螺杆泵采油密封装置的设计及应用分析

螺杆泵采油密封装置的设计及应用分析

薛伟良 叶静 李西江

中石化胜利油田分公司现河采油厂现河庄陈官采油管理区 山东东营 257000

摘要：笔者针对目前油田石油开采过程中，现有螺杆泵旋转密封件在使用中，由于和密封件相匹配的外侧套管的清洁度差，外侧套管的表面有污染物或毛刺如锈斑、灰渣等杂质，如此会造成密封件装配困难、密封性差，从而出现渗漏的问题，研制开了一种新型螺杆泵采油密封装置，通过设置上圆环套、槽、滑槽、滑块、刀片和弹簧，并配合旋转密封件使刀片清理外侧套管内表面的污染物或毛刺如锈斑、灰渣等杂质，且刀片可沿着外侧套管的径向移动，刀片借助弹簧的弹力对外侧套管有一个径向的压力，实现刀片既可实现清洁功能也可根据外侧套管的内径大小调节位置适应不同规格的外侧套管，同时消除了工作的安全风险隐患，因而具有很高的推广使用价值。

关键词：采油；螺杆泵；密封装置

1 研究背景

抽油机是可以将开采出来的石油抽出并将这些石油收集的装置，主要用于在管道运输时增加输送压力，分为是目前国内石油开采企业广泛使用的设备。通常由普通交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆，驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。在一个冲次内，随着抽油杆的上升与下降，而使电机工作在电动和发电状态。上升过程电机从电网吸收能量电动运行;下降过程电机的负载性质为位势负载，加之井下负压等使电动机处于发电状态，把机械能量转换成电能回馈到电网。

目前螺杆泵采油方式在油田范围内广泛应用。螺杆泵采油密封装置为阻止液体或固体从螺杆泵中泄露出来，或是防止灰尘等杂质进入螺杆泵内，现有螺杆泵旋转密封件在使用中，由于和密封件相匹配的外侧套管的清洁度差，外侧套管的表面有污染物或毛刺如锈斑、灰渣等杂质，如此会造成密封件装配困难、密封性差，从而出现渗漏，为此我们提出一种螺杆泵采油密封装置。

2 装置的研制

笔者针对上述技术缺陷，研究设计了一种螺杆泵采油密封装置，包括密封件，密封件底部固定安装有上圆环套，上圆环套和密封件的内径相等，上圆环套的外径小于密封件的外径，上圆环套外侧壁开设有多个槽，多个槽均以上圆环套成圆周阵列分布，槽内两侧均开设有滑槽，两侧的滑槽内均滑动设置有滑块，槽内均设有刀片，刀片成圆弧状，多个刀片的弯曲方向均相同，刀片的刀刃端延伸至密封件外侧，刀片两侧分别与滑块固定连接，刀片可在槽内移动，刀片位于槽内的一侧的上下端均固定安装有弹簧，弹簧一端均与上圆环套固定连接。

多个刀片的一侧均设有棉块，棉块为圆弧状，棉块位于刀片的外侧。上圆环套底端固定安装有下圆环套，下圆环套和上圆环套大小相等，下圆环套顶部开设有存储槽，存储槽为圆环状。密封件和上圆环套之间为螺纹连接，上圆环套和下圆环套之间为螺纹连接。棉块粘结在刀片上。

本装置的有益效果在于：通过设置上圆环套、槽、滑槽、滑块、刀片和弹簧，并配合旋转密封件使刀片清理外侧套管内表面的污染物或毛刺如锈斑、灰渣等杂质，且刀片可沿着外侧套管的径向移动，刀片借助弹簧的弹力对外侧套管有一个径向的压力，实现刀片既可实现清洁功能也可根据外侧套管的内径大小调节位置适应不同规格的外侧套管。

3 装置附图说明

图1为螺杆泵采油密封装置的结构示意图；

图2为螺杆泵采油密封装置的正视图；

图1

图2

图中：密封件1、上圆环套2、槽3、滑槽4、滑块5、刀片6、弹簧7、棉块8、下圆环套9、存储槽10。

4 具体操作方法

该装置的具体操作和使用方法如下：

参照图1-5，一种螺杆泵采油密封装置，包括密封件1，密封件1底部固定安装有上圆环套2，上圆环套2和密封件1的内径相等，上圆环套2的外径小于密封件1的外径，上圆环套2外侧壁开设有多个槽3，多个槽3均以上圆环套2成圆周阵列分布，槽3内两侧均开设有滑槽4，两侧的滑槽4内均滑动设置有滑块5，槽3内均设有刀片6，刀片6成圆弧状，多个刀片6的弯曲方向均相同，刀片6的刀刃端延伸至密封件1外侧，刀片6两侧分别与滑块5固定连接，刀片6可在槽3内移动，刀片6位于槽3内的一侧的上下端均固定安装有弹簧7，弹簧7一端均与上圆环套2固定连接。螺杆泵旋转密封件在装入相匹配的外侧套管内时，通过设置上圆环套2、槽3、滑槽4、滑块5、刀片6、弹簧7，并配合旋转密封件1使刀片6清理外侧套管内表面的污染物或毛刺如锈斑、灰渣等杂质，且刀片6可沿着外侧套管的径向移动，刀片6借助弹簧7的弹力对外侧套管有一个径向的压力，实现刀片6既可实现清洁功能也可根据外侧套管的内径大小调节位置适应不同规格的外侧套管。

上圆环套2底端固定安装有下圆环套9，下圆环套9和上圆环套2大小相等，下圆环套9顶部开设有存储槽10，存储槽10为圆环状。由于刀片6和棉块8清理出的污染物不经收集后会存留在外侧套管内，因此通过设置存储槽10收集外侧套管内壁上的杂质。密封件1和上圆环套2之间为螺纹连接，上圆环套2和下圆环套9之间为螺纹连接；考虑到密封件1的维修和更换，通过设置密封件1和上圆环套2之间为螺纹连接，便于拆卸密封件1，通过设置上圆环套2和下圆环套9之间为螺纹连接便于将下圆环套9取出并清理存储槽10内积存的污染物。

［参考文献］

［1］胡建生.机械制图［M］.北京：机械工业出版社，2017.1

作者简介：薛伟良，女，山东东营市人，汉族，大学本科学历，采油高级工，研究方向为油气田开发工作。