[0001] 本发明涉及油井光杆密封的技术领域，具体是一种六合一远程监控油井光杆智能密封装置。

[0002] 在抽油井抽油时，抽油机带动光杆、抽油杆、抽油泵上、下往复运动实现抽油，而现有的抽油机在抽吸过程中，抽油光杆与井口密封是一个突出问题；其一为当抽油光杆正常工作时，由于受井口和抽油机驴头不同心造成光杆密封装置与光杆磨损严重，致使密封装置漏失严重；其二为由于井下供液不足，出现间隙出油，使光杆和盘根产生干磨，光杆发热使盘根磨损严重，其三为由于井内液体含有腐蚀性化学成分，导致光杆断裂、落井，光杆密封器不能密封，而产生井喷事故，对环境造成严重污染。

[0003] 如公开号为CN 116006115A的专利公开了复合式极限调偏自动加压盘根盒，包括盘根盒壳体上端螺纹连接弹簧腔体，下端固定连接转角滑动体；所述转角滑动体外部套置有位移滑动体固定帽；所述位移滑动体固定帽下端螺纹连接底座，底座与转角滑动体间装有位移式半圆球体；盘根盒壳体内装有推动活塞体，推动活塞体下端向内开有腔体，腔体内固定连接推动活塞体滑片、推动活塞体固定片，推动活塞体滑片置于推动活塞体固定片上部；推动活塞体滑片下部及推动活塞体固定片内侧嵌入上定向固定片；盘根盒壳体上端内腔螺纹连接弹簧腔体，弹簧腔体与推动活塞体上端凸台间置有弹簧；盘根盒壳体外部固定连通两个进料管。

[0004] 上述专利中，通过设置的位移式半圆球体与转角滑动体的配合使用，进而使转角滑动体能够在位移式半圆球体上进行滑动，从而完成对光杆的调偏工作，但是上述装置还存在一些问题，由于位移式半圆球体与转角滑动体直接抵接，为了保证装置的稳定性，在进行调节工作时，需要人工手动调节位移滑动体固定帽使其处于卸松的状态，从而位移式半圆球体才能够在转角滑动体做球面转角运动；这种方式在进行调节时，需要人工对位移滑动体固定帽进行调节，不能够达成自动追随和自动调节的效果。

[0005] 因此，如何使光杆能够自动跟随倾斜摆动，是目前要解决的一个问题。

[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0021] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0022] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0023] 本发明公开了一种六合一远程监控油井光杆智能密封装置，参照图1‑图8，包括：光杆1，套设于所述光杆1上的连接体19，套设于所述连接体19上的第二压帽20，以及与所述第二压帽20螺接的下接头27；其中所述第二压帽20与下接头27之间预留有倾斜腔室48；所述连接体19一端设有倾斜件24，所述倾斜件24位于倾斜腔室48中；所述第二压帽20上设有上浮动盘22，所述下接头27上设有下浮动盘26，所述倾斜件24分别与上浮动盘22和下浮动盘26抵接；所述倾斜件24包括设置在连接体19一端的上倾斜球241，与所述上倾斜球
241抵接的下倾斜球242，以及套设于所述光杆1上的矩形弹簧23；所述上倾斜球241和下倾斜球242中均开设有凹槽，当上倾斜球241与下倾斜球242抵接时，矩形弹簧23位于上倾斜球
241和下倾斜球242中的凹槽内，所述矩形弹簧23处于形变状态，并使上倾斜球241和下倾斜球242分别与上浮动盘22和下浮动盘26抵接；
在安装时，通过将第二手动紧盘根杆29插入至第二手动紧盘根嘴21中并施加给第
二手动紧盘根杆29驱动力，能够使第二压帽20与下接头27之间发生相对位移，使下接头27安装在第二压帽20中，在此过程中，位于上倾斜球241与下倾斜球242之间的矩形弹簧23为压缩状态，压缩的矩形弹簧23能够施加给下倾斜球242一个远离连接体19方向的弹力，使下倾斜球242能够与下浮动盘26抵接，从而使倾斜件24能够与上浮动盘22和下浮动盘26抵接，完成自动调偏导正对中单元的安装工作。

