一种随动式光杆密封器调偏斜机构的制作方法

1.本实用新型属于抽油机井井口密封技术领域，具体涉及一种随动式光杆密封器调偏斜机构。

背景技术：

2.光杆的偏斜所导致的盘根偏磨是盘根密封失效诸多因素中的最重要原因之一，在光杆密封器上增加调偏和调斜功设计可以有效解决光杆静态和动态偏斜带来的偏磨问题。目前通常采用由平面滑动结构、球面结构和其密封结构组成的调偏斜机构来调偏和调斜。从已有的光杆密封器产品设计及现场应用效果来看，基本上可以较好地解决光杆的静态偏斜问题，调偏斜机构对于光杆的动态偏斜仍然存在密封可靠性较差的问题，一直以来也是业界十分关注和亟待解决的问题。
3.目前光杆密封器动态调偏斜机构所采用的随动密封方式，一是在平面滑动调偏结构和球面调斜球铰中设置密封件，组成平面滑动密封结构和球面密封球铰来进行调偏调斜；二是增设独立耐压柔性管作为随动密封结构与平面滑动调偏结构和球面调斜球铰组成动态调偏斜机构。这两种方式虽然都具备有动态调偏斜功能，但存在如下问题：
4.1、平面滑动密封结构究其密封机理通常不适合平面滑动密封，用于平面滑动密封可靠性较差，使得调偏斜机构密封可能过早失效，成为光杆密封器密封的薄弱部位；
5.2、柔性管易疲劳和老化，也可能造成调偏斜机构密封过早失效，此外，耐压柔性管受强度要求及制造工艺和长度所限，往往柔性不足，当光杆偏斜量较大时，较大的回弹力仍会造成光杆盘根的偏磨问题。
6.有鉴于此特提出本实用新型。

技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其目的在于，解决光杆的动态偏斜的问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
9.一种随动式光杆密封器调偏斜机构，包括平面滑动调偏结构，球面调斜球铰和其随动密封结构；所述随动密封结构包括连接体、壳体、平面滑动调偏结构和球面调斜球铰相连接构成的筒状结构，所述筒状结构内设置有一个上球面密封球铰和一个下球面密封球铰，两个球面密封球铰采用可轴向伸缩移动的轴孔动配合密封形式相连接；当光杆发生偏移和/或倾斜时，平面滑动调偏结构的滑盘和球面调斜球铰的调斜球体跟随光杆偏移和/或倾斜，上球面密封球铰的移动和/或摆动及下球面密封球铰的摆动，可对调偏斜机构自动进行密封跟随。
10.进一步，所述的上球面密封球铰包括上球体、上球面密封件、调斜球体和上球体压盖；所述上球体球面设有环形凹槽，环形凹槽内安装有上球面密封件，上球体开有阶梯内孔并设有环形凹槽，环形凹槽内安装有密封件；所述调斜球体为球柱体，上、下部分为柱体，中
间为球体，开有内孔，下部设有内球面，上部设有连接内螺纹，下柱体结构外圆设有连接外螺纹；所述上球体压盖采用柱状筒体，上部为内球面，下部设有连接内螺纹；所述上球体、上球面密封件、调斜球体内球面和上球体压盖内球面相配合连接构成了上球面密封球铰。
11.进一步，所述的下球面密封球铰包括下球体、下球面密封件、连接体和下球体压盖；所述下球体为球柱状体，下部为球面体，上部设有凸体部分，凸体部分为圆柱状，下球体开有锥、柱形内孔，球面设有环形凹槽，环形凹槽内安装有下球面密封件；所述连接体为阶梯形柱状体，开有内孔，上部柱状体设有内球面，外圆面设有连接外螺纹，下部柱状体外圆设有连接外螺纹，中部盘状体外圆面也设有连接外螺纹；所述下球体压盖采用柱状筒体，上部为内球面，下部面设有连接内螺纹；所述下球体、下球面密封件、连接体内球面和下球体压盖内球面相配合连接构成了下球面密封球铰。
