新型抽油机光杆旋压密封器的应用

摘要：针对机械采油井口盘根盒因各类问题导致密封失效，造成井内介质泄露，文章介绍了实用新型抽油机光杆旋压密封器的原理及现场使用情况，解决了抽油机在运行过程中实时填充密封材料的问题，实现了无须频繁停车即可填充密封材料，同时具有万向调偏，节约填料等优点，提高了抽油机生产井井口的密封性能和抽油机采油时率，特别适用于热采井和含有毒有害气体井的井口密封，具有良好的现场推广价值。

关键词：抽油机光杆旋压密封器；填料；热采集；开口密封

中图分类号： TE931 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）34-0077-02

一、概述

随着油田开发的不断深入，作业区生产开发受到设备及环境因素的影响程度逐步加剧，矛盾不断暴露。由于光杆严重腐蚀、井口偏磨、井口密封件磨损等原因，导致跑油频繁，基础工作管理难度加大。特别对于热采井或一些含有毒有害气体井，井口密封的失效会导致严重的后果。上述这些问题既增加了现场员工的劳动强度，也影响油井正常生产，甚至带来严重的安全隐患。为克服这些缺点，长期以来现场技术人员做出了不懈努力，研发了各类现场采油作业区使用的井口密封装置，一定程度上解决了跑油、井口调偏或注汽防喷等问题。

新型抽油机光杆旋压密封器（ZL 2011 2 0102425.5）的研发，可实现实时更换密封填料，无须频繁停车即可填充密封材料，同时具有万向调偏、节约填料、安全环保等优点，提高了抽油机生产井井口的密封性能和抽油机采油时率，具有良好的现场推广价值。

二、研发背景及关键技术

目前现场广泛应用的抽油机光杆密封器，通常是在上下两级密封腔内装填圆环状(或螺旋塔形状)的、定型尺寸结构的橡胶和石墨为填料的材料进行两级密封，防止油气水顺着上下往复运动的光杆泄露。但是，受自然环境、井液化学作用和抽油机光杆数万次的上下往复运动，其井口工况多样而错综复杂，加速了光杆被密封性能下降，油气泄露概率势必增大，且更换密封材料需频繁停车，费时费力。同时，对于稠油热采井或含有毒有害气体井来讲，传统的光杆密封器更换下部二级密封填料时，由于其下部再无控制部位，需要进行压井作业或井口放空泄压，存在较大安全隐患，也不符合HSE相关要求。

光杆旋压密封器主要由密封压盖、压帽轴承、压帽、一级密封胶、一级密封腔、二级密封胶、二级密封腔、金属密封环块和复位弹簧等组成，在一级密封腔和二级密封腔底端设置有定位帽，在二级密封腔中部设置有注剂孔，并通过螺纹与注剂拷克连接，一旦密封不严，不用频繁停车即可填充密封材料，只需通过注剂孔注入专用密封橡胶填料，提高了抽油机生产井口的被密封性能和抽油机采油时率。另外，彻底解决了稠油热采井或含有毒有害气体井，需要更换下部二级密封填料时，需要进行压井作业或井口放空泄压，存在较大安全隐患的生产矛盾，较好的体现了HSE要求。

同时，鉴于井口光杆不对中等工况，该装置设计具有万向调偏功能，调偏在1～10mm，便于现场操作。另外该装置的应用，改变了传统密封器更换填料时一次性整体更换的做法，采用实时挤注式填充专用橡胶调料，极大提高了填料密封性，物尽其用，节能环保。

三、光杆旋压密封器的工作原理及特点

本抽油机光杆旋压密封器，包括密封压盖、压帽轴承、压帽、一级密封胶、一级密封腔、二级密封胶、二级密封腔、三级密封腔、金属密封环块和复位弹簧，其结构见图一。压帽轴承镶嵌在压帽顶部端面凹槽内，压帽轴向嵌套在一级密封腔、二级密封腔和三级密封腔顶部，密封压盖通过螺纹与一级密封腔上半部连接，并通过压盖手柄旋紧压帽，在一级密封腔内设置有一级密封胶，一级密封仓体下半部通过螺纹与二级密封腔上半部连接，在二级密封腔内设置有二级密封胶，二级密封腔下半部通过螺纹与三级密封腔上半部连接，在三级密封腔内底部设置有复位弹簧，在复位弹簧上方设置有金属密封环块，金属密封环块是由四层两个半圆形环块组成，每两个环块端面为凸凹形，环快凸凹形结合端面为直角面，在一级密封腔和二级密封腔低端设置有定位帽，在二级密封腔中部设置有注剂孔，注剂孔径向对称或等距设置2～3个，注剂孔为内小外大凸字形，在外侧大孔内设置有螺纹，并通过螺纹与注剂拷克连接，注剂拷克包括拷克本体和调节杆，拷克本体与调节杆通过螺纹连接，在调节杆中部设置有径向圆孔，可实现实时填充密封材料，由传统的事后更换填料转变为事前预防泄露，提高了抽油机生产井井口的被密封性能和抽油机采

油时率。

1．密封压盖；2．压盖手柄；3．压帽轴承；4．压帽；5．一级密封胶；6．一级密封腔；7．二级密封胶；8．定位帽；9．二级密封腔；10．三级密封腔；11．金属密封环块；12．复位弹簧；13．注剂孔；

14．注剂拷克；15．调节杆

四、光杆旋压密封器的使用情况及应用效果评价

目前，油区井口密封装置多以不可调偏式两级密封或法兰式调偏心密封器为主，填料多采用塔形螺旋橡胶盘根。加装盘根时，必须停机操作，对于井口偏磨严重、光杆变形、间隔出油井更换盘根次数较多，造成频繁停机，影响到抽油井开井时率，同时增加员工劳动强度和操作危险系数。而目前所用的光杆旋压密封器则弥补了传统设备的不足，从根本上解决了井口跑油问题，具有彻底密封井口，无需停机，全时加装填料等优势。针对此光杆旋压密封器的特点，我们在新疆油田公司风城超稠油SGAD先导试验区、红浅火驱先导试验区选择了5口容易偏磨跑油、原油粘度大、光杆易腐蚀的井进行试验，见表1：

由表1可以看出，光杆旋压密封器的使用提高盘根使用寿命一倍，可大大提高采油时率，对生产管理和油井生产均有较大益处。

表2为目前常用井口密封器和光杆旋压密封器2种盘根盒性能对比表。从表2性能对比可以看出，光杆旋压密封器彻底弥补了现有盘根盒上述的不足，具有良好的调偏效果，节约填料成本，特别适合高含硫、SAGD、火驱等特殊油藏的开发。

五、结论及建议

1．光杆旋压密封器是目前现场使用的一种理想的井口密封器，具有不停机、全时装填填料的优势，同时能够万向调偏，节约填料成本，增加原油产量。

2．光杆旋压密封器特别适合高含硫、SAGD、火驱等特殊油藏开发使用，具有良好的密封井内特殊介质的功能，同时对于间歇出油、高含水等油井井况具有理想的密封优势。

3.全时加装填料，建议加强巡检，发觉井口有各类介质泄露则立即填充专用橡胶填料，做到井口完全密封。

综上，从现场调研分析和对比，光杆旋压密封器是一件具有良好社会和经济效益的产品，该产品的问世能够加强油井管理，特别是对于特殊井的管理具有积极意义，值得大力推广。