技术领域
[0001] 本实用新型涉及油田井口采油光杆的密封装置技术领域,具体来说,是指一种具有压缩补偿扶正功能的组合密封件。
背景技术
[0002] 抽油机井的井口密封器是一种抽油机井的井口密封装置,井口密封器作为井口采油树的主要设备装置已经得到了广泛的应用,辽河油田、大庆油田均已成功
覆盖使用。目前,井口密封器的结构形式基本采用油工字型,通过
万向节、四通以及各级密封段相连接而组成井口密封装置以实现密封采油,并定期更换密封件以防止
泄漏。因此密封件的材质优劣及结构形式对其
密封性能和使用寿命有直接影响,从而间接影响采油的连续性和效率。
[0003] 由于井口密封器的衍生种类繁多,密封结构的合理性也存在差异,经过大量调查发现现有井口密封器普遍存在着密封结构的设计
缺陷,诸如密封件与扶正套的组合不合理,无法合理传递压缩补偿
力或井头位移补偿量不足,导致现有井口密封器的盘根与光杆之间的
摩擦力较大、盘根使用周期短、光杆磨损严重等问题。这就需要经常停机维护进行更换盘根的操作,但现有井口密封器的一级密封段设计为一段封闭的筒状结构,又不便于密封件的更换,即费时又费力,还有安全隐患,并且频繁停机维护影响了油井的正常生产,还容易造成砂卡躺井,导致油井减产,同时增加采油成本。实用新型内容
[0004] 有鉴于此,本实用新型的目的在于克服
现有技术的不足,提供一种具有压缩补偿扶正功能的组合密封件,以解决现有井口密封器结构设计不合理,无法合理传递压缩补偿力或井头位移补偿量不足的问题。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] 提供一种具有压缩补偿扶正功能的组合密封件,安装在光杆密封器主体上,包括与光杆密封器主体连接的盘根盒、安装在盘根盒上的锥套以及安装在盘根盒内的弹性材质的压缩补偿件与金属材质的扶正件,所述锥套、压缩补偿件以及扶正件上均设有与光杆适配的孔径,压缩补偿件分布于扶正件的上下两端,锥套通过与盘根盒的连接将压缩补偿件与扶正件压紧在光杆密封器主体上。
[0007] 本实用新型的工作原理是:当光杆进行采油时,锥套所承受的
压缩力通过弹性材质的压缩补偿件的形变传递至扶正件,并在压缩补偿件的形变过程中不断补偿磨损量,以不断对光杆采油过程形成密封,同时,金属材质的扶正件保持位移不变,能够起到扶正光杆以防止其偏磨的作用。
[0008] 在上述技术方案的
基础上,本实用新型还可以做如下改进。
[0009] 进一步,所述压缩补偿件包括一级盘根与二级盘根,所述扶正件为套筒,两个一级盘根分别设置于扶正件的上下两端,多个二级盘根设置于扶正件下方一级盘根的底部。
[0010] 进一步,所述锥套的孔径呈圆台形结构;所述一级盘根呈与孔径适配的圆台形结构,并对称设置于扶正件的上下两端;所述二级盘根呈与一级盘根的圆台适配的碗形结构。
[0011] 进一步,所述锥套孔径的斜
角为25°;所述一级盘根的斜角为31°;所述二级盘根的斜角为29°。
[0012] 进一步,所述盘根盒包括活动连接的上盘根盒与下盘根盒,所述压缩补偿件还包括设置于下盘根盒中的弹性材质的密封件,在下盘根盒中设有金属材质的扶正件,密封件上设有与光杆适配的孔径,密封件分布于扶正件的上下两端,在上盘根盒中设有承接上下压缩补偿件的衔接台,上盘根盒通过与下盘根盒的连接将密封件与扶正件压紧在光杆密封器主体上。
[0013] 进一步,所述密封件包括上密封环、中密封环以及下密封环,所述扶正件为套筒,两个上密封环分别设置于扶正件的上下两端,多个中密封环设置于扶正件下方上密封环的底部,下密封环设置于最下方中密封环的底部,在下密封环与光杆密封器主体之间设有扶正件。
[0014] 进一步,所述上密封环呈与衔接台适配的圆台形结构,并对称设置于扶正件的上下两端;所述中密封环呈与上密封环的圆台适配的碗形结构;所述下密封环呈与中密封环的碗形适配的碗形结构,下密封环的底部为平面。
[0015] 进一步,所述衔接台上部的斜角为25°,下部的斜角为38°;所述上密封环、中密封环以及下密封环的斜角均为36.74°。
[0016] 进一步,所述压缩补偿件的材质为天然
