本发明涉及油井光杆的密封装置，具体地说是一种自动回流式井口密封器。包括从下至上依次套设于油井光杆上的连接体、调偏机构、封井器、主密封组件及自动回流装置，其中连接体与采油树连接，所述自动回流装置包括弹簧组件、波纹管组件、上盘根、上填料函体，下弹簧座与主密封组件连接，下弹簧座的上方依次设有压缩弹簧和上弹簧座，上弹簧座与上填料函体连接，上填料函体内设有限位胶块和上盘根，波纹管组件套设于上、下弹簧座的外侧、并下端与下弹簧座连接，波纹管组件的上端通过连接法兰与上填料函体连接，连接法兰上设有与波纹管组件内腔连通的第一回流通道，第一回流通道内设有第一单向阀，油井光杆上设有用于压迫波纹管组件变形的限位装置。本发明有效延长主密封调整时间，减少泄漏介质对环境的污染。
1.一种自动回流式井口密封器，其特征在于：包括从下至上依次连接并套设于油井光杆上的连接体(1)、调偏机构、封井器、主密封组件及自动回流装置，其中连接体(1)与采油树连接，所述自动回流装置包括下弹簧座(26)、压缩弹簧(27)、波纹管组件(28)、上弹簧座(29)、上盘根(30)、限位套(31)、上填料函体(32)、限位胶块(33)及连接法兰(38)，其中下弹簧座(26)与主密封组件连接，所述下弹簧座(26)的上方依次设有压缩弹簧(27)和上弹簧座(29)，所述上弹簧座(29)的上方通过限位套(31)与上填料函体(32)连接，所述上填料函体(32)内设有上、下设置的限位胶块(33)和上盘根(30)，所述波纹管组件(28)套设于上、下弹簧座的外侧、并下端与下弹簧座(26)连接，所述波纹管组件(28)的上端通过连接法兰(38)与上填料函体(32)连接，所述连接法兰(38)上设有与波纹管组件(28)内腔连通的第一回流通道，所述第一回流通道内设有第一单向阀，所述油井光杆上设有用于压迫波纹管组件(28)变形的限位装置。
2.按权利要求1所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述波纹管组件(28)的外侧设有双头螺柱(42)，所述双头螺柱(42)的下端穿过波纹管组件(28)下端上设有的通孔与下弹簧座(26)螺纹连接，上端依次穿过波纹管组件(28)的上端和连接法兰(38)上设有的通孔与限位螺母(41)连接；所述油井光杆向下移动时，油井光杆上的限位装置压迫波纹管组件(28)的上端和连接法兰(38)沿双头螺柱(42)向下移动。
3.按权利要求1所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述第一回流通道包括收集槽和泄漏孔，所述连接法兰(38)的上端面设有收集槽，所述收集槽的底部设有与波纹管组件(28)内腔连通的泄漏孔，所述泄漏孔内设有只允许介质向波纹管组件(28)内腔回流的第一单向阀。
4.按权利要求1所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述主密封组件包括下填料函体(14)、下盘根(20)、补偿胶套(21)及压套(25)，其中下填料函体(14)套设于油井光杆上、并分为上腔体和下腔体，所述下腔体与所述调偏机构连接，所述上腔体通过连接套(19)与自动回流装置连接，所述连接套(19)与上腔体的外壁之间设有与波纹管组件(28)内腔连通的第二回流通道，所述上腔体的底部设有分别与第二回流通道和上腔体连通的通孔，所述通孔内设有第二单向阀，所述上腔体内由内向外依次设有下盘根(20)和补偿胶套(21)，所述下盘根(20)和补偿胶套(21)的上端设有压套(25)，所述下腔体内设有封井器。
5.按权利要求4所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述封井器为矩形密封圈(15)。
