盘根盒密封失效分析与结构改进1
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浅谈泥浆泵盘根盒失效分析及结构改进摘要:根据常规F-1300/1600泥浆泵盘根盒的结构和工作原理,分析盘根盒在实际生产中的设计缺陷。
改造老式油封,从根本上解决盘根盒漏油和进泥浆的问题。
关键词:盘根盒,漏油,进泥浆,油封引言泥浆泵是钻机装备的重要部件,目前国内钻井普遍使用的F型泥浆泵,盘根盒作为泥浆泵动力端中心拉杆的动密封装置,采用多级密封,以保证在中心拉杆往复运动过程中,动力端润滑油与冷却系统冷却液之间相互不污染。
泥浆泵使用一段时间后,盘根盒部位长期存在漏油和进泥浆问题,对泥浆泵的整机性能构成严重威胁。
一、结构组成及工作原理1)结构组成。
常规F-1300/1600泥浆泵盘根盒结构如图1所示,由双唇油封,浮动式油封杯,2个O形密封圈锁紧弹簧和填料盒组成。
所有密封均安装在盘根盒内,2个双唇油封同向,由锁紧弹簧轴向定位。
盘根盒固定在泥浆泵墙板上。
双唇油封2)工作原理。
填料盒密封件安装在填料盒盒体内,由锁紧弹簧轴向定位,2个双唇油封在油封刃口压力和自紧弹簧收缩力的作用下,对中心拉杆产生一定的径向抱紧力,达到密封润滑油沿拉杆渗漏的目的。
2个O形密封圈的作用是防止冷却液沿中心拉杆,填料盒边缘向动力端渗漏。
在中心拉杆未下沉时保证动力端润滑油与冷却系统冷却液之间相互不污染。
二、问题及原因分析1)漏油。
泥浆泵使用初期,盘根盒密封效果良好,但在使用一段时间后(约一年)容易出现漏油现象。
通过更换油封和调整十字头间隙等手段可以暂时解决漏油问题,但使用一段时间后仍出现漏油现象。
2)油池进泥浆。
更换缸套或活塞刺漏时,泥浆会流入水箱,如不及时清除,运转时泥浆经喷淋泵吸入,由于中心拉杆偏心,冷却液容易从油封处渗漏进入油池,污染润滑油,缩短设备使用寿命,甚至造成设备损坏。
导致以上问题的原因是盘根盒设计时没有考虑十字头磨损会下沉的工作状态,即十字头由于磨损而下沉,中心拉杆也跟着下沉,盘根盒由于是固定在泥浆泵墙体上不能做相应调整,润滑油顺着上部较松的地方流出由于中心拉杆偏心,冷却液容易从双唇油封处渗漏进入油池,从而污染润滑油。
机械工程中机械密封环的失效分析与改进
一、机械密封环的失效分析:
1.密封环的磨损:机械密封环在运行过程中,由于摩擦和磨损,导致密封环表面不平整,从而影响其密封性能。
2.密封环材料的老化:密封环材料的老化是导致机械密封环失效的一个主要因素。
长时间高温、酸碱等环境条件下,密封材料会发生物理和化学变化,导致密封环性能下降。
3.密封环的断裂:机械密封环在机械振动或机械冲击的作用下,可能会发生断裂,从而导致泄漏。
4.密封环的设计缺陷:一些机械密封环的设计存在缺陷,比如剖面设计不合理、尺寸匹配不当等,导致其失效。
二、机械密封环的改进:
1.优化密封环材料:选择抗磨损、耐高温、耐腐蚀等性能良好的密封环材料,如陶瓷、金属等,以提高密封环的使用寿命和可靠性。
2.改进密封环结构设计:通过优化机械密封环的剖面设计、尺寸匹配等,提高密封环的密封性能和耐久性。
3.引入新的密封技术:如采用真空密封技术、磁悬浮密封技术等,可以改善传统机械密封环的失效问题,提高密封性能。
4.定期检修和保养:定期检查机械密封环的磨损情况,及时更换磨损严重的密封环,同时进行润滑保养,以延长其使用寿命。
综上所述,机械密封环失效的原因很多,但通过合理的分析和改进措施,可以有效减少其失效可能性,提高机械密封环的使用寿命和可靠性,保证设备的正常运行。
因此,工程师和技术人员应密切关注机械密封环的失效问题,并不断优化改进,以满足不同应用领域对密封性能的要求。
填料函密封packing box seal靠填料阻塞泄漏通路的可用于往复或旋转运动的接触式动密封,主要有软填料密封(图1)和硬填料密封(图2)两类。
软填料密封又称盘根密封,填料函内的填料受压盖的轴向力作用而径向胀紧,以达到密封目的。
软填料常由纤维(石棉、尼龙等)、润滑剂(石墨、二硫化钼、滑石粉等)和各种金属丝增强剂组成。
填料磨损后可通过拧紧螺栓予以补偿。
软填料密封结构简单、可靠、易检修、耐腐蚀和耐高温,曾广泛用作旋转轴和往复运动的杆件密封,但接触面积、摩擦阻力、功耗和磨损均较大,除低速阀杆运动仍有采用外,已逐渐被机械密封所代替。
硬填料密封常用分瓣环作密封件。
分瓣环外圆周有周向弹簧,靠弹簧力与轴抱紧。
被密封的介质压力可使环产生轴向和径向压紧力,以提高密封效果。
密封环内圆磨损后,各片可沿切口滑移使内孔收缩,保持密封性能。
分瓣环常用金属或石墨制成,比软填料有更高的耐热和耐压性能。
它广泛用作往复压缩机活塞杆等的往复密封或高压釜搅拌轴等的旋转式密封。
三瓣环一般有直切口和斜切口,并且均由弹簧将三瓣环固定好。
直切口的填料环起阻流、减压的作用,而斜切口的填料环起密封作用。
一般安装时直切口的填料环装在高压侧(气缸侧)。
安装时应对好定位销,此时直切口的填料环(阻流环)的切口处应于斜切口的填料环(密封环)相错,并且阻流环内径与活塞杆紧密贴合,径向有开口。
填料随活塞杆的运动而运动,应属于动密封,当活塞向曲轴侧运动时,填料也向相同的方向运动,此时阻流环和密封环紧紧贴合,密封环和填料盒紧紧贴合起到密封作用,有少量的气体泄露,后面的填料分别起到密封作用,就这样逐级减压,从而起到密封作用,当压缩机向缸头侧运动时,填料随活塞杆向相同方向运动,此时由于压差的存在,填料盒里的部分气体通过阻流环上的开口流到气缸内,就这样反复动作,从而起到密封作用。
超高压压缩机填料密封失效分析及措施摘要:本文对某厂超高压压缩机气缸柱塞填料密封结构与密封原理进行了研究,在对密封填料函结构和填料受力等讨论的基础上,分析了影响压缩机气缸填料密封失效的主要原因,并提出了相应的预防措施。
密封失效分析范文密封失效是指密封件在使用过程中无法充分发挥密封效果的现象。
