自动补偿密封盘根盒

摘要

本发明提出了一种自动补偿密封盘根盒，属于油田机械技术领域，包括密封盖、密封外壳、补偿弹簧、压板、扶正盘根、扶正压件、补偿盘根、扶正压件、扶正盘根、密封基座；补偿盘根和扶正盘根可在扶正压件的持续压力下与光杆紧密接触，提高密封效果，并持续不断的补偿盘根磨损；空腔中注入润滑油，随着光杆的上下运动，均匀稳定的渗入，防止补偿弹簧腐蚀，以免影响扶正盘根的润滑和密封效果；各部件径向尺寸相互配合，有效的解决了偏磨问题，大大提高了盘根盒和光杆的使用寿命，并可起到节能效果。本盘根盒结构简单、成本低廉、安装维护方便，可单独作为井口密封器使用，也可用作随动盘根盒，作为井口密封器的组件使用，适合各种压力的井。

权利要求

1.自动补偿密封盘根盒，其特征在于：包括密封盖(1)、密封外壳(2)、补偿弹簧(3)、压板(4)、第一扶正盘根(5)、第一扶正压件(6)、补偿盘根(7)、第二扶正压件(8)、第二扶正盘根(9)、密封基座(10)，且中部均有圆孔，光杆(11)从圆孔穿过；密封盖(1)与密封外壳(2)上部紧密连接、距离可调，密封盖(1)与压板(4)之间夹持补偿弹簧(3)，密封盖(1)与压板(4)之间构成空腔(12)；

压板(4)与第一扶正压件(6)之间夹持第一扶正盘根(5)，第一扶正压件(6)与第二扶正压件(8)之间为补偿盘根(7)，第二扶正压件(8)与密封基座(10)之间夹持第二扶正盘根(9)，密封基座(10)与密封外壳(2)下部紧密连接；密封盖(1)、压板(4)、第一扶正压件(6)、第二扶正压件(8)、密封基座(10)的中部圆孔的内径大于光杆(11)的外径；第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)的中部圆孔的内径小于光杆(11)的外径，第一扶正压件(6)和第二扶正压件(8)的外径小于密封外壳(2)的内径，同时小于压板(4)的外径；

第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)为具有弹性的环形盘根材料，第一扶正压件(6)与压板(4)之间不接触，且第一扶正压件(6)侧面与第一扶正盘根(5)接触部分为环形斜面；

第二扶正压件(8)与密封基座(10)之间不接触，且第二扶正压件(8)侧面与第二扶正盘根(9)接触部分为环形斜面。

2.根据权利要求1所述的自动补偿密封盘根盒，其特征在于：补偿盘根(7)在外力作用下具有可流动性或易变形性，为颗粒状盘根料与润滑油的混合物，或者为液体盘根料，或者为受外力易发生变形的固体盘根料。

3.根据权利要求1所述的自动补偿密封盘根盒，其特征在于：补偿弹簧(3)固定在密封盖(1)上，或者固定在压板(4)上，采用固定座(13)或焊接方式固定。

4.根据权利要求1所述的自动补偿密封盘根盒，其特征在于：空腔(12)中注入润滑油。

说明书

自动补偿密封盘根盒

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自动补偿密封盘根盒，属于油田机械技术领域。

背景技术

[0002] 盘根盒是在油田抽油机的生产过程中，对井口和光杆间起密封作用的一种密封装置。然而由于采油现场抽油井况复杂，常常使抽油机光杆磨偏，进而缩短盘根盒的使用寿命。当光杆表面有划伤、腐蚀等现象时，更加快了盘根盒的磨损，从而导致油井跑油，造成漏油、漏汽，污染环境。

[0003] 通过对盘根严重磨损、更换频繁井的现场调查，结合单井产量进行分析，有如下原因导致其磨损严重：(1)部分井供液能力差，单井产量低，光杆上下运动时，没有足够的原油起润滑作用，光杆和盘根之间干磨，盘根损坏加剧。(2)驴头、光杆和井口不对中，不在一直线上，抽油机光杆偏向一侧，运行时偏磨。(3)井口偏斜，光杆和盘根偏磨。(4)光杆腐蚀，表面有坑槽。(5)作业或其他操作时，用管钳等咬合光杆，形成毛刺使光杆表面不平。(6)加盘根的操作方法不对，盘根加的过多、拧的过紧易于发热。(7)环境的影响，沙尘进入光杆和盘根之间的缝隙，加之高温气候，加快了磨损。

