磁性增压光杆密封器制造技术

磁性增压光杆密封器，用于油田游梁式抽油机井口光杆密封，解决一百多年来各种光杆密封器摩擦阻力大，经常泄漏，污染环境的老大难问题，它的结构特点是，在圆筒状光杆密封函内，下端安装嵌入6块条形永磁体固定密封套，上端安装嵌入6块条形永磁体滑动密封套，上、下密封套之间注满磁流体填料，在12块异级相对永磁体产生的强磁场引力作用下，滑动密封套始终保持向固定密封套滑移的势能，从而牢固吸附并压迫磁流体填料形成可伸缩的高压密封区，这种液态强润滑填充密封可持久良好地密封住光杆，实现节能减排，消除油、气、水泄漏，免除更换盘根劳作，减少停产损失，排除安全隐患，提高环保质量，助力绿色油田发展。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】磁性增压光杆密封器，用于油田游梁式抽油机井口光杆密封，解决一百多年来各种光杆密封器摩擦阻力大，经常泄漏，污染环境的老大难问题，它的结构特点是，在圆筒状光杆密封函内，下端安装嵌入6块条形永磁体固定密封套，上端安装嵌入6块条形永磁体滑动密封套，上、下密封套之间注满磁流体填料，在12块异级相对永磁体产生的强磁场引力作用下，滑动密封套始终保持向固定密封套滑移的势能，从而牢固吸附并压迫磁流体填料形成可伸缩的高压密封区，这种液态强润滑填充密封可持久良好地密封住光杆，实现节能减排，消除油、气、水泄漏，免除更换盘根劳作，减少停产损失，排除安全隐患，提高环保质量，助力绿色油田发展。【专利说明】磁性増压光杆密封器一、
:(一)、本专利技术所属
:专利著录
:机械装置及运输
--机械组件--G05G--只按机械特征区分的控制装置或系统。科技部高新
目录:八、高新技术改造传统产业一一(四)新型机械一一2、通用机械和新型机械。(二)、应用范围:本专利技术为石油工业节能减排、安全环保新技术，是目前油田普遍使用的盘根光杆密封器的升级换代产品，适用于全国约50万口和全世界约500万口有杆栗抽油井的光杆密封。(三)、功能作用:本专利技术采用磁性增压技术和磁流体复合密封技术，在轴向使密封函内磁流体填料始终保持增压态势，使之在径向形成无数“O”形磁流体密封圈，自动、致密地填充密封区内可能产生的任何缝隙，增强抗击穿能力，从而实现光杆“零”泄漏密封;本专利技术解决盘根“抱紧”密封造成的摩擦阻力大，抽油机电耗大，盘根损坏更换频繁，停产检修成本高，井口带压油气水经常“跑、冒、滴、漏”，以及由此产生的严重环境污染和安全隐患等一系列老大难问题。二、
技术介绍
:目前国家专利局已认证的抽油机光杆密封器专利达200多项，但被油田认可且具实用价值的微乎其微，这说明解决光杆密封泄漏问题研究者之众，难度之大。现实情况是，在油田普遍使用的光杆密封器仍然沿用的是一百多年来的基本结构，这就是盘根盒光杆密封器，也是载入《采油工程手册》的唯一一类器型。1、品种:目前各油田广泛使用的传统抽油机光杆密封装置主要有:单盘根盒光杆密封器，双盘根盒光杆密封器，单塔形盘根盒光杆密封器，双塔形盘根盒光杆密封器，球形盘根盒光杆密封器等。2、基本结构传统盘根盒类光杆密封装置，最典型的是“O”形橡胶圈单盘根盒光杆密封器，如图2所示;双塔形盘根盒光杆密封器，如图3所示。这类产品的结构主要由以下几部分组成:12、上压盖；13、革兰；14、“O”型橡胶密封圈(或编织盘根密封圈)；15、盘根盒(密封函)；16、弹簧；17、盘根盒与采油树接箍；18、塔形橡胶密封件。其他类型产品，如双盘根盒、单塔型盘根盒、球形盘根盒等盘根盒光杆密封器，是将基本密封器型稍作改变，其余结构基本相同。3、技术原理如图2、图3所示，通过旋紧上压盖12，推动革兰13，压紧“O”形盘根14或18，使之产生形变抱紧光杆，从而起到密封作用，防止油井中的带压油、气、水随光杆的往复运动而冒出井口。其他各品种产品技术原理也基本一致，都是通过机械装置压迫盘根产生形变“抱紧”光杆方式，起到密封作用。此类产品已沿用一个多世纪，实践证明它在使用初期能起到一定密封作用，但存在问题很多，不能适应油田现代化建设需要，急需更新换代。4、存在问题:如图2、图3所示，采用机械压紧胶皮盘根形变对往复运动光杆实施“抱紧”密封，主要存在以下问题:(I)、造成严重环境污染。