6.按权利要求1所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述调偏机构包括下导向环(5)、上导向环(7)、定位套(9)、定位板(10)、固定螺母(11)及调节球头(12)，其中调节球头(12)套设于油井光杆上、并球状端与所述连接体(1)连接，所述调节球头(12)的另一端通过固定螺母(11)与主密封组件连接，所述下导向环(5)和上导向环(7)由下至上依次与调节球头(12)的球状端配合，所述下导向环(5)和上导向环(7)的外侧留有间隙地设有定位套(9)，所述定位套(9)的下端与连接体(1)连接，上端与定位板(10)连接。
7.按权利要求6所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述调节球头(12)的球状端端面上对称设有两个盲孔，所述连接体(1)通过防转销(2)与调节球头(12)上的盲孔连接，所述盲孔的直径大于防转销(2)的直径。
8.权利要求1或6所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述调偏机构的外侧设有防尘罩(8)。
9.按权利要求4所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述连接套(19)和下弹簧座(26)的外侧分别连接有封井器手柄(44)和主密封手柄(43)。
10.按权利要求1所述的自动回流式井口密封器，其特征在于：所述上盘根(30)的外圆为锥形。
一种自动回流式井口密封器
技术领域
[0001] 本发明涉及油井光杆的密封装置，具体地说是一种自动回流式井口密封器。
背景技术
[0002] 根据油田开采工艺要求，现采用的抽油设备主要有：往复式抽油机和螺杆式抽油机，往复式抽油机虽然在特殊工况被螺杆式抽油机取代，但往复式抽油机仍然是主要的抽油设备。往复式抽油机的光杆密封，主要用橡胶类盘根，使用过程中盘根磨损后会出现微量泄漏，不及时调整，泄漏介质将污染井口周围环境。往复式抽油机井口密封结构形式多样，普遍存在密封寿命短的问题，主要体现在：主密封件易偏磨；干运行效果差；封含水90％以上介质效果差；介质含沙量大易造成光杆磨损；对自然因素造成的井头位移补偿量不足；主密封失效泄漏的介质外流污染环境。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自动回流式井口密封器。该自动回流式井口密封器有效延长主密封调整时间，减少泄漏介质对环境的污染。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] 一种自动回流式井口密封器，包括从下至上依次连接并套设于油井光杆上的连接体、调偏机构、封井器、主密封组件及自动回流装置，其中连接体与采油树连接，所述自动回流装置包括下弹簧座、压缩弹簧、波纹管组件、上弹簧座、上盘根、限位套、上填料函体、限位胶块及连接法兰，其中下弹簧座与主密封组件连接，所述下弹簧座的上方依次设有压缩弹簧和上弹簧座，所述上弹簧座的上方通过限位套与上填料函体连接，所述上填料函体内设有上、下设置的限位胶块和上盘根，所述波纹管组件套设于上、下弹簧座的外侧、并下端与下弹簧座连接，所述波纹管组件的上端通过连接法兰与上填料函体连接，所述连接法兰上设有与波纹管组件内腔连通的第一回流通道，所述第一回流通道内设有第一单向阀，所述油井光杆上设有用于压迫波纹管组件变形的限位装置。
[0006] 所述波纹管组件的外侧设有双头螺柱，所述双头螺柱的下端穿过波纹管组件下端上设有的通孔与下弹簧座螺纹连接，上端依次穿过波纹管组件的上端和连接法兰上设有的通孔与限位螺母连接；所述油井光杆向下移动时，油井光杆上的限位装置压迫波纹管组件的上端和连接法兰沿双头螺柱向下移动。