密封件广泛应用于工业生产中的管道、阀门、泵等设备中,其主要作用是防止介质泄漏和外界杂质进入系统。
然而,由于工作环境的恶劣条件以及长期使用引起的磨损等原因,密封件可能会出现失效现象。
本文将从密封失效的原因、分类、常见故障及预防措施等方面进行探讨。
首先,密封失效的原因主要有以下几点:1.材料问题:密封件的材料选择不当、材质质量不合格等都会导致密封件失效。
例如,选用的材料不适应工作介质的特性,导致化学腐蚀或物理磨损;或者密封件的材质不耐高温、高压等工作条件。
2.制造工艺问题:加工工艺不合理、工艺操作不规范等都可能导致密封件的失效。
例如,密封面加工不平整,导致密封件无法完全贴合;或者安装时使用不当的工具和方法,使密封件受到损坏。
3.安装问题:不正确的安装方法和力度会导致密封件无法正常工作。
例如,安装不牢固,出现松动;或者安装时使用过大的力量,导致密封件过度变形。
密封失效可分为以下几类:1.泄漏失效:当密封件无法阻止介质泄漏时,就发生了泄漏失效。
泄漏失效的原因主要是由于密封面不平整、密封面之间有空隙、密封件磨损等导致。
2.渗漏失效:渗漏失效是指虽然密封件可以阻止大部分介质泄漏,但是仍然有少量介质通过密封面产生渗漏。
渗漏失效的原因主要是由于密封件的安装不良、介质压力过高等造成。
3.磨损失效:磨损失效指的是密封件因工作介质的冲击、挤压或磨擦而损坏。
磨损失效的原因主要是由于工作介质的化学腐蚀、摩擦摩损等引起。
常见的密封失效故障有以下几种:1.泄漏故障:当密封面不平整或密封面之间有空隙时,介质就会从中泄漏出来,这是一种常见的失效故障。
2.渗漏故障:当介质压力超过密封件所能承受的压力时,就会出现渗漏现象,造成介质的损失和系统的故障。
3.磨损故障:密封件在工作中会遭受冲击、挤压和磨擦等,导致密封面损坏,不能充分发挥密封效果。
为了预防密封失效,可以采取以下几项措施:1.正确选择材料:根据工作介质的特性选择合适的密封材料。
抽油机井盘根盒的改进及应用探讨摘要:井口漏油是油田生产中难以解决的问题,应全面分析抽油机井盘根盒的密封和漏油问题,做好优化和改进措施,本文通过分析盘根盒的密封原理和存在的问题,探讨改进盘根盒的应用措施。
关键词:盘根盒;改进;漏油随着我国采油技术的不断发展,井口密封问题受到了重视。
一直以来,井口漏油都是一个不可避免的问题,各个石油公司也都在开展对抽油机盘根盒的研究和改进。
抽油机盘根盒在密封井口时受到高温、高压的影响,存在较大的安全隐患,容易发生刺漏,盘根盒刺漏会引起水、油、气的渗漏,不仅会对油井的产量和效率造成不良影响,还会使人员受到伤害,污染周边环境,甚至造成火灾、爆炸等安全事故。
因此应加强对盘根盒的优化和改进,全面分析盘根盒的漏油问题,保证油气的安全环保生产。
1、盘根盒的密封原理密封一般有机械密封、填料密封、迷宫密封等几种形式,盘根盒的密封是填料密封,盘根属于软填料,其材料有石墨系列盘根、四氟系列盘根、碳纤维系列盘根等。
抽油机盘根盒的密封主要靠压盖施予压力到盘根上,盘根受到压力后会发生径向膨胀,进而挤压到盘根的光杆和内壁,将整个环空区域填满,达到了盘根盒密封的目的。
2、盘根盒密封存在的问题抽油机上应用盘根盒主要是为了密封井口,因此设计和改进盘根盒应以密封防止漏油为主要目的。
为保证盘根盒的结构科学合理,首先要对盘根盒漏油的问题进行调查,并把相关问题进行归类整理,分析出造成漏油的主要原因。
其次要对这些原因进行筛选,由于盘根盒设计不合理造成的漏油情况要挑选出来进行归纳和总结。
经过分析筛选,主要有以下几种原因:2.1结构设计不合理有些盘根盒在设计结构时没有考虑到抽油机会受到的环境影响因素,会发生下沉和位移的情况。
这些情况会使盘根盒不能对中,在设计中如果不考虑扶正和防偏,那么就会造成井口和光杆不对中,出现偏磨情况,盘根会受到光杆的挤压,造成盘根的额外磨损和磨伤,大大减少了盘根的使用寿命。
另外来回的摩擦会造成光杆的温度升高,热量都集中在盘根内部,不能够传导出去,光杆的表面受到热的腐蚀,加大了磨损的程度,盘根在高温下也会失去应用效果,最终导致盘根盒出现漏油情况。
抽油机井口漏油的原因及对策分析发布时间:2021-06-10T11:22:32.963Z 来源:《中国科技信息》2021年7月作者:张帆孙静[导读] 众所周知,井口原油是通过光杆和盘根密封的井口而进入油管线的,在抽油井的生产过程中,光杆持续的上下运动使之与油管之间产生的磨擦使得光杆划伤,进而导致腐蚀甚至加快盘根磨损,最终导致井口盘根和光杆密封不严而漏油,不仅造成环境污染,增加工人劳动强度,且加速抽油机光杆磨损,影响油田开发效益。
山东东营中石化胜利油田分公司石油开发中心有限公司胜海采油管理区张帆孙静 257000摘要:众所周知,井口原油是通过光杆和盘根密封的井口而进入油管线的,在抽油井的生产过程中,光杆持续的上下运动使之与油管之间产生的磨擦使得光杆划伤,进而导致腐蚀甚至加快盘根磨损,最终导致井口盘根和光杆密封不严而漏油,不仅造成环境污染,增加工人劳动强度,且加速抽油机光杆磨损,影响油田开发效益。
本文对抽油机井口漏失问题进行了分析,针对各种原因,提出了具体的整改措施。
关键词:抽油机;漏油;原因与对策引言油田井场地面管理是采油工的一项重要日常管理工作,由于井口原油通过光杆与盘根密封的井口进入油管线,在抽油井生产过程中,光杆上下运动,与油管之间的产生磨擦,光杆受到划伤,进而腐蚀、加快盘根的磨损,致使井口盘根与光杆密封不严而造成漏油,给生产带来很大的麻烦。
随着清洁生产方式的推行,整治井口漏油,减轻工作量,节能减排,成为原油生产的一个重要环节。
如何避免抽油机井口漏油,应该作为一个采油工程的课题加以研究改进。
