多功能光杆井口密封器的研制与应用

易军　卢建强

【摘要】在油田开采过程中，90%以上使用抽油机设备生产，井口光杆密封器是抽油机重要的附件之一，光杆与盘根之间长时间处于干式摩擦，时间一长就会发生断脱泄漏，影响原油生产，污染环境，多功能光杆井口密封器可以有效解决，具有较高的经济和社会价值。

【关键词】光杆 密封器 环境污染 经济效益

一、目前现状

中原在油田开采过程中，90%以上使用抽油机设备进行开采，井口光杆密封器是抽油机重要的附件之一。抽油机工作时，光杆在抽油井口中做上下往复运动，两者之间的密封问题主要由内部装有盘根的密封器来实现。而目前光杆与盘根之间是利用产出的原油在光杆上形成附着油膜对摩擦面进行润滑。由于油田处于开发中后期，原油含水不断升高，产液间隙延长，油膜很难附着在光杆上，光杆与盘根之间长时间处于干式摩擦，加速了抽油光杆和盘根的磨损。同时，由于抽油机安装误差和井况影响，使光杆发生偏磨，也加速了盘根和光杆的磨损。光杆磨损腐蚀后负荷的不断变化增大时容易导致光杆断脱，发生井喷、漏油事故。濮城油田有180多口（低产、低能、高含水）井平均盘根使用寿命为1-3天，光杆密封器盘根磨损或光杆断脱发生泄漏，不但污染环境，影响原油生产，而且增加工人的劳动强度。如何延长油田开发后期密封器盘根的使用寿命，防止光杆断脱后发生泄漏事故，成为采油生产的重要课题。

二、特点

充分利用现有的成熟技术，结构简单、设计合理、密封可靠，安装、操作简单方便，不但实现了对光杆进行连续性强制润滑和扶正，同时还实现了光杆断脱后，对密封器的迅速自动封堵多功能井口密封器。新式密封器既延长了盘根和光杆的使用寿命，又防止了光杆断脱造成的井喷事故的发生。适用于各种型号的游梁式抽油机光杆密封器，具有较大的推广价值。

三、创新点

装置由光杆密封器本体1、井口柱塞式加药泵2、润滑扶正块3、防喷器16、盘根10、光杆5等部件组成（图1），在本体的管壁上设有过油通孔6，在过油通孔6相对应的光杆上套有润滑扶正块3;过油通孔3通过高压软管7与井口柱塞式加药泵2、机油桶连接8;密封器中心孔下部设有半圆型腔体18，半圆型腔体18上部设有凹型密封座;防喷器16呈圆管形，一端向下倾斜一定角度焊接在光杆密封器1下端外围上，其中心孔与半圆型腔18体连同。

所述的润滑扶正块3为铅青铜（ZQP630）制造的空心管状体，其外管壁圆周中间设有梯形油槽，梯形油槽9底部中间均布有过油孔。

所述的防喷器16上端设有与其螺纹配合的压帽15，压帽内周设有弹簧腔，腔内设有螺旋弹簧19，弹簧19之下设有钢球或非金属球17。

四、工作原理

抽油机运行时，光杆5带动方卡子14做上下往复运动，反复撞击井口柱塞式加药泵2的撞击杆13，带动井口柱塞式加药泵2工作，加藥泵2将机油桶8内的机油通过高压软管7、过油通孔6、梯形油槽9、过油孔10压入润滑扶正块3的内腔，对往复运动的光杆5消耗的机油进行补充，实现连续润滑。同时铅青铜（ZQP630）制造润滑扶正块3对上下往复运动光杆5进行扶正，防止其偏磨;当油井在生产中光杆断脱时，光杆的一半掉进井筒里，一半被抽油机提出井口，此时密封器16的钢球17被弹簧19推出，被油流推到凹型密封座18上，油就不能外喷，防止了因井喷造成的恶性事故，保护了自然环境。

五、应用情况

通过多次试验、改进、完善，设计了抽油机多功能光杆密封器，在有关部门的大力支持下，在濮城油田问题较严重的两口井安装实验，实验前这两口井盘根使用寿命平均在30小时以内，安装后连续运行3600小时，未出现盘根泄漏现象，使用效果显著。该装置铅青铜（ZQP630）制造润滑扶正块安装在盘根中间，即保障润滑油进入光杆与盘根和润滑扶正块的摩擦面，又防止润滑油泄漏。由于盘根和铅青铜（ZQP630）制造润滑扶正块得到了有效的润滑，防止光杆拉伤，同时又保障了光杆的对中，增加了盘根和铅青铜（ZQP630）制造润滑扶正块的使用寿命，提高了开井时率。光杆断脱时防喷器内的钢球可迅速对密封器进行

六、效益评价

装置的使用延长了盘根和光杆的使用时间，减少了更换盘根、光杆和原油泄漏的次数，防止了井喷事故的发生，提高了抽油机现场管理水平，降低了工人的劳动强度，如果在濮城油田投用80口井。

（1）减少抽油机更换盘根和光杆停机次数，增加了开井时率，从而停机产量损失，预计每年可增效67万元。

（2）安装后的抽油机，与上年同期相比，减少更换盘根和光杆的数量，预计减少成本费用35万元。

（3）防止因为光杆突然断脱造成的井喷事件5次，预计减少污染赔偿6万元。

预计增效：67+35+6=108万元。

投入费用：投用80口井，每套1600元。机油为废机油回收利用，费用不计。投入：80×1600=12.8（万元）。使用寿命按5年计算，每年折旧12.8÷5=2.56（万元）。

综合经济效益：108万元-2.56万元=105.44万元。

在油田开采过程中，90%以上使用抽油机设备进行开采，井口光杆密封器是抽油机重要的附件之一。成果适用于各种型号的游梁式抽油机光杆密封器，具有较大的推广价值。预计在全中原油田推广使用年可创效300万元。