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        盤根快速更換器的結(jié)構(gòu)及原理

        2016-10-19 13:17:53呂建軍黃珊珊王洪波黎東
        中國(guó)科技博覽 2016年19期

        呂建軍++黃珊珊++王洪波++黎東++李霞

        [摘 要]本文針對(duì)油井生產(chǎn)中光桿與盤根盒不對(duì)中,造成盤根磨損,提出了設(shè)計(jì)盤根快速更換器,該工具有壓蓋和頂絲,掛鉤組成,推桿及平墊片等構(gòu)成,按正常操作程序卸掉盤根盒壓蓋、上格蘭后,掛好,將割口壓蓋穿過光桿裝至盤根盒絲扣上,直到上至盤根盒上端與下部絲扣平齊為止,然后調(diào)節(jié)壓蓋角度,使其轉(zhuǎn)向光桿偏的那個(gè)方向,用扳手?jǐn)Q調(diào)節(jié)螺桿,調(diào)節(jié)光桿與盤根盒之間的位置,直到螺桿將光桿與盤根盒頂至完全對(duì)中,形成同心。

        [關(guān)鍵詞]盤根 不對(duì)中 快速 更換

        中圖分類號(hào):TE88 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)19-0132-01

        一、引言

        隨著油田的發(fā)展,抽油機(jī)井的設(shè)備在不斷更新,盤根盒作為密封井口光桿的唯一設(shè)備,其密封效果的好壞對(duì)抽油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、安全環(huán)保起著重要的作用。盤根的主要成份為橡膠,它依靠軸向受力壓縮發(fā)生徑向膨脹,從而達(dá)到密封的目的。盤根使用過程中,當(dāng)磨損量超過一定值時(shí)需更換盤根,由于井口偏、操作空間狹小,很難快速更換。同時(shí),正常生產(chǎn)油井,由于井口基礎(chǔ)下陷、抽油機(jī)地基下陷、環(huán)形鋼板脫焊、作業(yè)等無法避免因素的影響,造成光桿與盤根盒之間不對(duì)中,這就使得日常維護(hù)工作變得困難,尤其突出的是更換盤根的操作。原操作方法存在著操作時(shí)間長(zhǎng)、工作強(qiáng)度大的缺點(diǎn),導(dǎo)致發(fā)生砂卡的機(jī)率提高,以致采油成本上升。為此,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用特點(diǎn),本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的原則,充分利用廢舊材料,設(shè)計(jì)并制作出了盤根快速更換器是十分有必要的。

        二、研究背景

        盤根盒已經(jīng)發(fā)展了很多種變型,究其本質(zhì),密封部分沒什么變化,以現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最多的光桿密封器盤根盒為例,密封部分基本構(gòu)造由上而下包括盤根盒壓帽、上格蘭、盤根盒主體、下格蘭,盤根坐于主體與光桿的環(huán)形空間中,上下分別是上格蘭、下格蘭。工作原理為盤根壓縮密封。盤根的主要成份是橡膠,形狀是環(huán)形,使用前按盤根盒旋轉(zhuǎn)方向割有45°斜口,方便加入及在使用過程中沿壓帽旋轉(zhuǎn)方向壓緊。盤根盒在正常使用中依靠盤根盒壓帽旋轉(zhuǎn)所施加的向下壓力,使盤根軸向壓縮,從而發(fā)生徑向膨脹,密封光桿與盤根盒之間的環(huán)形空間,達(dá)到密封井口、防止井內(nèi)液體沿光桿向外泄漏的目的。

        盤根經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用,必然出現(xiàn)磨損,產(chǎn)生縫隙,油氣從縫隙中滲出,導(dǎo)致漏油,這就需要更換盤根。按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程,利用起子插入切口向上撬來取出盤根,這樣的操作方法以前是適用的,但隨著油田的發(fā)展,井口基礎(chǔ)下陷、抽油機(jī)地基下陷、環(huán)形鋼板脫焊、作業(yè)等無法避免因素的影響,使得光桿與井口之間不對(duì)中,不能達(dá)到同心,以致在現(xiàn)在的操作中,盤根由于光桿與井口偏斜、操作空間狹小,等因素使盤根很難取出、加入,難以更換?,F(xiàn)場(chǎng)為了能夠?qū)⒈P根取出,多用起子和榔頭配合,將盤根截?cái)啵俜侄稳〕?;加入時(shí)也多是用起子等工具野蠻操作。該方法操作時(shí)間長(zhǎng),有時(shí)還造成違章操作,工作強(qiáng)度大,易砸傷手,且產(chǎn)生盤根碎塊,一旦清理不凈,盤根與下格蘭及下格蘭與盤根盒主體之間產(chǎn)生縫隙,則需要再次更換盤根,加入的新盤根也易發(fā)生損壞,不利于保證更換質(zhì)量和提高采油時(shí)率,尤其對(duì)于出砂井來說,由于出砂井油流中有大量的砂粒,一旦停井,砂粒沉積,易造成砂卡事故。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)此類井的停井操作有著嚴(yán)格的規(guī)定,對(duì)操作時(shí)間嚴(yán)格限制,如果更換盤根時(shí)間過長(zhǎng),就容易造成抽油井砂卡,而一旦砂卡,就需要洗井甚至作業(yè)復(fù)產(chǎn),從而造成采油成本上升,產(chǎn)量下降。