1抽油机井口漏失的主要因素 1.1正常的盘根损耗造成的漏油现象由于光杆的上下往复运动,对以胶皮为主制作的盘根不断地进行磨损,而采油工人日常巡检时对盘根盒的紧固就是保证盘根与光杆之间的紧密程度,如果在巡检过程中不及时对盘根进行紧固,会使盘根与光杆二者之间的缝隙增加造成漏油的情况。
1.2盘根自身的质量问题造成的漏油现象现在为油田生产服务的企业众多,加工盘根的企业也是数不胜数,生产加工出来的盘根也是良莠不齐。
柱塞泵盘根失效原因研究及对策 【摘要】本⽂从失效的柱塞泵盘根的形态⼊⼿研究盘根失效的原因,得出靠近液⼒端的盘根是由于⾼压⽔的挤压造成的径向扩径密封失效,远离液⼒端的盘根是由于⾼压⽔的冲刷破坏造成的密封失效,并通过将⽯墨盘根和⾼⽔基盘根进⾏组合解决柱塞泵盘根使⽤时间短的难题。
【关键词】柱塞泵;盘根;原因;对策 ⽬前冀东油⽥采⽤的注⽔泵均为柱塞泵,在⽇常⽣产过程中,盘根的更换⼗分频繁,消耗量⾮常的⼤,⼀组盘根只能坚持三天左右,每个注⽔站每天必须安排⼀名员⼯专门进⾏注⽔泵加盘根操作,不但浪费⼈⼒,更换盘根造成的材料费也相当惊⼈。
因此对盘根失效的机理进⾏分析,采取有效的措施,达到降低员⼯劳动强度,减少材料损耗的⽬的具有重要的现实意义。
1 对失效盘根的形态进⾏分析 1.1 靠近液⼒端的盘根 通过分析现场盘根的受损情况,可以发现靠近⾼压⽔端的2-3个盘根往往在取出后,其表⾯并未有明显损坏,但是⽬测可以看出有内径变⼤现象。
以常⽤的φ38柱塞泵为例:经测量新盘根的规格为φ38*φ58*10,当盘根失效后规格变为φ40*φ58*10,即盘根内径变⼤了2毫⽶。
1.2 靠近压盖端的盘根 靠近盘根压盖⼀端的3-4个盘根则会出现盘根扭曲、穿孔、碎裂等严重破损现象。
2 盘根失效机理分析 2.1 扩径机理分析 扩径说明⾼压⽔对盘根的影响是通过柱塞表⾯产⽣了径向压⼒,进⽽造成盘根扩径。
当柱塞向前(液⼒端)运动时,阀腔内形成⾼压,柱塞越靠近液⼒端,压⼒越⾼,此时受⾼压⽔挤压的盘根主要是靠近液⼒端的2-3个盘根,因此这些盘根会出现受压扩径现象,⽽且盘根越靠近液⼒端,扩径现象越严重,因此这⾥的⼏个盘根主要受⼒⽅向为径向,其失效特点为外观⽆破损但内径扩⼤。
2.2 表⾯受损机理分析 盘根损坏说明⾼压⽔直接冲击盘根表⾯,当过量的⾼压⽔通过了靠近液⼒端的⼏个盘根后,就会形成⽔柱的形态,此时⾼压⽔沿柱塞⽅向对盘根本体产⽣轴向破坏作⽤,造成破碎和扭曲等现象。
浅谈改善稠油井密封效果的管理措施发布时间:2021-06-10T11:04:36.387Z 来源:《中国科技信息》2021年7月作者:李雁冬刘卫东刘成俊[导读] 本文分析了影响稠油井井口盘根盒密封效果的各种因素,力求通过分析,找寻解决稠油井井口漏油的最佳方案。
针对稠油井井口光杆密封器普遍密封效果不佳的实际问题,设计了一种“稠油井专用光杆密封器”,可以很好地密封稠油井井口,达到增强稠油井井口密封效果的目的。
中国石化胜利油田分公司孤东采油厂李雁冬刘卫东刘成俊摘要:本文分析了影响稠油井井口盘根盒密封效果的各种因素,力求通过分析,找寻解决稠油井井口漏油的最佳方案。
针对稠油井井口光杆密封器普遍密封效果不佳的实际问题,设计了一种“稠油井专用光杆密封器”,可以很好地密封稠油井井口,达到增强稠油井井口密封效果的目的。
关键词:稠油机盘根盒密封效果稠油井专用光杆密封器在稠油井的生产过程中,由于各种因素的影响,造成稠油井光杆密封器密封性不好,稠油井井口漏油现象普遍。
既浪费了成本,又污染了井口、地面、机身,同时给我们带来个大量的重复工作量。
因此,我们针对影响稠油井井口密封效果差的问题,开展了调查与分析。
通过分析查找稠油井井口漏油的各种因素,制定了具体的解决方法,通过管理创新和技术创新,有效地增强稠油井井口的密封效果,从而提高了稠油井的管理水平。
一、目前开采现状与存在的问题据有关资料统计,我国有杆抽油井大约占总井数的85%以上,井口光杆密封装置是有杆抽油设备必不可少的装置之一,它的主要作用是和光杆配合,达到密封油井井口的作用。
所以井口光杆密封器性能以及与光杆的配合优劣,决定了有杆抽油井井口密封效果的好坏。
管理二区注采203站目前稠油井有35口,占全部油井数的43.8%,稠油井产量占注采203站全部产量的57.2%,稠油开采已成为上产的主阵地。
但稠油井由于稠油粘度大、温度低等稠油特性的影响,造成稠油井井口漏油现象十分普遍。
井口盘根盒漏油分析原因与措施研究井口盘根盒漏油是指井口盘根盒存在漏油现象。
井口盘根盒是油井的重要组成部分,主要用于连接井口阀门与钻井管道,起到密封和保护作用。
如果井口盘根盒发生漏油,会造成环境污染和安全隐患,因此需要对其漏油原因进行分析,并采取相应措施加以解决。
井口盘根盒漏油的原因主要有以下几点:1. 盘根盒密封不良:盘根盒本身的密封性能有限,尤其是在使用时间较长后,密封性能容易下降。
如果盘根盒密封不良,就会导致漏油现象的发生。
2. 操作不当:在井口盘根盒的安装和维护过程中,如果操作不当,比如安装不紧密、密封圈磨损等,就会造成漏油问题。
3. 设计缺陷:有些井口盘根盒在设计上存在缺陷,比如材料选择不当、结构设计不合理等,容易产生漏油现象。
针对井口盘根盒漏油问题,可以采取以下措施进行解决:1.定期检查维护:对井口盘根盒进行定期的检查和维护工作,及时发现和解决可能存在的漏油问题。
可以使用专业的密封材料和技术,加强盘根盒的密封性能。
2.加强培训和操作规范:对井口盘根盒的安装、维护和操作过程进行培训,确保操作人员具备相应的技能和知识。
制定相关的操作规范和标准,规范操作行为,避免因操作不当导致的漏油问题。
3.改进设计和材料选择:针对井口盘根盒的设计缺陷,进行相应的改进,比如优化结构设计、选用更合适的材料等,提高盘根盒的密封性能和耐久性。
4.建立监测系统:在井口盘根盒周围建立漏油监测系统,可以实时监测是否存在漏油问题,并及时采取相应的措施进行修复,防止漏油扩散和环境污染的发生。
井口盘根盒漏油问题需要进行原因分析,并采取相应的措施加以解决。
