油井封闭保护装置.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020130731.9 (22)申请日 2020.01.20 (73)专利权人 河南欣成欣电气机械设备有限公 司 地址 456476 河南省安阳市滑县高平镇牟 家村669号 (72)发明人 王建华胡英士 (74)专利代理机构 安阳市智浩专利代理事务所 (普通合伙) 41116 代理人 杨红军 (51)Int.Cl. E21B 33/03(2006.01) (54)实用新型名称 一种油井封闭保护装置 (57)摘要 一种油井封闭保护装置， 涉及石油机械技术 领域， 抽油杆上设置

2、套管， 套管上设置密封腔体 和球头体； 所述密封腔体为上、 下密封腔体； 所述 球头体下部为鼓状体或部分圆球体， 球头体上部 连接有一筒状腔室； 上密封腔体内设置有耐磨密 封材料， 耐磨密封材料上设置密封材料压套和密 封腔室压盖； 密封腔室压盖罩扣固定于上密封腔 体上； 下密封腔体罩扣固定球头体的筒状腔室 上， 筒状腔室内设置有固杆抗偏护管套、 封堵胶 套、 封堵压套， 封堵压套为密封腔体的隔离板压 制； 球头体坐于上、 下球碗座之中， 上、 下球碗座 置于底座内； 球头室压盖罩扣固定于底座上。 本 实用新型的有益效果是： 可方便地进行垂直和偏 心调节， 确保设备避免漏油， 使用寿命长。 权利

3、要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 211448597 U 2020.09.08 CN 211448597 U 1.一种油井封闭保护装置， 在抽油杆上设置有套管， 套管固定于抽油杆上， 其特征在 于： 所述套管上设置有密封腔体和球头体； 所述密封腔体为筒状， 密封腔体中部被隔离板隔 离为上下两部分， 即上密封腔体与下密封腔体； 所述球头体下部为鼓状体或部分圆球体， 球 头体上部为一开口向上的筒状腔室； 上密封腔体内由下向上设置有耐磨密封材料、 密封材 料压套， 密封材料压套为密封腔室压盖所压制, 密封腔室压盖罩扣固定于上密封腔体上； 下密封腔体罩扣固定于球头体的筒状腔室上， 筒状腔室内由下

4、向上依次设置有固杆抗偏护 管套、 封堵胶套、 封堵压套， 密封腔体的隔离板压制封堵压套； 所述鼓状体或部分圆球体坐 于上球碗座与下球碗座之间， 下球碗座置于底座上， 球头室压盖顶面封盖上球碗座， 球头室 压盖下部与底座固定； 球头室压盖顶面中部设置有开口， 开口直径大于筒状腔室的外径。 2.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述球头体中部设置有凹 槽， 凹槽位置处于球头室压盖顶面同高位置； 凹槽高度大于球头室压盖顶面厚度。 3.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述密封腔室压盖的内径与 上密封腔体的外径相吻合， 密封腔室压盖内侧壁上设置有螺纹， 与上密封

5、腔体外侧壁上的 螺纹相啮合固定。 4.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述下密封腔体的内径与球 头体的筒状腔室外径相吻合， 下密封腔体内侧壁上设置有螺纹， 与筒状腔室外侧壁上的螺 纹相啮合固定。 5.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述球头室压盖下部与底座 固定， 指底座边缘的向上延伸后， 形成开口向上的U型状， 球头室压盖与底座通过螺纹固定， 即球头室压盖的内侧设置的螺纹与底座向上延伸部分的外侧设置的螺纹啮合固定。 6.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述球头室压盖下部与底座 固定， 指球头室压盖边缘的一部或全部向水平延伸后，

6、 球头室压盖的延伸平面与底座通过 螺钉固定。 7.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述球头室压盖下部与底座 固定， 指球头室压盖下部通过螺纹与底座固定。 8.根据权利要求7所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述球头室压盖下部通过螺 纹与底座固定， 指球头室压盖下端部内侧螺纹与底座外缘外侧螺纹啮合固定。 9.根据权利要求1所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述部分圆球体， 与其配合 的下球碗座的底部为平面， 下球碗座的上面为与上述部分圆球体配合的碗状体。 10.根据权利要求1或9所述的油井封闭保护装置， 其特征在于： 所述部分圆球体与筒状 腔室连接处有一环状平台

