多功能光桿密封器的研制與應用效果分析

謝玉東+許國華

摘 要：目前，抽油機常用的密封器多為雙翼膠皮閘門式、人字型盤根式等結構的密封裝置。其功能單一、易損壞、易盜油，且光桿落井后不能防噴。為此，我們研制了多功能光桿密封器，有效地解決了密封、防噴、防偏等問題。現場應用達到了預期目的，取得了良好的經濟效益。

關鍵詞：光桿密封器 防井噴 防盜油 防偏磨

一、前言

井口光桿密封器是抽油機井重要附件之一。其主要作用是通過盤根密封器與光桿間的間隙，防止光桿在上下運動過程中，井內油氣噴出井口。目前抽油機井常用的光桿密封器多為雙翼膠皮閘門式、人字型盤根式等結構的密封裝置。在抽油機井正常生產過程中，這些密封裝置能夠有效的密封井口與光桿之間的間隙，但是，因其無防噴功能，當光桿斷、脫落入井內時，油氣就會從井口涌出，且此類密封器裝置存在易損壞、易盜油、適應性差等問題。

二、當前井口光桿密封器存在的問題

對于光桿斷、脫落入井內的情況，由于密封裝置無防噴功能，井內油氣涌出時會失去控制，造成油氣損失，污染環境，以及現場清理等人力物力的浪費。對于間隙出油的井，由于缺少潤滑裝置，存在著經常燒盤根，停井次數增加等問題。在井口安裝或測試等工作過程中，由于操作不當，造成井口偏，光桿與井口不對中時，調整難度較大。對于井口嚴重不對中的井，光桿密封器嚴重偏磨光桿，造成光桿使用壽命縮短，增加了更換光桿次數，工作量加大，也延長了停井時間。由于光桿密封器缺少防盜裝置，松開盤根盒放油比較容易，常發生盜油，井口跑油等問題。

針對以上存在的問題，我們從防噴、防盜、防偏等方面進行綜合考慮，經過反復實驗，成功研制出了一種防噴、防盜、防偏多功能光桿密封器。

三、多功能光桿密封器的結構

多功能光桿密封器防井噴、井口對中調偏、防盜與潤滑等三部分組成，如圖1：

1、連接短節2、上下法蘭盤3、連接螺栓4、防噴盒主體5、不銹鋼彈簧卡6、防噴蓋板定位銷 7、高強度尼龍防噴蓋板 8、防退扣頂絲 9、一級盤根密封倉主體 10、二級盤根內壓帽 11、格蘭 12、壓帽 13、〇型盤根 14、油料倉 15、〇型盤根 16、不銹鋼防噴孔 17、生產閘門連接管 18、二級盤密封倉主體

1、防噴部分

主要由防噴盒主體、不銹鋼彈簧卡、防噴蓋板定位銷、高強度尼龍防噴蓋板、不銹鋼防噴孔、生產閘門連接管六部分組成（見附圖4、5、6、7、16、17）。

2、防盜與潤滑部分

主要由上下兩級盤根密封倉部分組成（均可加入〇型盤根）。上部為一級密封倉，主要由：一級盤根密封倉主體、格蘭、壓帽、〇型盤根四部分組成（見附圖9、11、12、15）。下部為二級密封倉，主要由：防退扣頂絲、二級盤根內壓帽、〇型盤根、油料倉、二級盤根密封倉主體五部分組成（見附圖8、10、13、14、18）。起二級密封的作用。井口對中調偏部分主要由連接短節、上下法蘭盤、連接螺栓三部分組成（見附圖1、2、3）。

四、多功能光桿密封器的功能

1、防井噴

當光桿斷、脫落入井內時，防噴蓋板在彈簧卡的彈壓下可瞬間自動封閉防噴孔，阻止井內和地面管線回流油氣的噴出。由于防噴蓋板、防噴孔、彈簧卡均采用高強度防腐材料制成，使用壽命長，避免了油氣對它們的腐蝕，保證了長期使用效果。

在防噴蓋板上平面設計了一個圓錐臺，保證了防噴板在關閉是順利與防噴孔同心。光桿斷、脫落入井內油氣上頂壓力下，防噴蓋板與防噴孔間隙配合緊密，密封型好。

2、防盜與潤滑

一級盤根密封倉為主密封，平時可通過松緊壓帽，調節盤根松緊度，起到主密封光桿的作用。二級盤根密封倉為副密封，通過旋緊內壓帽壓緊〇型盤根，強化了井口與光桿間的密封，可在卸松一級盤根或一級盤根損壞時二級密封光桿，且具有一定扶正光桿的作用。上下兩級盤根密封倉之間的油料倉加注潤滑油和防腐液后，可對光桿在上下運動過程進行潤滑，同時防腐液對光桿具有一定的防腐蝕作用。

當一、二級密封倉主體連接旋緊后，使用內六方扳手上緊防退扣頂絲，即使老鄉破壞了一級盤根，也無法卸松二級盤根，同時井內油氣在二級盤根的密封下無法外瀉，避免了通過松盤根盒放油。由于采用兩級盤根密封，即使一級盤根正常損壞的情況下，二級盤根也可起到補充密封的作用。在二級盤根密封良好的情況下，可實現不需放空，更換一級盤根。

3、井口對中調偏

上下法蘭盤螺栓孔加工成橫向橢圓型，通過橫向移動上法蘭盤，可對井口對中進行部分調整，保證了井口對中率。

五、現場應用及效果分析

防噴、防盜、防偏多功能光桿密封器研制成功后，我們選取了三口井進行了近一年的現場應用，基本解決了松盤根盒放油，井口對中調偏、光桿斷脫井口噴油等難題，達到了預期目的。特別是在2016年12月24日，某井光桿斷脫入井內，防噴裝置及時起到了作用，防止了井內油氣的大量噴出，避免了對周圍環境的大量污染，減少了工人清理現場的時間，縮短了打撈時間，提前開井，保證了開井時率。

如果采油一廠抽油機井全部推廣使用，預計一年將產生如下經濟效益：

根據目前通過松盤根盒盜油等統計，全年約300井次計算，每次損失原油按0.1噸計算，每噸為2000元，則直接經濟損失為：300×0.1×2000=6.0（萬元）。

全年因盜油破壞，更換盤根停井按200井/次，停井0.5小時/次，原油損失按0.2噸/井次，材料費30元，則直接經濟損失為：200×0.2×2000+200×30=8.6（萬元）。

因光桿偏磨，全年按更換光桿40井次，每根光桿8000元，因停井原油損失2.0噸/井，特車費2000元/臺班，則直接經濟損失為：40×8000+40×2.0×2000+40×2000=56.0（萬元）。

光桿斷、脫落入井內，全年按10井次，更換光桿5井次，停井4小時/次，原油損失按3噸/井次，特車費2000元/臺班，工農賠償費合計5000元，則直接經濟損失為：10×3×2000+5×8000+10×2000+5000=12.5（萬元）。

以上各種經濟損失合計為：6.0+8.6+56.0+12.5=83.1（萬元）。

六、結論

多功能光桿密封器具備密封、防噴、防盜、防偏等多功能合一的特點，成功地解決了以往抽油機井光桿密封器功能單一的問題，基本杜絕了松盤根盒盜油、光桿偏磨，以及光桿斷、脫落入井后油氣大量外瀉等現象，達到了預期目的，避免了油田較大的經濟損失，取得了良好的經濟社會效益。如果在全廠推廣應用，預計將會取得更大的經濟社會效益。而且避免了由于不法分子的破壞，使井內油氣外瀉，造成的環境污染等一系列問題，經濟和社會效益明顯。