付強(qiáng)

摘 要：有桿抽油系統(tǒng)是我國原油的主要生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)地面設(shè)備中井口光桿密封裝置總體性能的好壞，直接影響著地面設(shè)備的工作質(zhì)量。在油井生產(chǎn)過程中，由于盤根長時(shí)間與光桿摩擦而損壞，造成盤根盒處油氣滲漏，污染環(huán)境，影響油井正常生產(chǎn)。需要及時(shí)更換抽油機(jī)井的盤根，避免油氣污染環(huán)境，確保油井正常生產(chǎn)?，F(xiàn)有的光桿密封器的密封元件使用周期短，更換密封元件過程復(fù)雜，存在著較大的安全隱患。所以我們引進(jìn)了機(jī)械密封雙向補(bǔ)償光桿密封器。相對于老式的光桿密封器，它的密封元件采用灰鑄鐵材料，更換周期大大延長，密封元件的更換操作更加簡潔、安全。節(jié)省了大量人力物力，如果能廣泛應(yīng)用，將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；雙向加力補(bǔ)償；灰鑄鐵密封元件；

中圖分類號：TE931.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-01

一、原理和主要結(jié)構(gòu)

（一）機(jī)械密封光桿密封器的技術(shù)原理

現(xiàn)有光桿密封器的密封元件材料是橡膠，橡膠材質(zhì)的耐磨損能力較差。尤其是在產(chǎn)量較低、有間出情況、光桿與井口不對中的抽油機(jī)井上使用時(shí)，光桿與盤根形成“干磨”的情況，摩擦產(chǎn)生的高溫會使橡膠材質(zhì)變軟，磨損加快。

耐高溫長效光桿密封器有三道密封，下面一道為主要密封元件，其材料為灰鑄鐵，上面兩道密封材料為耐磨、耐油橡膠?；诣T鐵材料硬度比光桿硬度低，相互配合摩擦力小，耐高溫，使用壽命長。由于光桿的幾何精度偏差，光桿與密封件需要一定的磨合期。在磨合期間有一定的泄漏，所以增加橡膠盤根做輔助密封。

（二）機(jī)械密封光桿密封器的主要結(jié)構(gòu)：橡膠密封件 灰鑄鐵密封件 防噴裝置 調(diào)偏裝置

耐高溫長效光桿密封器的調(diào)偏裝置由球座室、調(diào)偏球銷、調(diào)偏球座、鎖緊球蓋組成。密封器與四通連接好后，。讓桿柱重量加在抽油機(jī)懸點(diǎn)上時(shí)，將鎖緊的鎖緊球蓋松開半圈，這時(shí)調(diào)偏裝置會自動(dòng)調(diào)偏。當(dāng)光桿穩(wěn)定后扭緊鎖緊球蓋后，調(diào)偏工作完成。調(diào)偏裝置調(diào)偏半徑為0-7mm .

1、光桿斷裂防噴裝置

為防止光桿意外斷裂，井口無法密封造成油氣泄漏、環(huán)境污染的情況發(fā)生，新型光桿密封器增加了防噴裝置。光桿斷裂防噴裝置由防噴閥、隔板、彈簧、連接柱、絲堵組成。安裝好后，兩邊的絲堵擰緊。當(dāng)發(fā)生光桿斷裂的情況時(shí)，防噴閥受到兩邊彈簧的壓力，向中間并攏，形成密封。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，防噴裝置可以在1.5MPa壓力下密封完好，無滲漏

2、灰鑄鐵密封系統(tǒng)

灰鑄鐵密封系統(tǒng)由灰鑄鐵密封塊、彈簧、絲堵、隔板組成。安裝完成時(shí)擰緊兩邊的頂絲即可。光桿的硬度大于250HB，灰鑄鐵的硬度為 170—220HB鑄鐵材料硬度比光桿硬度低，不會損傷光桿。橡膠與光桿的摩擦系數(shù)至少大于0.36，而金屬面摩擦系數(shù)為0.16—0.18，且金屬耐高溫，可以在200攝氏度的高溫下正常工作。相對于橡膠密封元件，灰鑄鐵密封元件的耐損周期大大延長。