通过加强检查维护、培训操作人员、改进设计和材料选择、建立监测系统等措施,可以有效防止井口盘根盒漏油问题的发生,确保油井运行安全和环境保护。
抽油井盘根盒的改造及应用摘要:针对油田常规抽油井盘根盒对高含水井和间出井密封效果差的难题,我们对盘根盒进行了改进,并在采油五厂现场试验12口井,取得了较好的效果。
关键词:抽油井盘根盒改造应用一、改进构思与应用1.常规盘根盒存在的弊端随着油田开发的逐步深入,油田进入后期开采阶段,油井逐渐由自喷采油转变为以抽油机为主的机械采油方式。
抽油机井在工作过程中,是靠光杆和盘根盒进行井口密封的,但随着高含水井、间出井的增多,常规的盘根盒已不能满足生产需要,大大增加了操作人员加盘根的工作量,还经常造成油井出现跑、冒、滴、漏现象,不但严重影响了油田的基础工作,还带来了严重的安全环保隐患。
因此,怎样改进抽油井井口盘根盒,延长盘根使用寿命,提高油井生产效率,减少操作人员加盘根次数,从而防止油气在井口泄漏,就成了我们要不断认真研究和解决的问题。
2.改进盘根盒的必要性针对油田目前所用的常规抽油井盘根盒对高含水井和间出井密封效果变差的现象,通过对抽油井井口盘根盒的改进,增加高含水井、间出井盘根的使用周期,尽量减少操作人员的劳动强度,同时减少抽油井因为盘根盒密封失效造成的油气泄漏,减少由于油气泄漏造成的环境污染和安全生产事故,提高油井的基础工作管理水平。
3.常规抽油机盘根盒存在的问题抽油井盘根盒中的盘根和光杆的润滑是靠油井产出来的油实现的,它可以防止光杆和盘根之间由于磨擦产生高温损坏盘根,造成井口密封失效。
通过调查,我们发现常规抽油井盘根盒存在以下两个问题:一是当油井含水增高时,液体的穿透力强,润滑性变差,由于盘根数量少,密封不住高含水液体,出现盘根刺漏现象;二是当油井间歇出油时,光杆处于无润滑状态,光杆的温度随之上升,将盘根盒内的盘根高温磨损,盘根盒失去了对光杆的密封作用。
当油井恢复出油时,油就会从失去密封作用的盘根盒内流出,造成泄漏,污染井口。
由于以上原因,造成高含水井、间出井盘根使用周期最多只有8—15天。
即使这样,仍经常出现盘根刺漏现象。
油田投入开采后,如果没有相应的能量补充,油层压力就会随着开发时间增长而下降,当压力降低到地面饱和压力以下时,油气比上升,地下原油性质发生变化,黏度增加流动困难,使油田最终采收率很低。
因此,就需要对油田进行注水,使油田能量得到补充,保持油层压力,提高最终采收率。
而目前我们注水的设备大多使用的是卧式三柱塞或卧式五柱塞式高压往复泵。
柱塞式注水泵长期全天候运行,由于水质、维修保养等原因需经常更换密封填料、柱塞、油封等配件,以确保设备安全运行。
1 问题的提出随着盘根盒总成使用周期的延长,在加上更换盘根需要频繁拆卸盘根盒压盖,使盘根盒压盖内螺纹出现磨损,柱塞泵在运行时振动相对较大,会造成盘根盒压盖松动,出现倒扣现象,不仅造成盘根密封效果变差、漏失量增大甚至盘根刺的现象,严重时将造成设备零部件损坏等现象,使机泵无法运行。
目前使用的往复式柱塞泵盘根盒压盖采用的是螺纹旋紧的方式来调节盘根的松紧程度,当机泵运行中因震动等原因使盘根盒压盖出现松动倒扣的现象时,一旦发现不及时,不仅会出现盘根刺漏,严重时将造成柱塞与挺杆的连接卡箍与盘根盒压盖相撞,造成设备零部件损坏使机泵无法运行。
过去在出现盘根盒压盖松动时,大多采取更换整个盘根盒总成,不仅工作量大,还造成极大的浪费和成本消耗。
2 改进思路及方案实施1)改进思路。
要解决盘根盒压盖倒扣的问提要从盘根盒总成的结构、原理入手。
盘根盒总成由导向环、弹簧、盘根、压盖衬套、盘根盒压盖组成。
盘根盒压盖的内螺纹与盘根盒总成的外螺纹相连接,通过旋紧盘根盒压盖来调节盘根的松紧度。
每隔3~5天就需要调节或更换盘根。
在频繁的拆卸盘根盒压盖过程中就会造成压盖内螺纹磨损。
而柱塞泵在运行中震动较大,盘根盒总成内填料室漏失的水也具有一定的压力,在上述原因下造成盘根盒压盖倒扣。
盘根密封效果变差,漏失量增大,盘根盒压盖倒扣严重还会造成设备部件损坏。
设备无法运行。
盘根盒压盖与盘根盒总成是配套的生产部件,因此在不拆卸盘根盒总成的情况下,解决压盖倒扣的问题只能是在现有结构进行。
螺杆泵盘根盒故障分析及改进措施钟全玉;钟安宁;宋营【摘要】盘根盒是螺杆泵地面驱动装置的主要组成部分,结合生产现场实践及试验分析等方法,发现引起盘根盒故障的有方卡子偏斜、螺杆泵结构不合理、光杆性能降低、维护操作不当等原因,其中方卡子偏斜、螺杆泵结构不合理是主要的原因.应用螺杆泵相关知识并结合生产实践,总结归纳出降低盘根盒故障的改进措施,在生产中取得了较好的经济效益.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2013(000)019【总页数】5页(P53-57)【关键词】螺杆泵;盘根盒故障;方卡子;螺杆泵结构【作者】钟全玉;钟安宁;宋营【作者单位】胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司,山东东营257077;大庆油田勘探开发研究院,黑龙江大庆163712;胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司,山东东营257077【正文语种】中文【中图分类】TE933+.3071932年,法国人Rene Moineau发明了螺杆泵。
它是为开采高粘度原油而设计的,并随着合成橡胶技术和粘接技术的发展进步而迅速发展起来。
目前螺杆泵采油按驱动方式分为潜油电动螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵[1]。
螺杆泵兼有离心泵和容积泵的优点。
螺杆泵运动部件少,没有阀体和复杂的流道,吸入性能好,水力损失小,介质连续均匀吸入和排出,砂粒不易沉积且不怕磨,不易结蜡,因为没有凡尔,不会产生气锁现象。