[0007] 所述第一回流通道包括收集槽和泄漏孔，所述连接法兰的上端面设有收集槽，所述收集槽的底部设有与波纹管组件内腔连通的泄漏孔，所述泄漏孔内设有只允许介质向波纹管组件内腔回流的第一单向阀。
[0008] 所述主密封组件包括下填料函体、下盘根、补偿胶套及压套，其中下填料函体套设于油井光杆上、并分为上腔体和下腔体，所述下腔体与所述调偏机构连接，所述上腔体通过连接套与自动回流装置连接，所述连接套与上腔体的外壁之间设有与波纹管组件内腔连通的第二回流通道，所述上腔体的底部设有分别与第二回流通道和上腔体连通的通孔，所述通孔内设有第二单向阀，所述上腔体内由内向外依次设有下盘根和补偿胶套，所述下盘根和补偿胶套的上端设有压套，所述下腔体内设有封井器。所述封井器为矩形密封圈。
[0009] 所述调偏机构包括下导向环、上导向环、定位套、定位板、固定螺母及调节球头，其中调节球头套设于油井光杆上、并球状端与所述连接体连接，所述调节球头的另一端通过固定螺母与主密封组件连接，所述下导向环和上导向环由下至上依次与调节球头的球状端配合，所述下导向环和上导向环的外侧留有间隙地设有定位套，所述定位套的下端与连接体连接，上端与定位板连接。
[0010] 所述调节球头的球状端端面上对称设有两个盲孔，所述连接体通过防转销与调节球头上的盲孔连接，所述盲孔的直径大于防转销的直径。
[0011] 所述调偏机构的外侧设有防尘罩。所述封井器和主密封组件外侧分别连接有封井器手柄和主密封手柄。所述上盘根的外圆为锥形。
[0012] 本发明具有以下优点及有益效果：
[0013] 1.本发明普遍适用于光杆相对井头偏移及倾斜的油井。
[0014] 2.本发明设有自动回流装置，有效延长主密封调整时间，减少环境污染。
[0015] 3.本发明主密封是由芳纶盘根和补偿橡胶组成，密封效果好，使用寿命长。
[0016] 4.本发明通过增加介质泄漏腔内压力，改变介质流动方向，利用单向阀控制泄漏介质单向回流，实现介质泄漏而不外流的目的。
[0017] 5.本发明提高调偏机构的稳定性和外部防护，保证主密封不偏磨，延长使用寿命；使用高耐磨性材质，增加橡胶弹性补偿，延长一次紧固使用时间。
附图说明
[0018] 图1为本发明的结构示意图。
[0019] 其中：1为连接体，2为防转销，5为下导向环，7为上导向环，8为防尘罩，9为定位套，10为定位板，11为固定螺母，12为调节球头，14下填料函体，15为矩形密封圈，16为第二弹簧，18为第二钢球，19为连接套，20为下盘根，21为补偿胶套，25为压套，26为下弹簧座，27为压缩弹簧，28为波纹管组件，29为上弹簧座，30为上盘根，31为限位套，32为上填料函体，33为限位胶块，36为第一弹簧，37为第一钢球，38为连接法兰，41为限位螺母，42为双头螺柱，
43为主密封手柄，44为封井器手柄，4、23、39、40、45为内六角圆柱头螺钉，3、6、13、17、22、
24、34、35为0形密封圈。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明做进一步详述。
[0021] 如图1所示，本发明包括从下至上依次连接并套设于油井光杆上的连接体1、调偏机构、封井器、主密封组件及自动回流装置，其中连接体1与采油树连接，所述自动回流装置包括下弹簧座26、压缩弹簧27、波纹管组件28、上弹簧座29、上盘根30、限位套31、上填料函体32、限位胶块33及连接法兰38，所述下弹簧座26与主密封组件连接，所述下弹簧座26的上方依次设有压缩弹簧27和上弹簧座29，所述上弹簧座29的上方通过限位套31与上填料函体32连接，所述上填料函体32内设有上、下设置的限位胶块33和上盘根30，所述波纹管组件28套设于上、下弹簧座的外侧、并下端与下弹簧座26连接，所述波纹管组件28的上端通过连接法兰38与上填料函体32连接。