一种可提高泵效的井口长效密封系统技术方案

本发明专利技术的井口长效密封系统采用油液流体自密封的结构和原理，相比于传统的只在井口外设置光杆密封器的方式，能够有效地对井内抽取的油液进行密封，能够降低泄漏，特别是能够降低泄漏油液对光杆密封器的压力，配合泄压机构，从而能够大大地减弱井口外部的光杆密封器的油液泄漏，减少井口维护的工作量；并由此给光杆密封器带来较为舒适的工作条件，使得能够对于光杆密封器的执行较低的设计要求，从而能够提高光杆密封器的使用寿命，并进一步提高整套设备的生产效率以及降低环境污染；同时，还能够提高整个抽油系统的效率，特别地能够将油井的抽油的泵效率提高20

【技术实现步骤摘要】
一种可提高泵效的井口长效密封系统


[0001]本专利技术涉及石油开采装备领域，具体地涉及一种井口密封系统，尤其是涉及一种可提高泵效的井口长效密封系统。

技术介绍

[0002]现有的油井在井口位置都设置有密封器，用以防止油液从井口喷出；而井口密封装置大多以光杆密封器为主，光杆密封器安装固定在井口的压盖法兰并位于井口的压盖法兰的上部，当杆上下移动时，通过光杆密封器来密封活动的杆与固定部件之间的间隙。具体地，光杆密封器包括盘根，而盘根与杆匹配形成密封副，盘根的作用是直接针对井下油液进行封堵，也就是说盘根是基于井下油液的状态而进行密封结构以及密封方法的设计。
[0003]但是，由于井下油液的状态非常复杂，油液的成分、温度、压力、油液量以及含气量等参数处于变化的状态，并不稳定，这就造成固定设置好的盘根无法适应和匹配不断变化且多种状态的油液状况，往往导致密封失效的情况频繁发生，油液泄露造成资源浪费和污染环境。
[0004]同时，由于抽油机与井口很难完全同心，并且保持长时间的同心，抽油机的安装对正比较困难，这就使得杆与光杆密封器的盘根之间无法对正，在杆运行过程中，容易对盘根产生偏磨，从而造成盘根结构的磨损乃至失效，进而造成渗油，污染环境。
[0005]上述状况就使得采油工人需要频繁地对井口密封装置进行维护，定期检查和清理井口，定期更换盘根和杆，这就给生产带来巨大的维护量；更严重的是，往往由于密封部件的损坏而导致整套设备无法继续使用，从而造成设备利用率、生产效率低以及带来巨大的经济损失。
[0006]因此亟需研制出一种井口密封系统，该密封系统能够有效防止渗油，并且具有长效性而减小维护量。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种井口长效密封系统，该密封系统用于与油井的杆耦合，其特征在于，该密封系统包括第一管、密封部件和泄漏流体排放管，其中， 第一管位于井口密封法兰的下方，第一管布置在油井的第三管中，第一管的直径小于第三管的直径，由此在第一管与第三管之间形成环形的泄漏排放通道，在第一管的位于井口密封法兰的一端设置有泄漏排放孔，使得第一管的内部能够经由泄漏排放孔与泄漏排放通道流体地连通；密封部件与杆以相对固定或者能够相对滑动的方式固定，密封部件以及杆设置在第一管的内部并能够在第一管内沿着第一管的纵向方向移动；泄漏流体排放管设置在第三管上，并且能够与泄漏排放通道流体地连通，用以将油井中流经密封部件而泄漏到密封部件上部的流体排出；其中，密封部件为圆柱体结构，第一管为圆柱型管体，密封部件的外径小于第一管的内壁的内径，密封部件与第一管的内壁之间设置有间隙。
[0008]进一步，密封系统还包括密封上管，密封上管设置在井口密封法兰与第一管之间
并且一端连接井口密封法兰而另一端连接第一管，密封上管在位于第一管侧的端部设置有密封上管端板，其中，密封上管端板能够将第一管的内部与密封上管的内部相互隔离。
[0009]进一步地，密封部件包括由上往下依次设置的第一部分、第一沟槽和第二部分，其中，第一部分为圆盘状，第一沟槽沿着密封部件的圆周方向延伸并且第一沟槽的槽底部的半径小于第一部分的半径，在第二部分的外周面设置有间隔分布的肋部和第二沟槽，第二沟槽沿着密封部件的轴向方向延伸，第二沟槽的一端与第一沟槽连通，第二沟槽的另一端延伸至第二部分的下端，从而使得油井中的油液能够经由第二沟槽流到第一沟槽。
[0010]进一步地，肋部的半径与第一部分的半径相同， 第二沟槽的槽底深度与第一沟槽的深度相同。
[0011]进一步地，所述肋部和第二沟槽的数量分别是4个、5个、6个或8个。
[0012]进一步地，在密封部件的位于第二部分侧的端部设置有凹部，凹部为球形的一部分或椭球形的一部分，凹部的轴线与密封部件的轴线重合；其中，沿着密封部件的轴线在密封部件中设置有杆孔，杆孔与杆配合安装以实现密封部件与杆的耦合。
[0013]进一步地，在凹部中设置有流体进口，在第一沟槽中设置有流体出口，密封部件内部设置有流体通道将流体进口与流体出口连通，其中，流体出口形成为渐缩式喷嘴；优选地，流体出口的截面积小于流体进口的截面积。
[0014]进一步地，渐缩式喷嘴的轴线设置为相对于密封部件的径向方向而朝向第二部分偏移，或者，渐缩式喷嘴的轴线设置为沿着密封部件的径向方向延伸。