螺杆泵采油系统又具有结构简单、体积小、重量轻、噪音小、耗能低、投资少、使用、安装、维修、保养方便等特点[2]。
螺杆泵适应的原油粘度为0-1500MPa·s(50℃),适应的含砂量<5%,适应的温度<120℃,井斜要求≤3°,不适合于高H2S产出的油井,目前在各油田已得到广泛的应用[3]。
1 生产中螺杆泵盘根盒使用现状在采油生产实践中,螺杆泵井因驱动装置损坏维修更换如果比较的频繁,则会影响油井产量,造成躺井率升高,直接造成经济损失较高[4]。
经过总结得到如下(表1)所示的螺杆泵驱动装置故障率统计表;据生产现场故障处理统计,盘根盒是螺杆泵地面驱动装置故障造成的停机时间较多的原因,占螺杆泵地面驱动装置总故障率的61.08%。
井口盘根盒漏油分析原因与措施研究
井口盘根盒漏油是钻井作业中经常出现的问题之一。
这种漏油现象会导致不仅钻井作业的延误,还可能对环境造成一定的损害。
因此,对井口盘根盒漏油原因进行分析,并采取有效的措施进行解决,是钻井作业中必不可少的一环。
1.密封不佳:井口盘根盒的密封性能不佳,导致钻井液在运输过程中不断泄露,最终导致盒体内压力下降,形成漏油现象。
2.盘根盒使用时间过长:盘根盒在使用一段时间后,由于长期的摩擦和震动等原因,使得其密封性能下降,出现漏油问题。
3.井口盘根盒材料问题:盘根盒材料的质量不好,不耐油腐蚀,容易被磨损或腐蚀,这也是导致盘根盒漏油的原因之一。
4.钻井液流量不稳定:由于钻井液的流量不稳定,可能在运输过程中产生液体波动,从而导致液位升高或降低,最终导致盘根盒漏油。
1.更换密封件:将井口盘根盒中的密封件进行更换,以提高盘根盒的密封性能,避免钻井液泄露。
2.监控流量:监控钻井液的流量,保持流量的稳定性,避免由于液体波动或液位变化导致盘根盒漏油。
3.定期更换盘根盒:建立定期更换盘根盒的制度,避免盘根盒使用时间过长导致的密封性能下降。
总之,针对井口盘根盒漏油问题,需要对其原因进行深入分析,并采取相应的措施进行解决。
只有这样,才能避免钻井作业的延误,并确保环境的安全。
柱塞泵盘根盒压盖的改进及应用摘要:柱塞泵的盘根盒压盖对盘根盒起到压紧密封作用,在对盘根更换过程中需要频繁拆卸压盖,频繁拆卸会对压盖操作孔造成损坏导致操作孔变形,操作孔变形引起操作扳手打滑,操作人员用力过大会从压盖圆孔中脱出,会碰伤操作人员,存在安全隐患。
严重后导致无法正常拆卸,只能更换盘根盒,造成成本浪费。
发明了一种改进型柱塞泵盘根盒压盖,达到操作安全可靠,延长压盖使用寿命的目的,经使用取得了良好的效果。
关键词:柱塞泵盘根盒压盖引言:油田采油注水工作中,高压柱塞泵在长时间运转后,柱塞与盘根盒内的盘根高速摩擦就会有漏水,需要调紧盘根盒压盖达到密封要求,压盖上有为了维修松紧而设计的六个圆孔。
由于柱塞泵盘根盒压盖经常需要拆卸,造成圆孔扩大或变成喇叭口形。
压盖圆孔变大后,原有的拆卸专用扳手不能牢固地固定在压盖上,拆卸柱塞泵盘根盒压盖非常困难。
在维修拆卸过程中,由于拆卸工具固定不牢,操作人员用力过大会从压盖圆孔中脱出,会碰伤操作人员。
盘根盒压盖上的圆孔变形后,现有工具不能紧固和拆卸时,就会取下淘汰,由于盘根盒是不易损坏件,会将另一套盘根盒总成上的压盖取下使用,这样大量的盘根盒没有压盖造成成本的浪费。
1柱塞泵盘根盒压盖的改进1.1技术原理提供一种改进型柱塞泵盘根盒压盖,柱塞泵盘根盒压盖增加可更换式辅助操作环,在原有压盖操作孔损坏无法受力完成正常盘根装卸工作时,只需要更换辅助操作环就可以保障柱塞泵的正常运行,消除了安全隐患,使操作更加安全可靠,压盖的使用寿命大大延长,节约了成本。
1.2技术方案一种改进型柱塞泵盘根盒压盖,由柱塞泵原有盘根盒压盖、可更换式辅助操作环组成,(见图)。
图1121图23参阅附图1和图2。
一种改进型柱塞泵盘根盒压盖由柱塞泵原有盘根盒压盖、可更换式辅助操作环组成。
图1是本实用新型一种改进型柱塞泵盘根盒压盖辅助操作环的主左视图。
图2是原有柱塞泵盘根盒压盖加工连接螺孔图。
图中各数字的代表含义1辅助操作环连接螺孔、2是辅助操作环操作孔、3是原有注水泵盘根盒加工连接螺孔。
盘根盒密封失效分析与结构改进引言随着全球经济的日益发展,世界对石油的需求量迅猛增长,经过上个世纪对常规油资源的大规模的开发后,稠油资源以其丰富的储量吸引了世人的注意,因而稠油油藏的开发技术也备受关注。
世界上稠油资源蕴藏最丰富的国家是加拿大,其次为委内瑞拉,前苏联,中东地区,美国,中国等。
目前我国已经在12个盆地发现了70多个稠油油田,稠油储量最多的是东北的辽河油区,其次是东部的胜利油区和西北的克拉玛依油区。
稠油由于粘度高和流动性差,用常规方法很难开采。
国内外自50年代投入开发以来,历经60年的开发,已经形成了以热动力为主的各种开发方式,其中蒸汽吞吐是使用范围最广泛的开发手段。
蒸汽吞吐开采稠油是一项行之有效的方法。
早在几十年前,世界上就开始应用蒸汽吞吐方法开采稠油油藏,并且取得了很好的效果。
我国自20世纪80年代以来,先后在辽河、新疆和河南等稠油油田推广应用了蒸汽吞吐开采技术,取得了显著的经济效益和社会效益。
克拉玛依油田风城油田浅层稠油油藏是呈西北向东南缓倾、边底水不活跃的单斜油藏, 埋深约300m, 主要分布在侏罗系齐古组, 油层岩性以泥质胶结的灰- 灰褐色细砂岩为主。
地层条件下原油粘滞阻力大, 流动性能差。
原油中的胶质是影响原油粘度的主要物质, 胶质含量越高原油粘度越大。
随着原油粘度的增大, 原油的表面张力就大幅度提高, 表面张力的提高, 使其粘结性提高, 回压阻力增加, 泄漏率增大, 被密封性能下降。
克拉玛依浅层稠油的开采方式基本上是蒸汽吞吐和面积汽驱。
在稠油开发过程中, 热采井井口原油泄漏一直困扰着现场工程技术人员和采油工人,已成为治理环境污染的一个老大难问题。