[0004] 面对盘根经常严重磨损、更换频繁的问题，许多人提出了改进方案。为了解决光杆偏磨问题，有人设计了可水平移动的盘根盒来抱紧光杆，缺点是需要人工进行平移，不能使盘根盒随着光杆的偏移而随动的发生偏移，而且盘根盒抱紧光杆的状态使得摩擦力增大、抽油机的能耗也相应增加。为了解决光杆的偏移扶正问题，有人提出了运用万向球来调整光杆的偏移，但万向球只能够调整光杆的倾斜，无法调整光杆的平移问题，而光杆平移却是实际应用中常见的问题。为了解决光杆偏磨问题，有人设计了光杆随动装置，但是同时产生了随动装置的密封问题，因为随动的同时雨水、污水或沙尘极易渗入，不仅会使光杆和盘根盒的磨损加大，而且会对光杆和盘根盒造成腐蚀，严重影响其使用寿命。

[0005] 从上述背景分析可以看出，盘根盒的防偏磨、密封加强、能耗降低、使用寿命的延长、增强的耐压、安装维护的方便等问题是目前迫切需要解决的，也应该是针对其结构进行研究和解决的重点方向。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉、安装维护方便、防偏磨、密封好、节能、寿命长、承受压力大的可进行自动补偿的盘根盒。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0008] 所述自动补偿密封盘根盒包括密封盖(1)、密封外壳(2)、补偿弹簧(3)、压板(4)、第一扶正盘根(5)、第一扶正压件(6)、补偿盘根(7)、第二扶正压件(8)、第二扶正盘根(9)、密封基座(10)，且中部均有圆孔，光杆(11)从圆孔穿过，并沿着上述各组件中部圆孔构成的通道进行上下运动。

[0009] 密封盖(1)与密封外壳(2)上部紧密连接、距离可调，密封盖(1)与压板(4)之间夹持补偿弹簧(3)，密封盖(1)与压板(4)之间构成空腔(12)，补偿弹簧(3)对压板(4)产生持续的压力，在补偿盘根(7)磨损后，使压板(4)下行，自动补偿该磨损，保证补偿盘根(7)对光杆(11)的持续抱紧密封作用。

[0010] 压板(4)与第一扶正压件(6)之间夹持第一扶正盘根(5)，第一扶正压件(6)与第二扶正压件(8)之间为补偿盘根(7)，第二扶正压件(8)与密封基座(10)之间夹持第二扶正盘根(9)，密封基座(10)与密封外壳(2)下部紧密连接。第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)对补偿盘根(7)和光杆(11)起到密封作用。

[0011] 本盘根盒可单独作为井口密封器使用，也可用作随动盘根盒，作为井口密封器的组件使用。

[0012] 密封盖(1)、压板(4)、第一扶正压件(6)、第二扶正压件(8)、密封基座(10)的中部圆孔的内径大于光杆(11)的外径；第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)的中部圆孔的内径小于光杆(11)的外径。从而保证只有第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)与光杆(11)接触，能够防止光杆(11)与密封盖(1)、压板(4)、第一扶正压件(6)、第二扶正压件(8)、密封基座(10)接触，相互产生磨损，同时也减少了光杆(11)的上下行摩擦力，还具有节能效果。

[0013] 补偿盘根(7)在外力作用下具有可流动性或易变形性，这样才能在补偿弹簧(3)产生的持续压力下与光杆(11)紧密接触，提高密封效果，并在补偿盘根(7)磨损后对其压缩，产生持续不断的补偿作用，始终保持对光杆的密封效果。为达到这个目的，补偿盘根(7)为颗粒状盘根料与润滑油的混合物，或者为液体盘根料，或者为受外力极易发生变形的固体盘根料。

[0014] 此外，采用颗粒状盘根料与润滑油的混合物或者受外力极易发生变形的固体盘根料时，若第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)磨损严重，也不会出现补偿盘根(7)泄露的情况，仍能保持良好的密封。

[0015] 第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)为具有弹性的环形盘根材料，具有弹性才能抱紧光杆(11)，并在上下压力作用下产生一定的横向形变，自动补偿与光杆(11)接触面的磨损部分，对光杆(11)有更好的抱紧密封作用。

[0016] 第一扶正压件(6)与压板(4)之间不接触，则随着承受压力的变化，两者之间的第一扶正盘根(5)产生不同程度的形变，调整对光杆的抱紧程度；且第一扶正压件(6)侧面与第一扶正盘根(5)接触部分为环形斜面，当第一扶正盘根(5)中部出现磨损时，第一扶正压件(6)会对第一扶正盘根(5)产生更大的横向推力，自动补偿与光杆(11)接触面的磨损部分。

[0017] 第二扶正压件(8)与密封基座(10)之间不接触，且第二扶正压件(8)侧面与第二扶正盘根(9)接触部分为环形斜面，其原理与上述相同。

[0018] 补偿弹簧(3)固定在密封盖(1)上，或者固定在压板(4)上，采用固定座(13)或焊接方式固定。不但可防止运行中补偿弹簧(3)发生移位，还可使安装拆卸更为方便。