橡胶、合成橡胶、塑料或橡塑
合金,并在压缩补偿件内设有骨架层,骨架层的材质为
棉帆布、帘线或聚酯
纤维。
[0017] 进一步,所述一级盘根与上密封环的绍尔硬度为76~80°;所述二级盘根、中密封环以及下密封环的绍尔硬度为70~75°。
[0018] 与现有技术相比,本实用新型具有以下优点及有益效果:
[0019] (1)本实用新型通过弹性材质的压缩补偿件不断补偿磨损量,以不断对光杆采油过程形成密封,并通过金属材质的扶正件扶正光杆,减小了盘根与光杆之间的摩擦力,提高了盘根的使用寿命,同时也降低了光杆的磨损程度。
[0020] (2)本实用新型在扶正件的下方配合有一级盘根和二级盘根的组合密封,并且一级盘根、二级盘根以及盘根盒均按照角度搭配,进一步保证了压缩补偿件的补偿作用,进一步提高了光杆采油的密封性。
[0021] (3)本实用新型的盘根盒分为上盘根盒与下盘根盒,在下盘根盒中采用上密封环、扶正件以及上密封环的组合方式并按照角度配合,其下方采用中密封环、下密封环组成类似于二级盘根的组合,不仅延长了光杆的密封长度,并且同样能够有效起到压缩补偿以及密封的作用。
[0022] (4)本实用新型的压缩补偿件与扶正件均位于上盘根盒与下盘根盒内,其左右位移由于受限于盘根盒而大幅减小,使光杆在采油过程中不会产生大幅度的晃动,从而进一步减小了压缩补偿件和扶正件对光杆的摩擦力,进一步降低了光杆的磨损程度。
[0023] (5)本实用新型的整个密封组件的结构可由上至下安装和拆卸,不存在封闭式的结构,相对于现有井口密封器而言,其一级盘根、二级盘根、扶正件、上密封环、中密封环以及下密封环的安装和拆卸更为方便。
附图说明
[0024] 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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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。
[0025] 图1是本实用新型的整体结构剖视图;
[0026] 图2是本实用新型的一级盘根的剖视图;
[0027] 图3是本实用新型的二级盘根的剖视图;
[0028] 图4是本实用新型的上密封环的剖视图;
[0029] 图5是本实用新型的中密封环的剖视图;
[0030] 图6是本实用新型的下密封环的剖视图;
[0031] 图中,1—锥套;2—一级盘根;3—扶正件;4—二级盘根;5—上盘根盒;6—上密封环;7—中密封环;8—下密封环;9—下盘根盒;10—光杆密封器主体;11—骨架层。
具体实施方式
[0032] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全面的实施例。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。
[0033] 实施例1:
[0034] 一种具有压缩补偿扶正功能的组合密封件,如图1至图5所示,包括
螺纹连接在光杆密封器主体10上的盘根盒、
螺纹连接在盘根盒顶部的锥套1以及安装在盘根盒内的压缩补偿件与扶正件3。锥套1、压缩补偿件以及扶正件3上均设有与光杆适配的孔径,锥套1的孔径呈圆台形结构,锥套1的材质优选
铁;压缩补偿件包括一级盘根2与二级盘根4,一级盘根2呈与锥套1的孔径适配的圆台形结构,二级盘根4呈与一级盘根2的圆台适配的碗形结构,压缩补偿件的材质可以是天然橡胶、合成橡胶、塑料或橡塑合金;扶正件3为套筒式结构,其高度为35毫米,扶正件3的材质优选
黄铜。如图1所示,一级盘根2对称设置于扶正件3的顶部与底部,在下方一级盘根2的底部根据盘根盒的长度设置4~5组二级盘根4,使上方一级盘根2的顶部突出盘根盒的顶部有足够的余量,当锥套1与盘根盒的顶部螺纹连接时,锥套1能够将压缩补偿件与扶正件3压紧在光杆密封器主体10上,从而实现对光杆的密封性能。
[0035] 当光杆在密封器内做往复运动时,一级盘根2与二级盘根4受压缩力产生形变,并不断补偿光杆对其造成的磨损量,从而不断形成对光杆的密封。同时,一级盘根2、二级盘根4以及扶正件3由于受盘根盒内