“抱紧”密封必然导致胶皮盘根(或编织盘根)磨损，首先从磨损缝隙泄漏出的是石油伴生气，据联合国环境规划署(UNEP)官网公布，全世界在产油、气井每年向大气层排放的天然气、石油伴生气约13600000000m3。天然气、石油伴生气主要成分是CH4(也有一定量SH2)，它释放热能力远高于C02，属于高碳排放，是臭氧层破坏、温室效应扩张和造成酸雨的重要根源。在油田，这样看不见、摸不着的有毒、有害气体每天都有排放。当盘根磨损到一定程度后，原油和高矿化度地下水就会外泄到地面，造成地表环境严重污染;如果油井是在农田里，就会造成庄稼成片死亡。(2)、工人劳动强度大。为了使盘根盒不泄漏，采油工人每天必须巡视井场，拧紧盘根压盖;盘根的使用寿命一般都不长，每I?2周必须停产，拆开上压盖，更换新盘根;尤其是沙漠油田，在夏季零上40?50度、冬季零下20?30度的恶劣环境下进行野外作业，十分艰苦。(3)、安全隐患。从盘根盒中溢出的气体是天然气，其主要成分是CH4、C2H6、C3H8等;根据不同地质情况也含有或多或少H2S，前者易燃易爆，后者能灼伤呼吸系统，致人窒息死亡。因此说，盘根泄漏是油田严重的安全隐患。(4)、增加能耗。在抽油机采油过程中，无论是上冲程还是下冲程，光杆始终都处于被盘根“抱紧”甚至是“抱死”的刹车状态，增加了运动阻力，也就增加了抽油机能耗。(5)、浪费资源。胶皮盘根(或编织盘根)被摩损后，与光杆之间产生间隙，随着使用时间延长，此间隙不断扩大，油井中的带压油、气、水从间隙中不断冒出、溢散，浪费宝贵资源。(6)、损坏光杆。由于光杆始终处于机械压迫和抱紧摩擦状态，摩擦损耗使光杆由粗变细，疲劳应力使光杆内部产生裂纹，双重作用大大缩短光杆使用寿命。(7)、容易造成抽油杆偏摩。由于光杆始终处于刚性压迫状态，当它的运动脱离油井中轴线时，就会带动下面的抽油杆(短则七、八百米，长则二、三千米)也偏离油井中轴线而呈现“蛇形”运动，造成抽油杆偏摩，从而增加抽油机电耗，并且容易磨断抽油杆接箍，发生断杆事故，使油井被迫停产检修。(8)、停广损失大。如上所述，使用盘根盒光杆密封器，造成经常更换盘根、更换光杆，抽油杆偏摩、断杆，修井等作业，严重影响油田正常生产。据不完全统计，全国由于光杆盘根盒密封泄漏问题每年造成的能耗、物耗、停产损失、作业费用等不下几百亿元。三、
技术实现思路
:(—)、专利技术目的为了消除盘根盒光杆密封装置能耗高，损坏快，污染大，严重影响生产和效益等问题，用新技术改造传统产业，本人邓海波于2008年申报了磁流体光杆密封器ZL 2008 20065400.0专利;2014年进行了升级，获得了万向随机纠偏外注磁流体光杆密封器ZL2014 20073652.3专利;经过近10年实验研究和持续不断改进完善，在前2次专利基础上升级的磁性增压光杆密封器已实现一年以上不停产，不换料，不操作，不维护，不泄漏，目前正在多家油田推广，为建设绿色油田发挥作用。(二)、本专利技术理论原理根据现代量子力学理论，物质由于电子自旋磁矩、轨道磁矩和原子核磁矩的微观交互作用产生磁场;磁场是物质存在的一种客观形式;磁场具有能量和动量;磁体具有同极相斥，异极相吸特性，其实质是内部磁畴的定向有序排列。美国麻省理工学院R.C.0handley教授经长期实验研究证明，单磁畴或多磁畴软磁磁性液体(粒度在10—7?10—9m)，在强磁场作用下磁化，可在三维空间形成极性定向有序排列，并且其数学描述遵从Maxwel1、B1t-Savart、Bernou Ili 等基本方程。(三)、本专利技术具体方案和技术创新点1、整体结构创新。磁性增压光杆密封器，其特征在于:在圆筒状光杆密封函内，下端安装嵌入6块条形永磁体固定密封套，上端安装嵌入6块条形永本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁性增压光杆密封器，其特征在于：在圆筒状光杆密封函内，下端安装嵌入6块条形永磁体固定密封套，上端安装嵌入6块条形永磁体滑动密封套，上、下密封套之间注满磁流体填料，在12块异级相对永磁体产生强磁场引力作用下，滑动密封套始终保持向固定密封套滑移的势能，从而牢固吸附并压迫磁流体填料形成可伸缩的高压密封区，这种液态强润滑填充密封可持久良好地密封住光杆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海波，
申请(专利权)人：邓海波，
类型：发明
国别省市：湖北;42