專利名稱：一種鋼絲繩井口密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田撈油作業(yè)用鋼絲繩井口密封裝置。
背景技術(shù)：
在油氣田開發(fā)過程中，經(jīng)常要進(jìn)行大量的諸如試油、撈油、油氣井排液等的抽汲作業(yè)，這些抽汲作業(yè)抽汲行程一般都很長，基本上是從井下具體某一深度一直抽到井口 ，其距離一般有幾十米到幾百米甚至是上千米。由于抽汲行程太長，抽汲作業(yè)不能采用傳統(tǒng)有桿抽油機(jī)的光桿，而只能采用有一定柔性的鋼絲繩來代替光桿，因此井口密封問題一直是困擾油田抽汲作業(yè)的一大難題，很好的解決鋼絲繩密封問題對(duì)油田生產(chǎn)特別是油田生產(chǎn)的自動(dòng)化有著非常重大的意義。 目前油田現(xiàn)場的試油、撈油抽汲作業(yè)采用的井口密封裝置基本上沿用了抽油機(jī)光桿密封的基本結(jié)構(gòu)，即通過壓緊密封盒，使得密封盒與鋼絲繩之間有足夠的接觸壓力以實(shí)現(xiàn)井口密封；由于鋼絲繩自身有螺旋槽，要實(shí)現(xiàn)密封需要比密封光桿更大的接觸壓力，但是當(dāng)密封件與鋼絲繩之間的接觸壓力達(dá)到井口密封要求的時(shí)候，在撈油下行的過程中會(huì)出現(xiàn)撈油抽子下行受阻的情況，所以為了滿足鋼絲繩下行過程要求阻力小的要求，現(xiàn)場大都采用人工操作的液壓或氣壓密封。 一般抽汲作業(yè)往往需要兩人配合操作完成(一人操作絞車，一人控制井口密封)。 具體工作原理是在鋼絲繩上行過程中(需要密封的過程)，專人啟動(dòng)手壓泵向密封盒內(nèi)泵入一定壓力的液壓油(或氣壓)，將井口密封盒與鋼絲繩壓緊，實(shí)現(xiàn)井口密封；上行結(jié)束，井口排液完畢后井下抽子在配重的作用下下行，此時(shí)井口需要的井口密封壓力很小，為了降低密封盒與鋼絲繩之間的摩擦阻力(阻力太大將可能使抽子無法下行)，需要泄掉加在密封盒上的壓力，此時(shí)要及時(shí)打開泄油口泄掉密封盒外側(cè)的高壓油以降低密封盒與鋼絲繩之間的摩擦阻力。如此反復(fù)實(shí)現(xiàn)抽汲作業(yè)。 由于現(xiàn)有的鋼絲繩密封裝置的密封件不能隨鋼絲繩旋轉(zhuǎn)，而且采取一次性密封，
決定了其效果不好，導(dǎo)致密封效果不良的原因是鋼絲繩不同于普通光桿，它自身存在著螺
旋槽，要求鋼絲繩與密封件之間有較高的擠壓力才能有較好的密封效果；但是，當(dāng)鋼絲繩與
密封件之間的接觸壓力增加的時(shí)候，在鋼絲繩上行或下行的過程中必然要施加給密封件一
個(gè)旋轉(zhuǎn)的扭矩，這個(gè)扭矩的大小取決于鋼絲繩與密封件之間的接觸壓力，接觸壓力越大這
個(gè)旋轉(zhuǎn)扭矩也越大；而目前采用的鋼絲繩井口密封件中的密封件是靜止不轉(zhuǎn)的，所以這個(gè)
旋轉(zhuǎn)扭矩將反作用在鋼絲繩上使得鋼絲繩發(fā)生打扭，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)發(fā)生抽絲現(xiàn)象，此外太
大的接觸壓力會(huì)加劇密封盒的磨損，所以鋼絲繩與密封件之間的接觸壓力又不能太大，正
因?yàn)槿绱耍@種密封裝置的密封效果不好，在現(xiàn)場都可以看到在絞車上提的時(shí)候井口密封
會(huì)出現(xiàn)較大量的泄漏現(xiàn)象。 因此，在保證井口密封性良好的情況下，鋼絲繩與密封件之間必然存在一個(gè)較大的作用力，在工作中將導(dǎo)致鋼絲繩打扭或抽絲的情況，而且還會(huì)加劇密封件的磨損，縮短密封裝置的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種鋼絲繩井口密封裝置，用以避免在工作中鋼絲