侧壁的位移限制,能够对光杆进行扶正,大幅减小光杆在往复运动过程中的晃动,从而减小了光杆与一级盘根2、二级盘根4以及扶正件3之间的摩擦力。另外,由于黄铜的硬度小于铁的硬度,因此扶正件3能够降低对光杆的偏磨程度。
[0036] 为更好的实现锥套1、一级盘根2以及二级盘根4之间的密封性,上述锥套1孔径的斜角为25°,锥套1的孔径最小尺寸为Φ44,以适合Φ42以下抽油杆穿过。一级盘根2的斜角为31°,二级盘根4的斜角为29°。一级盘根2与锥套1配合以传递压缩补偿力,二级盘根4与一级盘根2形成组合搭配,能够在受力压缩状态下逐渐补偿磨损量,从而保证了压缩补偿件的补偿作用,进一步提高了光杆采油的密封性。
[0037] 实施例2:
[0038] 作为优选的,为更好地实现本实用新型,在上述实施例的基础上进一步优化,特别采用下述设置结构:
[0039] 如图1至图5所示,上述盘根盒包括通过螺纹连接的上盘根盒5与下盘根盒9,在上盘根盒5内设有一个衔接台。压缩补偿件还包括设置于下盘根盒9中的上密封环6、中密封环7以及下密封环8,在下盘根盒9中也设有扶正件3,并且在上密封环6、中密封环7以及下密封环8上同样设有与光杆适配的孔径。其中,上密封环6呈与衔接台适配的圆台形结构,中密封环7呈与上密封环6的圆台适配的碗形结构,下密封环8呈与中密封环7的碗形适配的碗形结构,下密封环8的底部为平面。如图1所示,上密封环6对称设置于扶正件3的顶部与底部,在下方上密封环6的底部根据下盘根盒9的长度设置2~4组中密封环7,最下方中密封环7的底部设置下密封环8,在下密封环8与光杆密封器主体10之间设置扶正件3。
[0040] 上述结构设计的上盘根盒5通过与下盘根盒9的连接,将上密封环6、中密封环7、下密封环8以及扶正件3压紧在光杆密封器主体10上,上盘根盒5中的衔接台上部的斜角为25°,下部的斜角为38°,起到上下级密封件的衔接作用。上密封环6、中密封环7以及下密封环8的斜角均为36.74°,其中,上密封环6传递上盘根盒5的压缩补偿力,中密封环7与扶正件
3、上密封环6以及下密封环8形成组合搭配,能够在受力压缩状态下逐渐补偿磨损量,从而保证了压缩补偿件的补偿作用,进一步提高了光杆采油的密封性。这种结构设计不仅延长了光杆的密封长度,并且同样能够有效起到压缩补偿以及密封的作用。
[0041] 上述锥套1、上盘根盒5、下盘根盒9与光杆密封器主体10之间相互通过螺纹连接,分段式结构,有利于一级盘根2、二级盘根4、上密封环6、中密封环7、下密封环8以及扶正件3的安装与拆卸,使更换方便,提高采油作业的连续性与工作效率。
[0042] 实施例3:
[0043] 作为优选的,为更好地实现本实用新型,在上述实施例的基础上进一步优化,特别采用下述设置结构:
[0044] 如图2至图5所示,在一级盘根2、二级盘根4、上密封环6、中密封环7以及下密封环8内均设有骨架层11,骨架层11的材质可以是棉帆布、帘线或聚酯纤维。含有骨架层11的一级盘根2与上密封环6的绍尔硬度为76~80°,含有骨架层11的二级盘根4、中密封环7以及下密封环8的绍尔硬度为70~75°。各压缩补偿件的角度搭配、硬度搭配,能够增强对光杆的密封性能。值得一提的是:
[0045] 1、本实用新型所公开的各压缩补偿件的结构尺寸及角度均为大量试验得到良好结果后确定的合理设计技术参数,本领域的技术人员能够根据其结构尺寸进行举一反三的类似结构均在本实用新型的保护范围以内;
[0046] 2、本实用新型所公开的各压缩补偿件与扶正件的组合数量、高度及装配后总高度均应得到保护,本领域的技术人员能够根据光杆的具体冲程、密封器的高度进行举一反三的类似组合数量、高度及总高度均在本实用新型的保护范围以内;
[0047] 3、本实用新型所公开的压缩补偿件、扶正件以及骨架层的材质,本领域的技术人员能够根据材料种类选择、加工制造的类似结构均在本实用新型的保护范围以内。
[0048] 以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述
权利要求的保护范围为准。