热采井井口跑油不仅造成油田污染, 同时还因频繁更换盘根,影响抽油机采油时率, 造成人力、物力、资源的浪费。
一、稠油热采井口泄漏原因分析1. 1偏磨偏磨在现场工况中占95% 。
在光杆往复运动中, 磨损达1~ 3万次后形成缝隙跑油。
偏磨原因如下:(1) 井斜、采油树斜、盘根盒斜等, 均可造成光杆的偏磨, 三者倾斜度的叠加加重了偏磨;(2) 抽油机的前倾、后倾、左右偏斜及毛辫子、悬绳器未调好均可引起偏磨;(3) 光杆的直线度误差直接引起偏磨;(4) 热采井井口光杆本身属单支承( 仅盘根处) 梁结构, 上、下自由度较大, 在往复运行中交变振动负荷很大, 引起偏磨。
井口盘根盒漏油分析原因与措施研究井口盘根盒漏油是钻井作业中常见的问题之一,漏油不仅会影响作业进度和质量,还会对环境造成不良影响。
对井口盘根盒漏油的原因进行分析,并提出相应的措施进行研究,对保障钻井作业安全和环保具有重要意义。
一、井口盘根盒漏油的原因分析1. 设备老化井口盘根盒作为钻井井口设备的重要部件,经过长时间的使用,设备会出现磨损、老化等问题,导致密封不严,从而造成漏油现象。
2. 加压不当在进行井口盘根盒安装和使用时,如果加压不当,或者加压过大过小都会导致井口盘根盒密封不严,进而出现漏油问题。
3. 材料选择不当井口盘根盒部件的材料选择不当也会导致密封性能欠佳,从而发生漏油现象。
4. 安装不当井口盘根盒的安装不当也是导致漏油的原因之一,安装不到位、紧固不牢固等问题都会导致密封不严,漏油发生。
5. 操作不当在钻井作业中,操作人员的操作不当也会导致井口盘根盒漏油,比如加压过大,操作不规范等问题。
二、井口盘根盒漏油的解决措施研究1. 定期检查针对设备老化导致的漏油问题,可以通过定期检查设备的磨损情况,及时更换老化部件,保证井口盘根盒的密封性能。
2. 加压注意在进行井口盘根盒加压时,操作人员需要严格按照操作规程进行,确保加压的力度符合要求,避免加压过大过小导致的漏油问题。
3. 材料改进对于材料选择不当导致的漏油问题,可以通过改进材料的选择,选择密封性能更好的材料来解决漏油问题。
5. 操作规范针对操作人员操作不当导致的漏油问题,可以加强操作人员的培训,提高其操作技能,确保操作规范,避免因操作不当而导致的漏油问题发生。
三、结语井口盘根盒漏油是钻井作业中常见的问题,解决漏油问题对保障作业安全和环保具有重要意义。
通过对井口盘根盒漏油的原因进行分析,并提出相应的解决措施,可以有效地减少漏油问题的发生,保障钻井作业的顺利进行。
针对井口盘根盒漏油问题,需加强设备管理、加强操作规范,从而降低漏油风险,实现作业安全和环保的双重目标。
机械密封从失效形式分析故障原因每天 13:20,干货知识与你准时相约!一起来!每天进步一点点,加油!通过对失效原因的分析,可以提高应用机械密封的技术水平。
结构设计上的改进,在很大程度上是源于故障分析。
对分析故障要做到尽可能确切,有时需要花费时间,甚至需要使用专门的测试技术。
一、密封失效分析的原则和方法对每一套机械密封,无论以何种原因失效,都应进行详细的分析研究,并记录有关数据。
密封件损坏后,不能局限于从被损件上查找失效原因。
还应将拆卸下来的机械密封妥善地收集,清洗干净;按静止和转动两部分分别放置,贴上标签,以备检查和记录。
检查程序是:首先,弄清受损伤的密封件对密封性能的影响,然后依次对密封环、传动件、加载弹性元件、辅助密封圈、防转机构、紧固螺钉等仔细检查磨损痕迹。
对附属件、如压盖、轴套、密封腔体以及密封系统等也应进行全面的检查。
此外,还要了解设备的操作条件,以及以往密封失效的情况。
在此基础上,进行综合分析,就会找出产生失效的根本原因。
二、根据磨损痕迹分析故障原因磨损痕迹可以反映运动件的运动情况和磨损情况。
每一个磨损痕迹都可以为故障分析提供有用线索。
例如,摩擦副磨损痕迹均匀正常,各零件的配合良好,这就说明机器具有良好的同轴度。
如果密封端面仍发生泄漏,就可能不是由密封本身问题引起的。
例如,金属波纹管机械密封的端面磨损痕迹均匀正常,泄漏量为常数,这就意味着泄漏不是发生在两端面之间,有可能发生在其他部位上,如固定波纹管的静密封处等。
当端面出现过宽的磨损,表明机器的同轴度很差。
转轴每转一圈密封件都要作轴向位移和径向摆动,显然在每一次转动中,密封端面都趋向于产生轻微的分离和泄漏。
以离心泵为例,造成过宽的磨损的原因大致有:联轴器不对中、泵轴弯曲、泵轴偏斜、轴的精度低、管线张力过大、振动等。
引起振动的原因还有气穴、喘振、水锤冲击、介质流动不平衡等。
但以联轴器对中不良,轴承运转精度差引起振动的情况居多。
安装联轴器时,应测量两轴中心线位置精度,通常是用百分表和塞尺进行测量,两联轴器外圆的偏差和端面间隙的偏差测量数值需控制在表12-1所示的范围内。
井口盘根盒漏油分析原因与措施研究盘根盒漏油问题是影响生产时率的重要原因之一,还会留下安全环保隐患,是当下油气生产现场管理亟待解决的问题。
全面分析清楚漏油的原因,从地质、工艺、环境、管理方面整合应对措施,及时改进方式方法,通过对策预案分析,有效解决井口盘根盒的漏油问题,不仅可以减轻采油工的劳动力度、缩短岗位员工的机动时间,还提高了设备的管理水平、油井生产时率和抽油机光杆的使用寿命,而且节约了生产所需的综合成本,减少了对环境的污染,不断保持高效管理方式,进一步将技术手段和措施预案整合齐全,井口盘根盒漏油事件就会大大减少,促进了油气开采的安全、环保、稳产、高产。
标签:井口盘根盒;漏油;原因与措施盘根盒是机械采油井采油树的关键部分之一,在盘根盒与光杆之间,加入一定规格、数量的密封圈(盘根),起密封作用,防止油气泄露。
在油井生产中,部分油井因多种原因,盘根盒漏油严重,导致频繁调整密封圈松紧度,频繁停井更换密封圈,不仅影响原油产量,而且工作量大、环境污染严重,管理难度大。
一、原因分析1光杆表面粗糙因为摘(挂)负荷、调整防冲距等原因,光杆表面有伤痕,或有毛刺未挫净损坏密封圈,导致盘根盒漏油。