12.进一步，所述平面滑动调偏结构包括壳体、滑盘和调整压盖；壳体为柱状筒体，上端面为平面，上部设有连接外螺纹，下部设有连接内螺纹；调整压盖采用柱状筒体，上部内端面为平面，下部设有内螺纹；滑盘为盘状圆环体，分为上下两体，内表面为内球面；滑盘坐于壳体的上端面，调整压盖下端面压在滑盘的上端面，通过螺纹与壳体连接在一起，构成平面滑动调偏结构；所述平面滑动调偏结构采用间隙配合。
13.进一步，所述的球面调斜球铰包括调斜球体，调斜球体外球面与滑盘内球面通过间隙配合。
14.进一步，所述连接体通过螺纹与壳体相连接，壳体通过螺纹与调整压盖相连接，构成筒状支撑结构；滑盘安装在由壳体上端面和调整压盖下端面限定的空间内，滑盘内球面与调斜球体外球面相连接；上球面密封球铰倒置连接于调斜球体下端，通过调斜球体外球面悬挂在滑盘内球面上；下球面密封球铰坐置在连接体上部，通过下球体球面与连接体内球面配合相连；下球体上部圆柱凸体插入上球体内孔中，与上球体内孔形成轴孔动配合密封连接，所述圆柱凸体能在上球体内孔中轴向伸缩移动。
15.进一步，所述上球体球面密封、下球体球面密封和上球体内孔径向密封结构可采用一道或多道o型或唇形密封件或其它密封形式。
16.采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
17.1、通过在光杆密封器的调偏斜机构上设置可轴向伸缩移动的轴孔动配合密封形式相连接的两个球面密封球铰，当光杆发生偏移和/或倾斜时，通过上球面密封球铰的移动和/或摆动及下球面密封球铰的摆动，可实现对调偏斜机构的随动密封跟随，有效的改善随动调偏斜机构的密封效果。
18.2、通过由连接体、外壳体、滑盘和调整压盖所构成筒状支撑结构，改变了光杆密封盘根摩擦力和光杆载荷的传递路径，并可有效改善两密封球面的受力环境。
19.3、随动调偏斜机构通过滑盘平移，调斜球体摆动，及相连接的上、下球面密封球铰的随动密封跟随，使光杆密封器除具备安装初始静态调偏斜功能外，还能动态自动跟随光杆的偏移和角度倾斜，从而减少或消除光杆与井口偏移或倾斜引起的盘根偏磨问题。
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
21.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用
新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
22.图1是本实用新型实施例一中一种随动式光杆密封器调偏斜机构的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例二中一种随动式光杆密封器调偏斜机构的结构示意图。
24.图中主要元件说明：
25.1、平面滑动调偏结构；2、球面调斜球铰；3、上球面密封球铰；31、上球体；32、上球面密封件；33、调斜球体；34、上球面压盖；4、下球面密封球铰；41、下球体；42、下球面密封件；43、下球体压盖；5、连接体；6、壳体；7、滑盘；8、调整压盖；9、密封件；10、光杆。
26.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.实施例一
31.如图1所示，本实施例中，一种随动式光杆密封器调偏斜机构，包括平面滑动调偏结构 1，球面调斜球铰2和其随动密封结构；所述随动密封结构包括连接体5、壳体6、平面滑动调偏结构1和球面调斜球铰2相连接所构成的筒状结构内，设置有一个上球面密封球铰3和一个下球面密封球铰4，两个球面密封球铰采用可轴向伸缩移动的轴孔动配合密封形式相连接；当光杆10发生偏移和/或倾斜时，平面滑动调偏结构1的滑盘7和球面调斜球铰2的调斜球体33跟随光杆10偏移和/或倾斜，通过上球面密封球铰3的移动和/或摆动及下球面密封球铰4的摆动，可对调偏斜机构自动进行密封跟随，确保密封盘根与光杆同心而不发生偏磨。