7、。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211448597 U 2 一种油井封闭保护装置 技术领域 0001 本实用新型涉及石油机械技术领域， 进一步是一种石油油井抽油辅助机械， 尤其 是用于油井抽油的封闭保护装置。 背景技术 0002 现有技术中， 油田抽油机井在采油的过程中， 由于地下油层的油压一直发生变化， 为了防止油田内原油的泄漏， 需要在抽油杆上安装井口封闭装置， 传统的井口封闭装置， 抽 油杆的调整范围小， 偏心度不易调整， 导致机械磨损加快， 缩短了密封件的使用寿命， 巡查 人员需要经常检查密封件的情况， 费时费力， 并且如果密封件磨损严重， 还会造成原油的泄 漏， 既影响生产，

8、又污染环境， 不够节能环保。 0003 为解决这一问题， 一件名为 “一种抽油机抽油井杆” （ZL201620160436.1） 的专利 提出了在抽油杆上设置套管， 实现了技术进步。 一件名为 “一种新型井口封闭装置” （ ZL201620029921.5） 的专利提出了套管密封装置， 又有新的进步； 但是， 其 “调整偏心游动 体” 为一圆柱体， 因此， 当出现倾斜、 偏心时， 仍有相当大的局限性， 影响调节， 如果任由抽油 杆运行下去， 则仍会由于磨损从而造成漏油， 影响设备使用寿命。 0004 因此， 研究新型油井封闭保护装置很有必要。 实用新型内容 0005 本实用新型的目的是在于提供

9、一种油井封闭保护装置， 它可方便地进行垂直偏心 调节， 从而延长设备使用寿命， 有效减少漏油。 0006 本实用新型的目的是通过以下方案实现的： 0007 一种油井封闭保护装置， 在抽油杆上设置有套管， 套管固定于抽油杆上， 其特征在 于： 所述套管上设置有密封腔体和球头体； 所述密封腔体为筒状， 密封腔体中部被隔离板隔 离为上下两部分， 即上密封腔体与下密封腔体； 所述球头体下部为鼓状体或部分圆球体， 球 头体上部为一开口向上的筒状腔室； 上密封腔体内由下向上设置有耐磨密封材料、 密封材 料压套， 密封材料压套为密封腔室压盖所压制, 密封腔室压盖罩扣固定于上密封腔体上； 下密封腔体罩扣固定于

10、球头体的筒状腔室上， 筒状腔室内由下向上依次设置有固杆抗偏护 管套、 封堵胶套、 封堵压套， 密封腔体的隔离板压制封堵压套； 所述鼓状体或部分圆球体坐 于上球碗座与下球碗座之间， 下球碗座置于底座上， 球头室压盖顶面封盖上球碗座， 球头室 压盖下部与底座固定； 球头室压盖顶面中部设置有开口， 开口直径大于筒状腔室的外径。 0008 进一步： 0009 所述球头体中部设置有凹槽， 凹槽位置处于球头室压盖顶面同高位置； 凹槽高度 大于球头室压盖顶面厚度。 0010 所述密封腔室压盖的内径与上密封腔体的外径相吻合， 密封腔室压盖内侧壁上设 置有螺纹， 与上密封腔体外侧壁上的螺纹相啮合固定。 0011

11、 所述下密封腔体的内径与球头体的筒状腔室外径相吻合， 下密封腔体内侧壁上设 说明书 1/4 页 3 CN 211448597 U 3 置有螺纹， 与筒状腔室外侧壁上的螺纹相啮合固定。 0012 所述球头室压盖下部与底座固定， 指底座边缘的向上延伸后， 形成开口向上的U型 状， 球头室压盖与底座通过螺纹固定， 即球头室压盖的内侧设置的螺纹与底座向上延伸部 分的外侧设置的螺纹啮合固定。 0013 所述球头室压盖下部与底座固定， 指球头室压盖边缘的一部或全部向水平延伸 后， 球头室压盖的延伸平面与底座通过螺钉固定。 0014 所述球头室压盖下部与底座固定， 指球头室压盖下部通过螺纹与底座固定。 00