繩出現(xiàn)打扭或抽絲的情況，以及避免密封件磨損，從而延長密封裝置的使用壽命。 本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種鋼絲繩井口密封裝置，包括井口連接體、旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)軸連接體、盤根盒、調(diào)節(jié)壓套、壓帽、滾動(dòng)軸承、上密封盤根和下密封盤根； 所述井口連接體固定在井口上，所述旋轉(zhuǎn)軸通過所述滾動(dòng)軸承設(shè)置在所述井口連接體上，所述旋轉(zhuǎn)軸可在所述井口連接體內(nèi)繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述旋轉(zhuǎn)軸、所述旋轉(zhuǎn)軸連接體、所述盤根盒、所述調(diào)節(jié)壓套和所述壓帽之間依次固定連接； 所述上密封盤根和所述下密封盤根設(shè)置在所述盤根盒內(nèi)，并且所述上密封盤根和所述下密封盤根在實(shí)現(xiàn)井口密封的前提下可與鋼絲繩相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。 優(yōu)選地，在上述鋼絲繩井口密封裝置中，所述下密封盤根的下部設(shè)置有下行程緩沖彈簧。 優(yōu)選地，在上述鋼絲繩井口密封裝置中，所述上密封盤根的上部設(shè)置有上盤根壓帽。 優(yōu)選地，在上述鋼絲繩井口密封裝置中，所述調(diào)節(jié)壓套的內(nèi)部空腔設(shè)置有刮油套，所述刮油套通過刮油套墊圈和支撐環(huán)固定在所述上盤根壓帽上。 優(yōu)選地，在上述鋼絲繩井口密封裝置中，所述支撐環(huán)與所述調(diào)節(jié)壓套的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有孔，所述孔處設(shè)置有引流管，所述引流管用以實(shí)現(xiàn)所述調(diào)節(jié)壓套的內(nèi)腔與外界的空氣聯(lián)通。 優(yōu)選地，在上述鋼絲繩井口密封裝置中，所述旋轉(zhuǎn)軸下端設(shè)置有機(jī)械密封和機(jī)械密封調(diào)節(jié)螺母。 優(yōu)選地，在上述鋼絲繩井口密封裝置中，所述旋轉(zhuǎn)軸、所述旋轉(zhuǎn)軸連接體、所述盤根盒、所述調(diào)節(jié)壓套和所述壓帽之間依次采用螺紋固定連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn) 由上文可知，由于旋轉(zhuǎn)軸通過滾動(dòng)軸承設(shè)置在井口連接體上，旋轉(zhuǎn)軸可在井口連
接體內(nèi)繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，而且旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)軸連接體、盤根盒、調(diào)節(jié)壓套和壓帽之間依次
固定連接，所以鋼絲繩作用在密封盒內(nèi)的上密封盤根和下密封盤根上的旋轉(zhuǎn)扭矩，通過盤
根盒帶動(dòng)壓帽、旋轉(zhuǎn)軸連接體、旋轉(zhuǎn)軸以及滾動(dòng)軸承繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)而被釋放，避免了鋼
絲繩在上、下行程過程中的打扭、抽絲等現(xiàn)象，而且也降低了密封件的磨損，從而延長了密
封裝置的使用壽命。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0022] 圖1為本實(shí)用新型所提供的鋼絲繩井口密封裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。 請(qǐng)參見圖1，一種鋼絲繩井口密封裝置，包括井口連接體20、旋轉(zhuǎn)軸16、旋轉(zhuǎn)軸連接體11、盤根盒9、調(diào)節(jié)壓套3、壓帽1、滾動(dòng)軸承14、上密封盤根8和下密封盤根IO，其中，井口連接體20固定在井口上，旋轉(zhuǎn)軸16通過滾動(dòng)軸承14設(shè)置在井口連接體20上，旋轉(zhuǎn)軸16可在井口連接體20內(nèi)繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)軸16、旋轉(zhuǎn)軸連接體11、盤根盒9、調(diào)節(jié)壓套3和壓帽1之間依次采用螺紋固定連接；上密封盤根8和下密封盤根10設(shè)置在盤根盒9內(nèi)，并且上密封盤根8和下密封盤根10在實(shí)現(xiàn)井口密封的前提下可與鋼絲繩相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。