[發明專利]油田采油用磁流體光桿密封器

無效

• 申請號: 200810046736.7
• 申請日: 2008-01-21
• 公開（公告）號: CN101493001A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 鄧海波
• 申請（專利權）人: 鄧海波
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所
• 代理人: 饒建華

(一)技術領域：

本發明涉及采油機械設備領域，是一種油田采油用磁流體光桿密封器。

(二)背景技術：

目前各油田廣泛使用的傳統抽油機光桿密封裝置主要有：單盤根盒密封器、雙盤根盒密封器、單塔形盤根盒密封器、雙塔形盤根盒密封器、球形盤根盒密封器及其交叉組合的變形產品等，品種多達十余種。傳統的抽油機光桿膠皮盤根密封裝置，最典型的是“O”形橡膠圈盤根盒，其結構如圖1所示。這類產品的結構主要由以下幾個部分組成：1、革蘭；2、“O”型橡膠密封圈；3、二級密封壓緊裝置；4、球型調偏裝置；5、外殼；6、底座。其他類型產品，如塔型、球形等盤根盒，是將基本密封件——“O”形橡膠密封圈改為塔形或球形，相應壓緊裝置部件形狀作了改進，其余結構基本相同。各品種產品技術原理基本一致，都是通過機械壓緊方式，使膠塊抱緊光桿，起到密封作用。此類產品已沿用一個多世紀了，實踐證明它能起到一定的密封作用，尤其是在使用初期，密封效果較好，但現有技術也存在比較多的問題，主要表現在以下八個方面：

1、增加能耗。

在抽油機采油過程中，無論是上沖程還是下沖程，光桿始終都處于被膠塊盤根抱緊的剎車狀態，增加了運動阻力，從而也就增加了抽油機能耗。

2、浪費資源。

膠塊盤根被摩損后，與光桿之間產生間隙，隨著使用時間延長，此間隙不斷擴大，油井中的油、氣、水從間隙中不斷冒出，溢散到空氣中和地面上，浪費了寶貴的油、氣資源。

3、安全隱患。

從膠塊盤根盒中溢出的氣體是天然氣，其主要成分是CH4、C2H6、C3H8和CO2等；根據不同地質情況，有的含有H2S；前者易燃易爆，后者能灼傷呼吸系統，致人窒息死亡。因此說，盤根泄漏是油田嚴重的安全隱患。

4、破壞環境。

從盤根盒泄漏出的原油和地層水流到地面，污染環境；如果油井是在農田里，則會造成莊稼成片死亡。

5、損壞光桿。

由于光桿始終處于機械壓迫和抱緊摩擦狀態，摩擦損耗使光桿由粗變細，疲勞應力使光桿內部產生裂紋，雙重作用縮短了光桿使用壽命。

6、容易造成抽油桿偏摩。

由于光桿始終處于剛性壓迫狀態，當它的運動脫離油井中軸線時，就會帶動下面的抽油桿(短則七、八百米，長則二、三千米)也偏離油井中軸線而運動，造成抽油桿偏摩，從而增加抽油機電耗，并且容易磨斷抽油桿，造成斷桿事故。

7、工人勞動強度大。

為了使盤根盒不泄漏，采油工人每天必須到井場巡視，發現有泄漏者馬上擰緊盤根壓蓋。盤根的使用壽命一般為三、四個月，長的也僅六個月左右，這時必須停產更換新盤根。尤其在冬季北方油田，在零下一、二十度的惡劣環境下進行野外作業，其艱苦程度可想而知。

8、停產損失大。

如上所述，在更換盤根、更換光桿、抽油桿偏摩斷桿修井等作業過程中，都必須停止抽油機工作。單井如此，每個油田也如此。據不完全統計，全國由于盤根問題每年造成的能耗、物耗、停產損失、作業費用等不下百億元。

(三)發明內容：

本發明的目的就是要克服現有采用機械壓緊膠塊對往復運動中的光桿實施抱緊密封技術存在上述八個方面的問題，提供一種無泄漏、安全可靠，使用壽命長的油田采油用磁流體光桿密封器。

本發明的具體方案是：油田采油用磁流體光桿密封器，包括有一罩殼，罩殼的下端為封閉端，上端裝有革蘭及壓蓋，罩殼套裝在一光桿的外部，其特征是：在罩殼內裝有磁性體密封套，磁性體密封套內環面相對光桿設有填充區，填充區內灌裝有磁流體；在磁性密封套的上下兩端分別裝有上密封套和下密封套。

為保證本密封器與井口抽油管對接，解決偏心問題，本發明中在罩殼的下端連接裝有糾偏裝置，該裝置包括有一個與罩殼連接的上法蘭盤和一個與接箍連接的下法蘭盤，其中下法蘭盤的中心孔徑大于光桿，上下法蘭盤之間加裝有墊圈，并采用螺栓連接一體。

為提高密封效果，本發明中所述裝在磁環上下兩端的密封套是采用具有高強度、高斷裂韌性、高壓性、高抗疲勞性、低摩擦系數且具有良好自潤滑性能的復合材料制成。

本發明中所述的磁性密封套包括有至少一層磁塊盒套，在磁塊偶數永磁塊，永磁塊兩兩導極相對布置；當磁塊密封套由兩層或多層磁塊盒套組成時，上下層磁塊盒套之間設置有永久磁片，且安裝在上下層磁塊盒套中的兩磁塊磁極反向布置。