32.本实施例中，所述的上球面密封球铰3包括上球体31、上球面密封件32、调斜球体33 和上球体压盖34；所述上球体31球面设有环形凹槽，环形凹槽内安装有上球面密封件32，密封件32采用o形密封圈，上球体31开有阶梯内孔并设有环形凹槽，环形凹槽内安装有密封件19，密封件19采用o形密封圈；所述调斜球体33为球柱体，上、下为柱体，中间为球体，开有内孔，下部设有内球面，上部设有连接内螺纹，下柱体结构外圆设有连接外螺纹；所述
上球体压盖34采用柱状筒体，上部为内球面，下部设有连接内螺纹；所述上球体31、上球面密封件32、调斜球体33内球面和上球体压盖34内球面相配合连接构成了上球面密封球铰3,上球体31可绕其球心作一定角度的周向摆动；上球体压盖34配有锁定螺钉，通过上球体压盖34连接螺纹可对上球面密封间隙进行调节和锁定。
33.本实施例中，所述的下球面密封球铰4包括下球体41、下球面密封件42、连接体5和下球体压盖43；所述下球体41为球柱状体，下部为球面体，上部设有凸体部分，凸体部分为圆柱状，下球体41开有锥、柱形内孔，球面设有环形凹槽，环形凹槽内安装有下球面密封件 42，密封件42采用o形密封圈；所述连接体5为阶梯形柱状体，开有内孔，上部柱状体设有内球面，外圆面设有连接外螺纹，下部柱状体外圆设有连接外螺纹，中部盘状体外圆面也设有连接外螺纹；所述下球体压盖43采用柱状筒体，上部为内球面，下部面设有连接内螺纹；所述下球体41、下球面密封件42、连接体5内球面和下球体压盖43内球面相配合连接构成了下球面密封球铰4；下球体41可绕其球心作一定角度的周向摆动；下球体压盖43配有锁定螺钉，通过下球体压盖43连接螺纹可对下球面密封间隙进行调节和锁定。
34.本实施例中，所述平面滑动调偏结构1包括壳体6、滑盘7和调整压盖8；壳体6为柱状筒体，上端面为平面，上部设有连接外螺纹，下部设有连接内螺纹；调整压盖8采用柱状筒体，上部内端面为平面，下部设有内螺纹；滑盘7为盘状圆环体，分为上下两体，内表面为内球面；滑盘7坐于壳体6的上端面，调整压盖8下端面压在滑盘7的上端面，通过螺纹与壳体6连接在一起，构成平面滑动调偏结构1；所述平面滑动调偏结构1采用间隙配合。调整压盖配有锁定螺钉，通过连接螺纹可对平面滑动调偏结构1进行间隙调节和锁定；滑盘7 的径向偏移量依据不同规格的光杆10尺寸与油管环空间隙设定。
35.本实施例中，所述的球面调斜球铰2包括调斜球体33,调斜球体33外球面与滑盘7内球面通过间隙配合，调斜球体33可绕其球心作一定角度周向摆动。
36.本实施例中，所述上球体31球面密封、下球体41球面密封和上球体31内孔径向密封结构可采用一道或多道o型或唇形密封件或其它密封形式。
37.本实施例中，所述连接体5通过螺纹与壳体6相连接，壳体6通过螺纹与调整压盖8相连接，构成筒状支撑结构，并形成盘根摩擦力和光杆密封器载荷传递路径，有效改善上下球面密封球铰受力状态；滑盘7安装在由壳体6上端面和调整压盖8下端面限定的空间内，与壳体6上端面和调整压盖8下端面构成平面滑动调偏结构1，滑盘7可周向水平移动；滑盘7 内球面与调斜球体33外球面相连接，构成球面调斜球铰2；上球面密封球铰3倒置连接于调斜球体33下端，通过调斜球体33外球面悬挂在滑盘7内球面上；调斜球体33可以随滑盘7 周向水平移动和绕其球心作周向摆动；下球面密封球铰4坐置在连接体5上部，通过下球体 41球面与连接体5内球面配合相连；下球体41上部圆柱凸体插入上球体31内孔中，与上球体31内孔形成轴孔动配合径向密封连接，圆柱凸体能在上球体31内孔中轴向移动；上球面密封球铰3可以随滑盘7周向水平移动，还可以绕调斜球体33球心周向摆动，上球体31和下球体41可以绕其球心周向摆动。