下密封盤根10是錐角向上安裝的，用于在鋼絲繩上行程中起密封作用；上密封盤根8是錐角向下安裝的，用于在鋼絲繩下行程中氣密封作用。 此種結(jié)構(gòu)可以使鋼絲繩作用在盤根盒9內(nèi)的上密封盤根8和下密封盤根IO上的旋轉(zhuǎn)扭矩，通過盤根盒9帶動(dòng)壓帽1、旋轉(zhuǎn)軸連接體11、旋轉(zhuǎn)軸16以及滾動(dòng)軸承14繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)而被釋放，避免了鋼絲繩在上、下行程過程中的打扭、抽絲等現(xiàn)象，而且也降低了密封件的磨損，從而延長了密封裝置的使用壽命。 在圖1所示的實(shí)施例中，下密封盤根10的下部設(shè)置有下行程緩沖彈簧12，通過調(diào)節(jié)盤根盒9與旋轉(zhuǎn)軸連接體11之間的螺紋旋緊程度，來調(diào)節(jié)下密封盤根10與鋼絲繩之間的壓緊程度以及下行程緩沖彈簧12的壓縮量。上密封盤根8的上部設(shè)置有上盤根壓帽7，通過調(diào)節(jié)盤根盒9與調(diào)節(jié)壓套3之間的螺紋旋緊程度，可通過上盤根壓帽7壓緊上密封盤根8。旋轉(zhuǎn)軸16下端設(shè)置有機(jī)械密封18和機(jī)械密封調(diào)節(jié)螺母19。通過調(diào)節(jié)盤根盒9的上、下螺紋的旋緊程度可調(diào)節(jié)上密封盤根8和下密封盤根10與鋼絲繩之間的接觸壓力，從而密封沿鋼絲繩溝槽向上的流體，同時(shí)旋轉(zhuǎn)軸16下端的機(jī)械密封18阻止了井內(nèi)流體經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸16外側(cè)泄漏的通道，從而達(dá)到密封的效果。 為了增加密封效果降低密封件的磨損，可采用二級(jí)密封或多級(jí)密封。本實(shí)施例采用二級(jí)密封結(jié)構(gòu)，其中下密封盤根10為主密封，該盤根同時(shí)利用了井內(nèi)壓力自密封原理在鋼絲繩上行過程中，撈油機(jī)處于井口排油狀態(tài)，要求密封壓力高，此時(shí)下密封盤根10受鋼絲繩向上的一個(gè)拉力，擠壓下密封盤根10壓緊盤根盒9 ;同時(shí)井內(nèi)高壓流體經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸16的中心孔進(jìn)入下密封盤根10的底部，對(duì)下密封盤根IO產(chǎn)生向上的一個(gè)作用力，由于下密封盤根10與盤根盒9的錐角效應(yīng)，使得下密封盤根10進(jìn)一步壓緊鋼絲繩實(shí)現(xiàn)有效密封。[0028] 鋼絲繩下行的過程是抽子下放的過程，井內(nèi)壓力較低，同時(shí)要求密封盤根對(duì)鋼絲繩之間的摩擦阻力盡量小，在鋼絲繩下行的過程中鋼絲繩對(duì)下密封盤根10有向下的拉力，使密封盤根有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢，從而壓縮下行程緩沖彈簧12，使得下密封盤根10與盤根盒9之間的壓力降低，從而降低了密封盤根與鋼絲繩之間的接觸壓力，同時(shí)，在下行過程中井內(nèi)流體的壓力較低，作用在下密封盤根10底部向上的液體壓力也大大降低，從而進(jìn)一步降低了下密封盤根10與鋼絲繩之間的接觸壓力，從而大大的降低了鋼絲繩下行過程中的摩擦阻力，減少了鋼絲繩對(duì)密封盤根的磨損，增加了密封件的使用壽命。本實(shí)用新型的上密封盤根8主要用于下行過程中的密封作用，其預(yù)壓緊程度要大大小于下密封盤根10的壓緊力。 在圖1所示的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)壓套3的內(nèi)部空腔設(shè)置有刮油套2，刮油套2通過刮油套墊圈4和支撐環(huán)6固定在上盤根壓帽7上。