多功能光桿井口密封器的研制與應用

易軍　盧建強

【摘要】在油田開采過程中，90%以上使用抽油機設備生產，井口光桿密封器是抽油機重要的附件之一，光桿與盤根之間長時間處于干式摩擦，時間一長就會發生斷脫泄漏，影響原油生產，污染環境，多功能光桿井口密封器可以有效解決，具有較高的經濟和社會價值。

【關鍵詞】光桿 密封器 環境污染 經濟效益

一、目前現狀

中原在油田開采過程中，90%以上使用抽油機設備進行開采，井口光桿密封器是抽油機重要的附件之一。抽油機工作時，光桿在抽油井口中做上下往復運動，兩者之間的密封問題主要由內部裝有盤根的密封器來實現。而目前光桿與盤根之間是利用產出的原油在光桿上形成附著油膜對摩擦面進行潤滑。由于油田處于開發中后期，原油含水不斷升高，產液間隙延長，油膜很難附著在光桿上，光桿與盤根之間長時間處于干式摩擦，加速了抽油光桿和盤根的磨損。同時，由于抽油機安裝誤差和井況影響，使光桿發生偏磨，也加速了盤根和光桿的磨損。光桿磨損腐蝕后負荷的不斷變化增大時容易導致光桿斷脫，發生井噴、漏油事故。濮城油田有180多口（低產、低能、高含水）井平均盤根使用壽命為1-3天，光桿密封器盤根磨損或光桿斷脫發生泄漏，不但污染環境，影響原油生產，而且增加工人的勞動強度。如何延長油田開發后期密封器盤根的使用壽命，防止光桿斷脫后發生泄漏事故，成為采油生產的重要課題。

二、特點

充分利用現有的成熟技術，結構簡單、設計合理、密封可靠，安裝、操作簡單方便，不但實現了對光桿進行連續性強制潤滑和扶正，同時還實現了光桿斷脫后，對密封器的迅速自動封堵多功能井口密封器。新式密封器既延長了盤根和光桿的使用壽命，又防止了光桿斷脫造成的井噴事故的發生。適用于各種型號的游梁式抽油機光桿密封器，具有較大的推廣價值。

三、創新點

裝置由光桿密封器本體1、井口柱塞式加藥泵2、潤滑扶正塊3、防噴器16、盤根10、光桿5等部件組成（圖1），在本體的管壁上設有過油通孔6，在過油通孔6相對應的光桿上套有潤滑扶正塊3;過油通孔3通過高壓軟管7與井口柱塞式加藥泵2、機油桶連接8;密封器中心孔下部設有半圓型腔體18，半圓型腔體18上部設有凹型密封座;防噴器16呈圓管形，一端向下傾斜一定角度焊接在光桿密封器1下端外圍上，其中心孔與半圓型腔18體連同。

所述的潤滑扶正塊3為鉛青銅（ZQP630）制造的空心管狀體，其外管壁圓周中間設有梯形油槽，梯形油槽9底部中間均布有過油孔。

所述的防噴器16上端設有與其螺紋配合的壓帽15，壓帽內周設有彈簧腔，腔內設有螺旋彈簧19，彈簧19之下設有鋼球或非金屬球17。

四、工作原理

抽油機運行時，光桿5帶動方卡子14做上下往復運動，反復撞擊井口柱塞式加藥泵2的撞擊桿13，帶動井口柱塞式加藥泵2工作，加藥泵2將機油桶8內的機油通過高壓軟管7、過油通孔6、梯形油槽9、過油孔10壓入潤滑扶正塊3的內腔，對往復運動的光桿5消耗的機油進行補充，實現連續潤滑。同時鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊3對上下往復運動光桿5進行扶正，防止其偏磨;當油井在生產中光桿斷脫時，光桿的一半掉進井筒里，一半被抽油機提出井口，此時密封器16的鋼球17被彈簧19推出，被油流推到凹型密封座18上，油就不能外噴，防止了因井噴造成的惡性事故，保護了自然環境。

五、應用情況

通過多次試驗、改進、完善，設計了抽油機多功能光桿密封器，在有關部門的大力支持下，在濮城油田問題較嚴重的兩口井安裝實驗，實驗前這兩口井盤根使用壽命平均在30小時以內，安裝后連續運行3600小時，未出現盤根泄漏現象，使用效果顯著。該裝置鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊安裝在盤根中間，即保障潤滑油進入光桿與盤根和潤滑扶正塊的摩擦面，又防止潤滑油泄漏。由于盤根和鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊得到了有效的潤滑，防止光桿拉傷，同時又保障了光桿的對中，增加了盤根和鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊的使用壽命，提高了開井時率。光桿斷脫時防噴器內的鋼球可迅速對密封器進行

六、效益評價

裝置的使用延長了盤根和光桿的使用時間，減少了更換盤根、光桿和原油泄漏的次數，防止了井噴事故的發生，提高了抽油機現場管理水平，降低了工人的勞動強度，如果在濮城油田投用80口井。

（1）減少抽油機更換盤根和光桿停機次數，增加了開井時率，從而停機產量損失，預計每年可增效67萬元。

（2）安裝后的抽油機，與上年同期相比，減少更換盤根和光桿的數量，預計減少成本費用35萬元。

（3）防止因為光桿突然斷脫造成的井噴事件5次，預計減少污染賠償6萬元。

預計增效：67+35+6=108萬元。

投入費用：投用80口井，每套1600元。機油為廢機油回收利用，費用不計。投入：80×1600=12.8（萬元）。使用壽命按5年計算，每年折舊12.8÷5=2.56（萬元）。

綜合經濟效益：108萬元-2.56萬元=105.44萬元。

在油田開采過程中，90%以上使用抽油機設備進行開采，井口光桿密封器是抽油機重要的附件之一。成果適用于各種型號的游梁式抽油機光桿密封器，具有較大的推廣價值。預計在全中原油田推廣使用年可創效300萬元。