[0015]进一步地，流体进口的数量以及流体出口的数量与第二沟槽的数量相同，并且流体出口设置与第二沟槽与第一沟槽的交汇处。
[0016]进一步地，在泄漏流体排放管上设置有泄压阀，优选地设置有多个泄压阀，泄压阀的设定压力能够设置为不同的泄压压力。
[0017]进一步地，该密封系统还包括支撑管段，支撑管段设置固定在油井的第二管的内壁，其中第二管位于第三管的外侧，第二管的管径大于第三管的管径；支撑管段位于第一管、第三管的下方用以支撑第一管、第三管，支撑管段在径向方向上设置有位于第二管和第三管之间的通道，由此，油井中提取的油液能够经由支撑管段的通道，通过第二管与第三管之间的环形通道输送至井口处的排油管。
[0018]实施本专利技术，具有如下有益效果：本专利技术的井口长效密封系统采用油液流体自密封的结构和原理，相比于传统的只在井口外设置光杆密封器的方式，能够有效地对井内抽取的油液进行密封，能够降低泄漏，特别是能够降低泄漏油液对光杆密封器的压力，配合泄压机构，从而能够大大地减弱井口外部的光杆密封器的油液泄漏，减少井口维护的工作量；并由此给光杆密封器带来较为舒适的工作条件，使得能够对于光杆密封器的执行较低的设计要求，从而能够提高光杆密封器的使用寿命，并进一步提高整套设备的生产效率以及降低环境污染；同时，还能够提高整个抽油系统的效率，特别地能够将油井的抽油的泵效率提高20
‑
30%。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，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专利技术的一些实施例，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它附图。
[0020]图1是本专利技术的井口密封结构图。
[0021]图2是本专利技术的密封部件的结构图。
[0022]图3是本专利技术的密封部件的结构图。
[0023]图4是本专利技术的密封部件的剖面图的一个实施例。
[0024]图5是本专利技术的密封部件的剖面图的另一个实施例。
[0025]附图标记：1.第一管；2.杆；3.井口密封法兰； 4.光杆密封器；5.密封部件；6.泄漏流体排放管；7.第一泄压阀；8.第二泄压阀；9.第二管；10.支撑管段；11.间隙；12.第三管；13.泄漏排放通道；14.泄漏排放孔；15.抽油泵；16.排油管；101.密封上管；102.密封上管端板；51.第一部分；52.第一沟槽；53.肋部；54.第二沟槽；55.凹部；56.流体入口；57.流体出口；58. 流体通道。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井口长效密封系统，该密封系统用于与油井的杆耦合，其特征在于，该密封系统包括第一管、密封部件和泄漏流体排放管，其中， 第一管位于井口密封法兰的下方，第一管布置在油井的第三管中，第一管的直径小于第三管的直径，由此在第一管与第三管之间形成环形的泄漏排放通道，在第一管的位于井口密封法兰的一端设置有泄漏排放孔，使得第一管的内部能够经由泄漏排放孔与泄漏排放通道流体地连通；密封部件与杆以相对固定或者能够相对滑动的方式固定，密封部件以及杆设置在第一管的内部并能够在第一管内沿着第一管的纵向方向移动；泄漏流体排放管设置在第三管上，并且能够与泄漏排放通道流体地连通，用以将油井中流经密封部件而泄漏到密封部件上部的流体排出；其中，密封部件为圆柱体结构，第一管为圆柱型管体，密封部件的外径小于第一管的内壁的内径，密封部件与第一管的内壁之间设置有间隙。2.根据权利要求1所述的井口长效密封系统，其特征在于，密封系统还包括密封上管，密封上管设置在井口密封法兰与第一管之间并且一端连接井口密封法兰而另一端连接第一管，密封上管在位于第一管侧的端部设置有密封上管端板，其中，密封上管端板能够将第一管的内部与密封上管的内部相互隔离。3.根据权利要求1所述的井口长效密封系统，其特征在于，密封部件包括由上往下依次设置的第一部分、第一沟槽和第二部分，其中，第一部分为圆盘状，第一沟槽沿着密封部件的圆周方向延伸并且第一沟槽的槽底部的半径小于第一部分的半径，在第二部分的外周面设置有间隔分布的肋部和第二沟槽，第二沟槽沿着密封部件的轴向方向延伸，第二沟槽的一端与第一沟槽连通，第二沟槽的另一端延伸至第二部分的下端，从而使得油井中的油液能够经由第二沟槽流到第一沟槽。4.根据权利要求3所述的井口长效密封系统，其特征在于，肋部的半径与第一部分的半径相...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁蕾，
申请(专利权)人：青岛新胜石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：