        三、盤根快速更換器的結(jié)構(gòu)及原理

        針對(duì)以上問題,本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的原則,設(shè)計(jì)出了不對(duì)中井口盤根快速更換器,該更換器能夠快速將盤根取出、完整加入,從而縮短更換盤根的時(shí)間和保證了更換質(zhì)量。

        其基本構(gòu)造分為以下幾個(gè)部分:

        1、壓蓋和頂絲(見圖1)壓蓋是利用其原盤根盒壓蓋制成,將舊壓蓋中間切除約10cm高度,保留一側(cè)加強(qiáng)板;在下方,帶絲扣剩余部分從側(cè)面縱向切開一道豁口,其寬度與光標(biāo)直徑相等,且制作一斜口,以便于套入光桿中;上方同樣沿縱向切除一部分,此部分與下部相錯(cuò)90°角,露出切口,切口寬度與光桿直徑相等;在上部切口對(duì)面做一直徑22mm的螺孔,將等徑螺桿擰入即可。

        2、掛鉤組成(見圖2)用柱塞泵上彈簧制作而成。將彈簧放在臺(tái)虎鉗上拉直,一頭做成圓形手柄,一頭磨尖,用鋸條在尖頭處帶一定斜度鋸出豁口,形成倒刺即可。

        3、推桿及平墊片(見圖3)在制作好的壓蓋本體上部鉆一小孔,孔直徑可以穿過推桿。推桿是用廢舊黃油槍的拉桿制作而成,制作時(shí)將推桿穿入小孔,把平墊片焊在推桿的末端即可。

        四、盤根快速更換器使用方法

        使用方法:按正常操作程序卸掉盤根盒壓蓋、上格蘭后,掛好,將割口壓蓋穿過光桿裝至盤根盒絲扣上,直到上至盤根盒上端與下部絲扣平齊為止,然后調(diào)節(jié)壓蓋角度,使其轉(zhuǎn)向光桿偏的那個(gè)方向,用扳手?jǐn)Q調(diào)節(jié)螺桿,調(diào)節(jié)光桿與盤根盒之間的位置,直到螺桿將光桿與盤根盒頂至完全對(duì)中,形成同心。當(dāng)兩者同心時(shí),光桿與盤根盒四周間距就會(huì)相等,這樣不論取出還是加注盤根都會(huì)變得很輕松。下一步,用制作好的掛鉤從開口側(cè)面刺入舊盤根中,由于舊盤根在盤根盒內(nèi)四周間距相等,不存在擠、夾等現(xiàn)象,因此很容易就可以被取出,這樣就可以逐一取出所有盤盒內(nèi)的舊盤根;在更換新盤根時(shí),先將切割好的新盤根從裝置中間穿過并套入光桿,再推動(dòng)推桿,利用推桿末端的平墊片將新盤根平行推入盤根盒內(nèi)。同樣由于盤根盒與光桿四周間距相等,在將新盤根推入時(shí),不存在任何阻礙,就可以輕松、順利的加入盤根。這樣加完所有盤根后,卸松螺桿將該裝置從盤根盒上卸下,恢復(fù)井口即可。利用這個(gè)裝置使得更換盤根的操作變得快速、簡(jiǎn)單、安全,從而節(jié)省了操作時(shí)間,避免了抽油機(jī)井砂卡等事故的發(fā)生。

        五、結(jié)論

        盤根快速更換器經(jīng)使用表明,此裝置達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,能夠在較短的時(shí)間里對(duì)不對(duì)中抽油機(jī)井的盤根進(jìn)行更換,其具有如下優(yōu)點(diǎn):

        1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易。

        2、成本低。割口壓蓋為舊壓蓋制成,充分利用廢舊物資,達(dá)到修舊利廢的目的。

        3、操作時(shí)間短,比正常取盤根時(shí)間縮短70%以上。從而減少停井時(shí)間。

        4、降低了出砂井砂卡的機(jī)率,取得了良好經(jīng)濟(jì)效益。

        5、盤根取出、加注容易,保證了所更換新盤根的質(zhì)量。

        6、勞動(dòng)強(qiáng)度小,避免了違章操作,減少了傷害。

        參考文獻(xiàn)

        [1]中國(guó)石油學(xué)會(huì).石油大學(xué)編.石油技術(shù)辭典.北京:石油工業(yè)出版社,1996

        [2]采油技術(shù)手冊(cè)編寫組.采油技術(shù)手冊(cè).北京:石油工業(yè)社,1977

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