支撐環(huán)6與調(diào)節(jié)壓套3的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有孔，孔處設(shè)置有引流管5，引流管5用以實(shí)現(xiàn)所述調(diào)節(jié)壓套3的內(nèi)腔與外界的空氣聯(lián)通。[0030] 對(duì)于鋼絲繩密封不應(yīng)該采用一次性密封死，而應(yīng)該有一定的泄漏量，刮油套2用于清潔鋼絲繩上可能攜帶的油污。所以本實(shí)用新型的盤根與鋼絲繩之間在正常工作的時(shí)候仍允許有一定的泄漏；以降低鋼絲繩與密封件之間的摩擦阻力和增加密封件的使用壽命。在鋼絲繩上行過程中，鋼絲繩與密封盤根之間允許有一定的泄漏，泄漏的流體經(jīng)鋼絲繩螺旋槽進(jìn)入到上部調(diào)節(jié)壓套3的中間的空腔，經(jīng)引流管5排出；在下行的過程中會(huì)有一定的氣體，產(chǎn)生的氣體同樣經(jīng)引流管5排出。 在圖1所示的實(shí)施例中，滾動(dòng)軸承14a上設(shè)置有軸承壓蓋13，軸承壓蓋13用于將
滾動(dòng)軸承14a固定住，軸承壓蓋13通過軸承壓蓋鎖緊螺母15固定在井口連接體20上；滾
動(dòng)軸承14b下部設(shè)置有軸承座17，軸承座17用于固定滾動(dòng)軸承14b。 綜上所述，本實(shí)用新型主要包含旋轉(zhuǎn)機(jī)制、液壓自密封機(jī)制和二次密封機(jī)制。 旋轉(zhuǎn)機(jī)制為密封盤根能隨著鋼絲繩的上下移動(dòng)而自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)密封件隨著鋼絲
繩相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，就可以很好的解決鋼絲繩打扭抽絲的現(xiàn)象，同時(shí)也可以大大的降低鋼
絲繩對(duì)密封件的磨損； 二次密封機(jī)制為采用高、低壓二級(jí)密封。高壓密封為上、下密封盤根，起主要密封作用，要求有一定的密封效果，同時(shí)又有一定的泄漏量，泄漏的液體進(jìn)入二級(jí)密封盒，對(duì)鋼絲繩潤滑作用，以緩減鋼絲繩對(duì)密封件的磨損增加密封件的使用壽命；低壓密封為頂部的刮油套，用于密封高壓密封泄漏出來的液體，從高壓密封泄漏出來的液體在低壓密封盒內(nèi)經(jīng)引流管排出，低壓密封的主要作用是清潔鋼絲繩上所帶的油； 液壓自密封機(jī)制為考慮到鋼絲繩上、下行過程中要求的密封壓力差異很大，本實(shí)用新型的密封裝置充分利用了井內(nèi)液體的壓力來實(shí)現(xiàn)自密封，使得上行程盤根和鋼絲繩之間的接觸壓力隨井內(nèi)密封壓力的增加而增加，從而提高了密封效果，而在下行的過程中，密封壓力降低，密封盤根與鋼絲繩之間的接觸壓力降低，同時(shí)密封盤根在鋼絲繩的帶動(dòng)下下壓緩沖彈簧，使得密封盤根與鋼絲繩之間的接觸壓力進(jìn)一步降低，從而大大的降低了盤根與鋼絲繩之間的摩擦阻力，極大的增加了密封件的使用壽命。 需要說明的是，圖1所示的實(shí)施例只是本實(shí)用新型所介紹的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本
領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上，完全可以設(shè)計(jì)出更多的實(shí)施例，因此不在此處贅述。 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新
型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定
義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因
此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理
