盤根快速更換器的結(jié)構(gòu)及原理

呂建軍++黃珊珊++王洪波++黎東++李霞

[摘 要]本文針對油井生產(chǎn)中光桿與盤根盒不對中，造成盤根磨損，提出了設(shè)計盤根快速更換器，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中，形成同心。

[關(guān)鍵詞]盤根 不對中 快速 更換

中圖分類號：TE88 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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抽油機(jī)的正常運轉(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需更換盤根，由于井口偏、操作空間狹小，很難快速更換。同時，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間長、工作強(qiáng)度大的缺點，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)場的使用特點，本著簡單、實用、有效的原則，充分利用廢舊材料，設(shè)計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)過長時間的使用，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)場為了能夠?qū)⒈P根取出，多用起子和榔頭配合，將盤根截斷，再分段取出；加入時也多是用起子等工具野蠻操作。該方法操作時間長，有時還造成違章操作，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)量和提高采油時率，尤其對于出砂井來說，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)場對此類井的停井操作有著嚴(yán)格的規(guī)定，對操作時間嚴(yán)格限制，如果更換盤根時間過長，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

針對以上問題，本著簡單、實用、有效的原則，設(shè)計出了不對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間和保證了更換質(zhì)量。

其基本構(gòu)造分為以下幾個部分：

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90°角，露出切口，切口寬度與光桿直徑相等；在上部切口對面做一直徑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中，形成同心。當(dāng)兩者同心時，光桿與盤根盒四周間距就會相等，這樣不論取出還是加注盤根都會變得很輕松。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，先將切割好的新盤根從裝置中間穿過并套入光桿，再推動推桿，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，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。利用這個裝置使得更換盤根的操作變得快速、簡單、安全，從而節(jié)省了操作時間，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)計目的，能夠在較短的時間里對不對中抽油機(jī)井的盤根進(jìn)行更換，其具有如下優(yōu)點：

1、結(jié)構(gòu)簡單，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、操作時間短，比正常取盤根時間縮短70%以上。從而減少停井時間。

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、勞動強(qiáng)度小，避免了違章操作，減少了傷害。

參考文獻(xiàn)

[1]中國石油學(xué)會.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)手冊編寫組.采油技術(shù)手冊.北京：石油工業(yè)社，1977