12、15 所述球头室压盖下部通过螺纹与底座固定， 指球头室压盖下端部内侧螺纹与底座 外缘外侧螺纹啮合固定。 0016 所述部分圆球体， 与其配合的下球碗座的底部为平面， 下球碗座的上面为与上述 部分圆球体配合的碗状体。 0017 所述部分圆球体与筒状腔室连接处有一环状平台。 0018 本实用新型的有益效果是： 由于球头体及上、 下球碗座是能自行游动的， 因而本实 用新型具有良好的自调垂直及自调偏心功能， 安装时可方便地进行调节， 使抽油杆尽可能 保持垂直与同心度， 从而确保设备避免漏油， 使用寿命长。 同时， 可有效地减轻工人劳动工 作量。 0019 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案

13、， 使本实用新型上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细的说明。 附图说明 0020 图1为本实用新型结构示意图， 图2为第二种球头室压盖和底座结构示意图， 图3为 第三种球头室压盖和底座结构示意图， 图4为球头体另一结构示意图。 0021 图中： 抽油杆1， 套管卡扣2， 套管3， 密封腔室压盖4， 密封材料压套5， 密封腔体6， 耐 磨密封材料7， 隔离板8， 封堵压套9， 封堵胶套10， 固杆抗偏护管套11， 球头体12， 球头室压盖 13， 上球碗座14， 下球碗座15， 底座16， 鼓状体17， 球头室压盖口18， 凹槽19， 筒状腔室20

14、， 下 密封腔体21， 上密封腔体22， 螺纹23， 螺钉24， 部分圆球体25， 环状平台26。 具体实施方式 0022 如图1所示， 一种油井封闭保护装置， 在抽油杆1上设置有套管3 （套管3内径与抽油 杆1外径吻合） ， 在套管3上端部设置有套管卡扣2， 套管卡扣2用于将套管3与抽油杆1固定。 0023 在套管3上设置有密封腔体6和球头体12， 所述密封腔体6为筒状， 密封腔体6的中 部被隔离板8隔离为上下两部分， 即上密封腔体22与下密封腔体21； 上密封腔体22直径可以 大于、 等于或小于下密封腔体21， 本实施例上密封腔体22直径小于下密封腔体21； 所述球头 体12下部为鼓状体1

15、8 （即圆球体顶部与底部均为少一球缺所形成） ； 球头体12上部为一开口 向上的筒状腔室20。 0024 上密封腔体22内由下到上设置有耐磨密封材料7、 密封材料压套5， 密封材料压套5 上设置有密封腔室压盖4， 密封腔室压盖4的内径与上密封腔体22的外径相吻合， 密封腔室 压盖4 的内侧壁上设置有螺纹， 与上密封腔体22的外侧壁上的螺纹相啮合固定； 下密封腔 体21扣合于球头体12的筒状腔室20上， 下密封腔体21的内径与球头体12的筒状腔室20外径 说明书 2/4 页 4 CN 211448597 U 4 相吻合， 下密封腔体21的内侧壁上设置有螺纹， 与筒状腔室20的外侧壁上的螺纹相啮合

16、固 定； 筒状腔室20内自下向上依次设置有固杆抗偏护管套11、 封堵胶套10、 封堵压套9， 下密封 腔体21的隔离板从上面限制了封堵压套9； 固杆抗偏护管套11起着稳固套管3， 以达到良好 同心度的作用， 从而减少套管3磨损， 延长其使用寿命。 0025 耐磨密封材料7在密封腔室压盖4和密封材料压套5的下压作用下， 产生压缩和收 紧套管3的作用， 达到良好的密封效果。 封堵胶套10在封堵压套9和隔离板8的下压作用下， 产生压缩和收紧套管3的作用， 达到良好的密封效果。 0026 球头体12坐于上球碗座14与下球碗座15之中， 上球碗座14在下球碗座15上方， 上 球碗座14内面与下球碗座15