38.如图1所示，本实施例与常规光杆密封器相连接，构成具有随动调偏斜功能的光杆密封器，当光杆中心线偏离井口中心线时，光杆对密封盘根施加侧向力，传递给调斜球体33，调斜球体33推动滑盘7并一同带动上球面密封球铰3水平移动，上球体31和下球体41中心距变大，迫使插入上球体31内孔的下球体41圆柱凸体产生轴向拉伸移动，以补偿两球体
间距的变化，进而带动上、下球体绕其球心发生摆动，顺应滑盘7的水平移动；当上球体31回摆时，上球体31和下球体41中心间距变小，插入上球体31内孔的下球体41圆柱凸体产生轴向回缩移动，以补偿两球体间距的变化，从而实现对平面滑动调偏结构1随动密封跟随；当光杆3中心线与井口中心发生角度倾斜时，光杆对密封盘根施加侧向力传递给调斜球体33，调斜球体33绕其球心摆动，进而带动上球面密封球铰3一同摆动，上、下球体间距变大，也迫使插入上球体31内孔的下球体41圆柱凸体产生轴向拉伸移动，以补偿两球体间距的变化，进而带动上、下球体绕其球心发生摆动，顺应调斜球体33的摆动，从而实现对球面调斜球铰 2的随动密封跟随。
39.实施例二
40.如图2所示，本实施例中，与实施例一的区别在于，对井口垂直的油井，可以取消由滑盘7内球面与调斜球体33外球面相连接构成的球面调斜球铰结构，保留平面滑动调偏结构和随动密封结构的随动调偏功能，可以简化结构，应用于不需要调斜功能的光杆密封器上。
41.本实用新型安装简便，只需把随动调偏斜机构连接体螺纹与井口螺纹对接上紧即可。初始静态偏斜自动调整。抽油机上下工作行程中，依靠调偏斜机构的随动功能，实现光杆密封器自动跟随光杆的动态偏斜。使用过程中可以方便直观的观察到光杆10的偏斜量大小及方位。
42.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

技术特征：

1.一种随动式光杆密封器调偏斜机构，包括平面滑动调偏结构(1)，球面调斜球铰(2)和其随动密封结构，其特征在于：所述随动密封结构包括连接体(5)、平面滑动调偏结构(1)和球面调斜球铰(2)相连接构成的筒状结构，所述筒状结构内设置有一个上球面密封球铰(3)和一个下球面密封球铰(4)，两个球面密封球铰采用可轴向伸缩移动的轴孔动配合密封形式相连接；所述平面滑动调偏结构(1)包括壳体(6)、滑盘(7)和调整压盖(8)；当光杆(10)发生偏移和/或倾斜时，平面滑动调偏结构(1)的滑盘(7)和球面调斜球铰(2)的调斜球体(33)跟随光杆(10)偏移和/或倾斜，上球面密封球铰(3)的移动和/或摆动及下球面密封球铰(4)的摆动，可对调偏斜机构自动进行密封跟随。2.根据权利要求1所述的一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其特征在于：所述的上球面密封球铰(3)包括上球体(31)、上球面密封件(32)、调斜球体(33)和上球体压盖(34)；所述上球体(31)球面设有环形凹槽，环形凹槽内安装有上球面密封件(32)，上球体(31)开有阶梯内孔并设有环形凹槽，环形凹槽内安装有密封件(9)；所述调斜球体(33)为球柱体，上、下部分为柱体，中间为球体，开有内孔，下部设有内球面，上部设有连接内螺纹，下部柱体结构外圆设有连接外螺纹；所述上球体压盖(34)采用柱状筒体，上部为内球面，下部设有连接内螺纹。3.