所述波纹管组件28、上盘根30及主密封组件组成封闭的介质泄漏腔。所述连接法兰38上设有与介质泄漏腔连通的第一回流通道。所述第一回流通道包括收集槽和泄漏孔，所述连接法兰38的上端面设有收集槽，所述收集槽的底部设有与介质泄漏腔连通的泄漏孔，所述泄漏孔内设有只允许介质向介质泄漏腔内回流的第一单向阀，所述第一单向阀由第一弹簧36和第一钢球37组成。所述油井光杆上设有用于压迫波纹管组件28变形的限位装置。压缩弹簧27为圆柱螺旋压缩弹簧，上盘根30的外圆为锥形。
[0022] 所述波纹管组件28的外侧设有双头螺柱42，所述双头螺柱42的下端穿过波纹管组件28下端上设有的通孔、并与下弹簧座26螺纹连接，上端依次穿过波纹管组件28的上端和连接法兰38上设有的通孔与限位螺母41连接；所述油井光杆向下移动时，油井光杆上的限位装置压迫波纹管组件28的上端和连接法兰38沿双头螺柱42向下移动。波纹管组件28为U形波纹管。
[0023] 所述主密封组件包括下填料函体14、下盘根20、补偿胶套21及压套25，其中下填料函体14套设于油井光杆上、并分为上腔体和下腔体，所述下腔体与所述调偏机构连接，所述上腔体通过连接套19与下弹簧座26螺纹连接。所述连接套19与上腔体的外壁之间设有与波纹管组件28内腔(介质泄漏腔)连通的第二回流通道，所述上腔体的底部设有分别与第二回流通道和上腔体连通的通孔，所述通孔内设有第二回流阀，所述上腔体内由内向外依次设有下盘根20和补偿胶套21，所述下盘根20和补偿胶套21的上端设有压套25，所述下腔体内设有更换主密封时用的封井器，所述封井器为矩形密封圈15。所述连接套19和下弹簧座26的外侧分别连接有封井器手柄44和主密封手柄43。
[0024] 所述调偏机构用于水平和角向调偏，包括下导向环5、上导向环7、定位套9、定位板10、固定螺母11及调节球头12，其中调节球头12套设于油井光杆上，所述调节球头12的球状端端面上对称设有两个盲孔，所述连接体1通过防转销2与调节球头12上的盲孔连接，所述盲孔的直径大于防转销2的直径。所述调节球头12的另一端与下填料函体14的下腔体密封连接，所述下填料函体14的下腔体与调节球头12通过固定螺母11螺纹连接。所述下导向环5和上导向环7由下至上依次与调节球头12的球状端滑动配合，所述下导向环5和上导向环7的外侧有间隙地设有定位套9，所述定位套9的下端与连接体1连接，上端与定位板10连接。
所述调偏机构的外侧设有防尘罩8。
[0025] 本发明的安装顺序为：先将封井器、调偏机构组件安装在井头上，安装主密封组件的下盘根20和补偿胶套21，安装波纹管组件28，安装圆柱螺旋压缩弹簧和弹簧座，安装上盘根30，安装连接法兰38和上填料函体32，安装定位双头螺柱42。
[0026] 本发明的工作原理是：
[0027] 介质泄漏腔由盘根及U形波纹管组成封闭腔体，当光杆向下移动时，限位装置迫使U形波纹管压缩，封闭空间缩小，介质泄漏腔内压力升高，迫使第二回流单向阀打开，泄漏介质回流到被密封介质一侧。当光杆向上移动时，压缩弹簧27与U形波纹管同时作用随光杆同步回位，介质泄漏腔内压力降低，第二回流单向阀关闭，设在连接法兰38上的第一回流单向阀打开，空气进入介质泄漏腔内。抽油杆往复一次，泄漏介质实现一次泵送，完成一次介质回流，这样就保证介质回流至介质泄漏腔而不外漏。当盘根密封性能下降，不能保证回流要求的腔体压力时，应及时调整盘根。更换主填料盘根时，须将封井器拧紧。
[0028] 本发明运行时，随着油井光杆的偏摆，调偏机构可以使整套装置随油井光杆偏摆，主填料密封无偏磨。无磨损回流机构随光杆往复运动实现泵送。本发明在提高调偏机构的稳定性和主密封耐磨性的基础上，重点解决泄漏介质的回流问题，延长主密封的调整时间，减少介质外流对环境的污染。