17、内面都是内径与球头体12圆球直径相吻合的圆球状体的一部 分； 下球碗座15底部为一平面， 置于底座16上， 并可在底座16平面上移动； 由于球头体12置 于上球碗座14与下球碗座15间， 上球碗座14与下球碗座15均不固定， 这样， 下球碗座15可在 底座16上在一定范围内自由游动， 从而达到自动调偏、 调斜的效果。 0027 球头室压盖13为开口向下、 顶面为平面的U形腔体， 球头室压盖13顶面的中部有球 头室压盖口18， 用于安装时穿过筒状腔室20； 底座16固定于井口上， 球头室压盖13开口下端 的内侧边缘内设有螺纹， 与设置在上底座16外边缘上的螺纹啮合固定。 0028 球头体12中部

18、设置有凹槽19， 凹槽19位置处于球头室压盖顶面同高位置； 凹槽19 高度大于球头室压盖13顶面厚度， 从而当球头体12摆动时， 凹槽19随之摆动时， 凹槽19吃进 球头室压盖13顶面。 因此， 凹槽19的设置， 有助于增加球头体12的摆动幅度。 0029 本实用新型中， 套管3、 密封腔室压盖4、 密封材料压套5、 密封腔体6、 封堵压套9、 球 头体12 （包括鼓状体17与筒状腔室20） 、 球头室压盖13、 上球碗座14、 下球碗座15、 底座16的 材料一般选择钢制材料； 耐磨密封材料7采用耐高温橡胶与纤维混合， 封堵胶套10采用耐油 橡胶， 固杆抗偏护管套11采用强度高、 抗高温、

19、耐磨材料压制成型， 形成与筒状腔室20内径 相同的圆柱体， 该圆柱体中部有一孔， 孔径为套管3的直径； 固杆抗偏护管套11也可以采用 铜制。 0030 使用时， 依次进行以下操作： a将本实用新型的套管3通过套管卡扣2固定于抽油杆 1上； b将底座16固定于井口， 将下球碗座15置于底座16上， 将球头体12置于下球碗座15上， 将上球碗座14置于球头体12上， 将球头室压盖13盖住与球头体12、 下球碗座15与上球碗座 14， 与底座16固定； c向筒状腔室20内放置固杆抗偏护管套11， 封堵胶套10， 再用封堵压套9 压紧； 在筒状腔室20上方扣上密封腔体6， 密封腔体6的上密封腔体22扣

20、于筒状腔室20外； d 向下密封腔体21内放置耐磨密封材料7， 再用密封材料压套5压住， 用密封腔室压盖4封盖； 调节后， 即可运行。 0031 如图2所示， 所述球头室压盖13下部与底座16固定， 采用下列结构： 底座16边缘的 向上延伸后， 形成开口向上的U型状， 球头室压盖13与底座16通过螺纹23固定， 即球头室压 盖13的内侧设置的螺纹与底座向上延伸部分的外侧设置的螺纹啮合固定。 0032 如图3所示， 所述球头室压盖13下部与底座16固定， 采用下列结构： 球头室压盖13 边缘的一部或全部向水平延伸后， 球头室压盖13的延伸平面与底座16通过螺钉24固定。 0033 如图4所示，

21、所述球头体12也可以是顶部少一球缺下部为圆球体的一部分， 即部分 圆球体25； 图4与图1不同点还在于， 取消凹槽19， 部分圆球体25与筒状腔室20连接处保留一 环状平台26 （也可以不保留环状平台） ； 此情况下， 下球碗座15底部为平面， 上部为上述半圆 说明书 3/4 页 5 CN 211448597 U 5 球体配合的碗状体。 0034 以上所述， 仅为本实用新型具体实施方式， 但本实用新型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， 可轻易想到的变化或替 换， 都应涵盖在本实用新型保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 211448597 U 6 图1 说明书附图 1/2 页 7 CN 211448597 U 7 图2 图3 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 211448597 U 8