[0019] 空腔(12)中注入润滑油，则润滑油可随着光杆(11)的上下运动，均匀稳定的渗入，为第一扶正盘根(5)、补偿盘根(7)和第二扶正盘根(9)提供润滑、降低磨损、节约电能、提高使用寿命。同时，还能防止补偿弹簧(3)腐蚀，并有效隔离防止雨水或污水渗入，以免影响第一扶正盘根(5)的润滑和密封效果。

[0020] 第一扶正压件(6)和第二扶正压件(8)的外径小于密封外壳(2)的内径，同时小于压板(4)的外径。则光杆(11)可带动第一扶正压件(6)和第一扶正盘根(5)，依托压板(4)进行水平面内任意方向平行移动；同时可带动第二扶正压件(8)和第二扶正盘根(9)，依托密封基座(10)进行水平面内任意方向平行移动。从而使得光杆(11)发生偏心时能够具有一定程度的自动平移调偏作用，避免引起光杆(11)的偏磨，以及对第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)的偏磨，具有提高密封能力、降低磨损、节约电能、提高使用寿命的效果。

[0021] 与现有技术相比较，本发明具有如下优点：

[0022] 1)本盘根盒具有补偿盘根和扶正盘根，可在扶正压件的持续压力下与光杆紧密接触，提高密封效果，并持续不断的补偿盘根磨损；

[0023] 2)本盘根盒具有空腔，空腔中注入润滑油，润滑油可随着光杆的上下运动，均匀稳定的渗入，同时，还能防止补偿弹簧腐蚀，并有效隔离防止雨水或污水渗入，以免影响扶正盘根的润滑和密封效果；

[0024] 3)调偏各部件径向尺寸相互配合，有效的解决了偏磨问题，且可保证对光杆密封效果，大大提高了盘根盒和光杆的使用寿命，并可起到节能效果；

[0025] 4)扶正盘根为具有弹性的环形盘根材料，在上下压力作用下产生一定的横向形变，自动补偿与光杆接触面的磨损部分，同时对光杆具有扶正作用；

[0026] 5)本盘根盒结构简单、成本低廉、安装维护方便，可单独作为井口密封器使用，也可用作随动盘根盒，作为井口密封器的组件使用，适用范围广，可适合各种压力的井。

附图说明

[0027] 图1：整体结构图。

[0028] 图2：整体结构偏心图。

[0029] 图中：1-密封盖、2-密封外壳、3-补偿弹簧、4-压板、5-扶正盘根、6-扶正压件、7-补偿盘根、8-扶正压件、9-扶正盘根、10-密封基座、11-光杆、12-空腔、13-固定座。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

[0031] 如图1所示，所述自动补偿密封盘根盒，包括密封盖(1)、密封外壳(2)、补偿弹簧(3)、压板(4)、第一扶正盘根(5)、第一扶正压件(6)、补偿盘根(7)、第二扶正压件(8)、第二扶正盘根(9)、密封基座(10)，且中部均有圆孔，光杆(11)从圆孔穿过；

[0032] 由图1可知，密封盖(1)与密封外壳(2)上部紧密连接、距离可调，与压板(4)之间夹持补偿弹簧(3)，密封盖(1)与压板(4)之间构成空腔(12)，空腔(12)中注入润滑油，补偿弹簧(3)固定在密封盖(1)上，或者固定在压板(4)上，采用固定座(13)或焊接方式；

[0033] 从图1可以看出，压板(4)与第一扶正压件(6)之间夹持第一扶正盘根(5)，第一扶正压件(6)与扶正压件(8)之间为补偿盘根(7)，第二扶正压件(8)与密封基座(10)之间夹持第二扶正盘根(9)，密封基座(10)与密封外壳(2)下部紧密连接。

[0034] 图1中，密封盖(1)、压板(4)、第一扶正压件(6)、第二扶正压件(8)、密封基座(10)的中部圆孔的内径大于光杆(11)的外径；第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)的中部圆孔的内径小于光杆(11)的外径。

[0035] 如图1所示，第一扶正压件(6)与压板(4)之间不接触，且第一扶正压件(6)侧面与第一扶正盘根(5)接触部分为环形斜面；第二扶正压件(8)与密封基座(10)之间不接触，且第二扶正压件(8)侧面与第二扶正盘根(9)接触部分为环形斜面。

[0036] 如图2所示，第一扶正压件(6)和第二扶正压件(8)的外径小于密封外壳(2)的内径，同时小于压板(4)的外径。则光杆(11)可带动第一扶正压件(6)和第一扶正盘根(5)，依托压板(4)进行水平面内任意方向平行移动；同时可带动第二扶正压件(8)和第二扶正盘根(9)，依托密封基座(10)进行水平面内任意方向平行移动。从而使得光杆(11)发生偏心时能够具有一定程度的自动平移调偏作用，避免引起光杆(11)的偏磨，以及对第一扶正盘根(5)和第二扶正盘根(9)的偏磨，具有提高密封能力、降低磨损、节约电能、提高使用寿命的效果。

[0037] 以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。