和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求一種鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，包括井口連接體、旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)軸連接體、盤根盒、調(diào)節(jié)壓套、壓帽、滾動(dòng)軸承、上密封盤根和下密封盤根；所述井口連接體固定在井口上，所述旋轉(zhuǎn)軸通過所述滾動(dòng)軸承設(shè)置在所述井口連接體上，所述旋轉(zhuǎn)軸可在所述井口連接體內(nèi)繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)軸、所述旋轉(zhuǎn)軸連接體、所述盤根盒、所述調(diào)節(jié)壓套和所述壓帽之間依次固定連接；所述上密封盤根和所述下密封盤根設(shè)置在所述盤根盒內(nèi)，并且所述上密封盤根和所述下密封盤根在實(shí)現(xiàn)井口密封的前提下可與鋼絲繩相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，所述下密封盤根的下部設(shè)置有下行程緩沖彈簧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，所述上密封盤根的上部設(shè)置有上盤根壓帽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)壓套的內(nèi)部空腔設(shè)置有刮油套，所述刮油套通過刮油套墊圈和支撐環(huán)固定在所述上盤根壓帽上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，所述支撐環(huán)與所述調(diào)節(jié)壓套的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有孔，所述孔處設(shè)置有引流管，所述引流管用以實(shí)現(xiàn)所述調(diào)節(jié)壓套的內(nèi)腔與外界的空氣聯(lián)通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸下端設(shè)置有機(jī)械密封和機(jī)械密封調(diào)節(jié)螺母。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩井口密封裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸、所述旋轉(zhuǎn)軸連接體、所述盤根盒、所述調(diào)節(jié)壓套和所述壓帽之間依次采用螺紋固定連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種鋼絲繩井口密封裝置，包括井口連接體、旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)軸連接體、盤根盒、調(diào)節(jié)壓套、壓帽、滾動(dòng)軸承、上密封盤根和下密封盤根；井口連接體固定在井口上，旋轉(zhuǎn)軸通過滾動(dòng)軸承設(shè)置在井口連接體上，旋轉(zhuǎn)軸可在井口連接體內(nèi)繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)軸連接體、盤根盒、調(diào)節(jié)壓套和壓帽之間依次固定連接；上、下密封盤根設(shè)置在盤根盒內(nèi)，并且在實(shí)現(xiàn)井口密封的前提下可與鋼絲繩相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。因此，鋼絲繩作用在上、下密封盤根上的旋轉(zhuǎn)扭矩通過盤根盒帶動(dòng)壓帽、旋轉(zhuǎn)軸連接體、旋轉(zhuǎn)軸以及滾動(dòng)軸承繞鋼絲繩軸心轉(zhuǎn)動(dòng)而被釋放，避免鋼絲繩在上、下行程過程中打扭和抽絲等現(xiàn)象，而且降低了密封件的磨損，從而延長密封裝置的使用壽命。
文檔編號(hào)E21B33/03GK201531237SQ200920220350
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者任連城, 周秋沙, 楊敏, 謝光輝, 譚勇, 趙連臣, 魏昌祥, 黃新武 申請(qǐng)人:重慶科技學(xué)院