2光杆不对中游梁机安装、皮带机或智能机修井后移机不到位,光杆上、下行过程中不能对准盘根盒中心位置,偏磨密封圈,导致盘根盒漏油。
3井液矿化度高井液矿化度高、碳酸氢根离子和硫酸根离子含量高,对抽油井光杆造成点腐蚀严重,导致盘根盒跑、冒、滴、漏现象严重。
4采油树倾斜井口立导管受到拉力,使采油树倾斜,盘根盒与光杆不在同一轴心上,导致盘根盒与光杆偏磨漏油。
5密封圈质量差密封圈规格不标准、耐磨性差,寿命短、易损坏,导致盘根盒经常漏油,频繁更换密封圈。
6稠油的影响井液粘度大,胶质、沥青质含量高,易吸附在光杆上导致漏油。
注汽井自喷转抽初期,井液温度高,烫坏密封圈导致漏油。
7盘根盒松紧度的影响密封圈过松,必定会漏油,长时间过紧导致高温烫伤、磨损密封圈导致漏油。
盘根盒密封失效分析与结构改进引言随着全球经济的日益发展,世界对石油的需求量迅猛增长,经过上个世纪对常规油资源的大规模的开发后,稠油资源以其丰富的储量吸引了世人的注意,因而稠油油藏的开发技术也备受关注。
世界上稠油资源蕴藏最丰富的国家是加拿大,其次为委内瑞拉,前苏联,中东地区,美国,中国等。
目前我国已经在12个盆地发现了70多个稠油油田,稠油储量最多的是东北的辽河油区,其次是东部的胜利油区和西北的克拉玛依油区。
稠油由于粘度高和流动性差,用常规方法很难开采。
国内外自50年代投入开发以来,历经60年的开发,已经形成了以热动力为主的各种开发方式,其中蒸汽吞吐是使用范围最广泛的开发手段。
蒸汽吞吐开采稠油是一项行之有效的方法。
早在几十年前,世界上就开始应用蒸汽吞吐方法开采稠油油藏,并且取得了很好的效果。
我国自20世纪80年代以来,先后在辽河、新疆和河南等稠油油田推广应用了蒸汽吞吐开采技术,取得了显著的经济效益和社会效益。
克拉玛依油田风城油田浅层稠油油藏是呈西北向东南缓倾、边底水不活跃的单斜油藏, 埋深约300m, 主要分布在侏罗系齐古组, 油层岩性以泥质胶结的灰- 灰褐色细砂岩为主。
地层条件下原油粘滞阻力大, 流动性能差。
原油中的胶质是影响原油粘度的主要物质, 胶质含量越高原油粘度越大。
随着原油粘度的增大, 原油的表面张力就大幅度提高, 表面张力的提高, 使其粘结性提高, 回压阻力增加, 泄漏率增大, 被密封性能下降。
克拉玛依浅层稠油的开采方式基本上是蒸汽吞吐和面积汽驱。
在稠油开发过程中, 热采井井口原油泄漏一直困扰着现场工程技术人员和采油工人,已成为治理环境污染的一个老大难问题。
热采井井口跑油不仅造成油田污染, 同时还因频繁更换盘根,影响抽油机采油时率, 造成人力、物力、资源的浪费。
一、稠油热采井口泄漏原因分析1. 1偏磨偏磨在现场工况中占95% 。
在光杆往复运动中, 磨损达1~ 3万次后形成缝隙跑油。
偏磨原因如下:(1) 井斜、采油树斜、盘根盒斜等, 均可造成光杆的偏磨, 三者倾斜度的叠加加重了偏磨;(2) 抽油机的前倾、后倾、左右偏斜及毛辫子、悬绳器未调好均可引起偏磨;(3) 光杆的直线度误差直接引起偏磨;(4) 热采井井口光杆本身属单支承( 仅盘根处) 梁结构, 上、下自由度较大, 在往复运行中交变振动负荷很大, 引起偏磨。
1. 2安装及工况的问题(1) 新井安装、修井或井口螺栓未紧固好时致使盘根盒盖直接刮削破坏光杆。
(2) 在长时间生产中, 光杆在盘根盒盖、填料盒上下体内孔及金属压圈上摩擦, 破坏其原来较光洁的表面。
(3) 修井、碰泵、调参等作业打光杆卡子时, 用力过猛, 致使卡子咬伤光杆, 作业完毕, 必须用锉刀修磨, 否则卡子咬出的压痕深度达1~ 2mm, 割坏盘根而形成原油泄漏。
(4) 井底出砂, 随着原油带入盘根, 严重磨损光杆, 使其表面变粗糙; 戈壁风沙粘附于光杆表面, 形成砂磨。
1. 3密封材料的问题密封材料的材质及几何形状不能满足现场需要。
如橡胶盘根弹性好, 但不耐高温; 石墨盘根耐高温, 但无弹性; 它们圆环状的定型尺寸结构, 致使内孔磨损、刮削后只能废弃, 造成大量材料浪费。
1. 4密封盘根盒结构问题现场使用的盘根盒一部分不能调偏心, 能调偏心的大部分是注采两用盘根盒, 所调偏心轨迹仅限于在一个以O 为圆心、以偏心距e= 11. 5mm 为半径的线形圆周上, 不能在平面坐标X- Y 内任意调偏,其对中是静态对中, 不能达到动态对中。
1. 5原油粘度大随着原油粘度的增大, 原油回压高、阻力大也是造成原油泄漏的一个主要原因。
二、常规井口密封装置工作原理及缺陷2. 1常规式井口密封装置常规式井口密封装置结构如图1 所示。
该装置的工作原理是: 盘根4是依靠压盖2 用压盖螺栓1 轴向压紧, 使盘根轴向和径向变形, 间隙被填塞而达到密封的目的。
该装置主要存在以下缺陷:(1)密封圈的形状不合理, 抗挤压、抗磨损的能力较差, 其密封效果不甚理想。
(2)密封圈的材质一般采用丁腈橡胶, 耐热性较差, 弹性补偿性能不好, 易老化, 其工作性能不理想。
(3)密封圈安装和拆卸不方便。
(4)光杆上下往复运动时对井口中心产生一定的随机性和定向性偏摆, 由于没有调偏调斜机构, 导致光杆对密封装置中的盘根产生偏磨, 使盘根早期受损, 降低了盘根的使用寿命。
(5)没有防喷机构, 在出现井喷时, 没有有效的应对措施, 会导致原油损失和环境污染。
1—压盖螺栓; 2—压盖; 3—主体; 4—盘根; 5—衬套图1常规式井口密封装置结构简图2.2 改良型井口密封装置一改良型井口密封装置结构如图2 所示。
该装置的工作原理是: 主体4 下部与井口装置连接; 主体4 上部是圆柱形密封腔, 压帽1 通过压套2压紧一组矩形密封圈3 来达到密封井口的目的; 主体4 中部有两个调节丝杆5, 用来调节两个半圆形密封圈, 使其卡到光杆上, 用以控制井喷。
该装置主要存在以下缺陷:(1) 密封圈的形状不合理, 密封效果不理想。
(2)密封圈的材质选用不合理, 工作性能不理想。