根据权利要求1所述的一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其特征在于：所述的下球面密封球铰(4)包括下球体(41)、下球面密封件(42)、连接体(5)和下球体压盖(43)；所述下球体(41)为球柱状体，下部为球面体，上部设有凸体部分，凸体部分为圆柱状，下球体(41)开有锥、柱形内孔，球面设有环形凹槽，环形凹槽内安装有下球面密封件(42)；所述连接体(5)为阶梯形柱状体，开有内孔，上部柱状体设有内球面，外圆面设有连接外螺纹，下部柱状体外圆设有连接外螺纹，中部盘状体外圆面也设有连接外螺纹；所述下球体压盖(43)采用柱状筒体，上部为内球面，下部面设有连接内螺纹。4.根据权利要求1所述的一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其特征在于：壳体(6)为柱状筒体，上端面为平面，上部设有连接外螺纹，下部设有连接内螺纹；调整压盖(8)采用柱状筒体，上部内端面为平面，下部设有内螺纹；滑盘(7)为盘状圆环体，分为上下两体，内表面为内球面；滑盘(7)坐于壳体(6)的上端面，调整压盖(8)下端面压在滑盘(7)的上端面，通过螺纹与壳体(6)连接在一起，构成平面滑动调偏结构(1)；所述平面滑动调偏结构(1)采用间隙配合。5.根据权利要求1所述的一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其特征在于：所述的球面调斜球铰(2)包括调斜球体(33)，调斜球体(33)外球面与滑盘(7)内球面通过间隙配合。6.根据权利要求2所述的一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其特征在于：所述连接体(5)通过螺纹与壳体(6)相连接，壳体(6)通过螺纹与调整压盖(8)相连接，构成筒状支撑结构；滑盘(7)安装在由壳体(6)上端面和调整压盖(8)下端面限定的空间内，滑盘(7)内球面与调斜球体(33)外球面相连接；上球面密封球铰(3)倒置连接于调斜球体(33)下端，下球面密封球铰(4)坐置在连接体(5)上部，通过调斜球体(33)外球面悬挂在滑盘(7)内球面上；所述上球面密封球铰(3)设有上球体(31)；下球面密封球铰(4)位于连接体(5)上部，所述下球面密封球铰(4)设有下球体(41)，所述下球面密封球铰(4)通过下球体(41)球面与连接体(5)内球面配合相连；下球体(41)上部圆柱凸体插入上球体(31)内孔中，与上球体(31)内孔形成轴孔动配合密封连接，所述圆柱凸体能在上球体(31)内孔中轴向伸缩移动。
7.根据权利要求6所述的一种随动式光杆密封器调偏斜机构，其特征在于：所述上球面密封件(32)、下球面密封件(42)和上球体(31)内孔径向密封结构可采用一道或多道o型或唇形密封件。

技术总结

本实用新型公开了一种随动式光杆密封器调偏斜机构，包括平面滑动调偏结构，球面调斜球铰和其随动密封结构，所述随动密封结构包括连接体、壳体、平面滑动调偏结构和球面调斜球铰相连接所构成的筒状结构内，设置有一个上球面密封球铰和一个下球面密封球铰，两个球面密封球铰采用可轴向伸缩移动的轴孔动配合密封形式相连接；当光杆发生偏移和/或倾斜时，平面滑动调偏结构的滑盘和球面调斜球铰的调斜球体跟随光杆偏移和/或倾斜，上球面密封球铰的移动和/或摆动及下球面密封球铰的摆动，可对调偏斜机构自动进行密封跟随，能有效的改善调偏斜机构的动态密封效果，增加了光杆密封器随动密封的可靠性，从而减少或消除光杆与井口偏移或倾斜引起的盘根偏磨问题。移或倾斜引起的盘根偏磨问题。移或倾斜引起的盘根偏磨问题。