, 张平, 张平梅, 张太玉, 阎雪松, 张太富, 高平, 张高晗 申请人:张太来