3、橡膠密封系統(tǒng)

橡膠密封系統(tǒng)由密封塊外套、密封塊、密封塊座組成。由于光桿的幾何精度偏差，光桿與鑄鐵密封件需要一定的磨合期。在磨合期間有一定的泄漏，所以增加橡膠密封元件做輔助密封。組裝好后，只需要轉(zhuǎn)動(dòng)密封塊外套至到無泄漏即可。橡膠密封元件的對扣式設(shè)計(jì)使得它的更換非常方便，只需要用管鉗擰開壓蓋，用螺絲刀起出密封件并加入新的密封件即可。

二、現(xiàn)場應(yīng)用情況

2014年1月在杜80-29-63井安裝耐高溫長效光桿密封器，該井原來換盤根周期為20至30天，使用新型密封器至今已使用350余天，期間未更換過一次盤根，換盤根周期延長了20倍有余。

2014年6月在杜813-44-86井安裝耐高溫長效光桿密封器，該井原來換盤根周期為20天至30天，使用新型密封器至今未更換過一次盤根。隨著時(shí)間的推移，耐高溫長效光桿密封器的耐損效果將會更加明顯。

截止到2014年底，已安裝使用10口井。

三、機(jī)械密封光桿密封器使用特點(diǎn)

（一）灰鑄鐵機(jī)械密封替代橡膠、石墨等盤根

灰鑄鐵機(jī)械硬度低于光桿硬度，運(yùn)行過程中對光桿無傷害，而高于光桿表面鐵銹及水垢的硬度，磨合期間起到光桿除銹和打磨水垢的作用，運(yùn)行過程中起到防銹、防垢的作用。

（二）雙向加力，可全方位補(bǔ)償

密封元件主要材料為灰鑄鐵（機(jī)械密封），開關(guān)為兩半對開矩形齒相互嵌入與光桿在彈簧壓力的作用下緊密配合，起到時(shí)時(shí)密封作用。解決了其它光桿密封器無法緊固盤根內(nèi)圓，即盤根抱緊光桿的問題，由于彈簧時(shí)時(shí)加力，起到了對盤根內(nèi)圓的補(bǔ)償作用。

（三）盤根使用周期長

通過安裝耐高溫光桿密封器，油井光桿密封時(shí)間顯著加長，老式光桿密封器平均密封時(shí)間為20天左右，新式光桿密封器平均密封時(shí)間84天，目前狀況較好。

（四）可提高油井生產(chǎn)實(shí)率

老式光桿密封器平均密封時(shí)間為20天左右，按20天算，年生產(chǎn)天數(shù)按300天算，每口井每年需要更換盤根15次。每次更換盤根按20分鐘算，每口井每年更換盤根的時(shí)間為5小時(shí)。新式光桿密封器平均密封時(shí)間為80天，年生產(chǎn)天數(shù)按300天算，每口井每年需要更換盤根4次。

四、機(jī)械密封光桿密封器使用效果

（一）通過安裝耐高溫光桿密封器，油井光桿密封時(shí)間顯著加長，老式光桿密封器平均密封時(shí)間為不足20天，新式光桿密封器平均密封時(shí)間84天，并且10口井目前狀況都非常完好，都在繼續(xù)使用。

（二）降低材料使用費(fèi)用、提高油井生產(chǎn)實(shí)率

老式光桿密封器平均密封時(shí)間為不足20天，按20天算，年生產(chǎn)天數(shù)按300天算，每口井每年需要更換盤根15次。每次更換盤根按20分鐘算，每口井每年更換盤根的時(shí)間為5小時(shí)。新式光桿密封器平均密封時(shí)間為100天，年生產(chǎn)天數(shù)按300天算，每口井每年需要更換盤根3次。每次更換盤根按20分鐘算，每口井每年更換盤根的時(shí)間為1小時(shí)。

五、結(jié)論與認(rèn)識

通過對此機(jī)械密封光桿密封器的現(xiàn)場應(yīng)用與分析，我們認(rèn)為該工具設(shè)計(jì)新穎、操作簡便、能夠大幅度延長換盤根周期，節(jié)省大量人力物力，減少安全隱患，如果能廣泛使用將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。