(3)密封圈安装和拆卸不方便。
(4)密封盒采用圆柱形, 密封圈在光杆周围分布不均, 受挤压偏磨, 降低其使用寿命。
(5) 没有调偏调斜机构, 降低密封装置1—压帽; 2—压套; 3—密封圈; 4—主体; 5—调节丝杠;6—半圆密封圈图2改良型井口密封装置结构简图2.3 改良型井口密封装置二改良型井口密封装置结构如图3 所示。
1—压帽; 2—上压套; 3—锥形密封圈; 4—主体; 5—下压套;6—○形密封圈; 7—密封圈; 8—连接体图3改良型井口密封装置结构简图该装置的工作原理是: 连接体8 下部与井口装置用卡箍连接; 主体4 上部是圆锥形密封腔, 压帽1通过压套2 压紧一组锥形密封圈3 来达到密封井口的目的; 通过旋紧主体4 的下部螺纹挤压圆柱形防喷密封圈7, 来控制井喷。
该密封装置主要存在以下缺陷: (1)密封圈的材质选用不合理,工作性能不理想。
(2)锥形密封圈的综合性能提高不大, 而且还对密封腔的内部结构提出了新的要求, 加工成本提高。
(3)该密封装置没有设计具有一定间隙的衬套, 密封圈本身的锥形设计使其受力相对于矩形增大, 密封圈下端很容易被挤出。
(4)没有调偏调斜机构, 降低密封装置的使用寿命。
由此, 油田普遍使用的光杆密封装置在材料选用和结构设计上存在缺陷, 会降低密封圈的使用寿命, 提高密封装置在使用过程中的失效率。
三、针对偏心井口盘根盒密封圈腔体的改造由于现场安装及工况问题只能通过严格操作规程等人为因素进行避免操作失误造成的井口泄露。
所以,对于密封装置重点针对偏磨造成的泄露进行腔体的改进。
目前油田上所使用的偏心井口光杆密封器(盘根盒)是新疆油田公司机械制造总公司设计、制造的产品,该产品虽然满足了生产基本要求,但存在一定的弊端:橡胶盘根(密封圈)易损且寿命较短,跑油严重;普通盘根盒盘根(密封圈)填加不匹配,无法达到填加数量,给油井管理带来了难度,同时增加了员工劳动强度。
为了有针对性地解决偏心井口盘根盒使用弊端,在不改变原主体结构的基础上,对偏心井口盘根盒密封腔做了相应的改造设计.有效地解决了偏心井口光杆密封器盘根易损、寿命短的难题。
3.1 结构偏心井口光杆密封器(盘根盒)主要南胶皮闸门、偏心接头、密封圈腔体、密封圈(盘根)、压盖及压帽组成。
目前与油田配套的偏心井口光杆密封器(盘根盒)规格有D25 mm和D28 mm两种。
密封圈腔体分为两部分:一部分是承装盘根部分;另一部分是依靠压盖的配合挤压部分。
两部分组合后形成完整的腰鼓状腔体空间。
3.2 特点偏心井口光杆密封器(盘根盒)是针对抽油井压力测试而设计的,有别于普通抽油井井口装置,它在保证光杆正常运动的同时,必须让H;压力计下放空间。
为此,偏心井口光杆密封器(盘根盒)设计结构紧凑是它的一大特点,连续的螺旋腰鼓状橡胶密封圈是配套的密封件,填加和掏除可实现一次性连续。
3.3 存在的问题偏心井口密封器在油区抽油井使用中存在的问题:①螺旋橡胶盘根在使用较短时间后因磨损无法恢复弹性,密封光杆跑油严重;②长冲程抽油机井盘根设计长度较短,易跑油;③在原螺旋橡胶盘根无法保证光杆密封的情况下改加普通盘根,但因盘根腔体是腰鼓型,只能在中部加2个普通盘根,若多加将被压盖吃悼,会造成严重跑油,为此现场员工只能在底部和上部加手套、大布,因而增加了员T的劳动强度,又增加了占产时率;④由于于盘根易损导致频繁更换,严重时每日更换~次,增加了员工劳动强度,同时跑油严重导致环境污染。
3.4 设计思路根据偏心井口光杆密封器在抽油井上实际使用情况,结合偏心井口光杆密封器必须满足压力计下放测压的要求,在原偏心井口光杆密封器的基础上,对偏心井口密封器(盘根盒)密封圈腔体进行设计改造,将原腰鼓状腔体设计改为圆柱形腔体设计,将原配套填加连续螺旋腰鼓状橡胶密封圈改为填加普通盘根。
这样即保证了光杆的密封要求,又解决了连续螺旋腰鼓状橡胶密封圈易损、油井跑油难题;同时使用普通盘根可解决盘根的货源和储备问题,填加操作方便。
该设计改造方案降低了员工劳动强度,降低了生产成本,减少了占产时率,增加了原油产量。
3.5 设计结构设计改造后的偏心井口盘根盒密封圈腔体主体与原盘根盒基本相同,由连接螺母、偏心器、盘根腔体组成,不同之处是将腰鼓状腔体设计改为圆柱形腔体设计;同时,另配套设计与普通盘根盒压盖相同尺寸的压盖。
3.6 安装(1)腔体更换安装。
按照不动管柱作业措施施工要求,将原盘根盒自连接螺母以上部分卸除,将设计改造后的偏心井口盘根盒密封圈腔体穿人光杆,依靠连接螺母对中连接同定到位,再将普通盘根盒压盖,原压帽依次安装到位即可。
(2)盘根的填加更换。
设计改造后的偏心井口盘根盒密封圈腔体盘根的填加、更换操作与普通盘根盒盘根的操作相同,按照《中国石油天然气股份有限公司企业标准——抽油井操作规程》的更换盘根操作规程进行操作。
四、密封材料的设计及改进油田井口光杆密封装置用的密封盘根属消耗品,用量较大, 其质量好坏、寿命长短直接影响到密封装置的密封性能。
因此, 选择合理的盘根对整个密封装置的密封性能和工作性能是至关重要的。
4.1常规密封盘根的密封(1)常规密封盘根的密封机制盘根装入密封腔以后, 经压盖对它作轴向压缩,由于盘根的塑性, 使它产生径向力, 并与光杆紧密接触。
与此同时, 盘根中浸渍的润滑剂被挤出, 在接触面之间形成油膜。
由于接触状态并不是特别均匀, 接触部位便出现“边界润滑”状态, 类似滑动轴承,因此称为“轴承效应”; 而未接触的凹部形成小油槽, 有较厚的油膜, 当光杆与盘根有相对运动时, 接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫, 起阻止液流泄漏的作用, 此称“迷宫效应”(2)盘根密封作用原理图 4 光杆密封装置常规密封盘根的示意图如图 4所示, 压盖通过压套来轴向压紧密封盘根, 使密封盘根轴向和径向变形, 密封腔的间隙被填塞而达到密封的目的。