[0024] 在进一步的实施例中，现有的技术中也存在相应的调偏机构，现有的调偏机构大都是通过将位移式半圆球体直接与转角滑动体抵接，通过使转角滑动体在位移式半圆球体移动，进而起到对光杆1的调偏工作，上述的连接方式中，通过位移滑动体固定帽与盘根盒壳体之间进行螺接从而使转角滑动体位于位移式半圆球体上，因此在进行调节工作时，需要人工转动位移滑动体固定帽，使位移滑动体固定帽处于卸松的状态，然后光杆1自动进行调节工作。

[0025] 为了解决上述问题，本装置中将原有的转角滑动体更换为倾斜件24，所述倾斜件24包括：与所述连接体19一体成型的上倾斜球241，与上倾斜球241抵接的下倾斜球242，以及位于上倾斜球241与下倾斜球242之间的矩形弹簧23，在正常工作时矩形弹簧23能够保证下倾斜球242与下浮动盘26抵接，保证装置的稳定性，而在光杆1平移或者倾斜时，矩形弹簧
23通过改变其形变量进行能够使光杆1进行平移或者倾斜工作，不需要人工对第二压帽20进行卸松工作，光杆1能够进行自动跟随和自动调偏的工作；同时本装置中的倾斜件24为
38CrMoAl即高级氮化钢，使倾斜件24表面光滑，而上浮动盘22和下浮动盘26是由特殊高强度耐磨密封材料构成，因其中含有石墨因此比较光滑，两者配合摩擦力小，可以通过光杆1运动带动其运动，因此在调节的过程中，不需要松开第二压帽20，就能够完成对倾斜件24的调节工作，不需要人工进行操作，倾斜件24可以达成自动追随光杆1或者自动纠偏的效果，避免人工对其调节，同时还改变了螺旋锥形盘根17的受力状态，使其密封更可靠，延长了第一盘根8的使用寿命；倾斜件24可在下浮动盘26和上浮动盘22之间进行任意方向摆动且摆动最大角度为9°，大大增加了光杆1移动距离。

[0026] 在进一步的实施例中，由于上浮动盘22、下浮动盘26和倾斜件24形成类似于万向节的结构，在光杆1倾斜的过程中，倾斜件24会与上浮动盘22和下浮动盘26之间发生摩擦，进而当上浮动盘22、下浮动盘26和倾斜件24其中一个或多个磨损后，会导致导向工作的失败。

[0027] 为了解决上述问题，本装置中通过设置的处于压缩状态的矩形弹簧23，当上浮动盘22、下浮动盘26和倾斜件24磨损后，通过设置的矩形弹簧23能够保证上倾斜球241和下倾斜球242分别与上浮动盘22和下浮动盘26抵接，进而起到自动补偿的效果，使其密封更可靠，在上浮动盘22、下浮动盘26和倾斜件24磨损时，本装置依旧可以继续使用。

[0028] 所述下接头27上还设有下连接腔室49，设于所述第二压帽20上的第二手动紧盘根嘴21，以及与所述第二手动紧盘根嘴21连接的第二手动紧盘根杆29；所述光杆1贯穿下接头27，所述下连接腔室49内壁与光杆1外壁之间存在预定的间隙；所述倾斜件24表面具有预定的曲面，所述上浮动盘22和下浮动盘26上均设有与所述倾斜件24适配的弧度；所述下倾斜球242与光杆1之间还设有四氟套25；通过将第二手动紧盘根杆29插入至第二手动紧盘根嘴
21中，通过施加给第二手动紧盘根杆29一个驱动力，进而能够使下接头27与第二压帽20支架发生相对位移，从而完成对下接头27的安装工作，同时能够使上倾斜球241与下倾斜球
242抵接形成一体式的倾斜件24，因此当光杆1偏移时，由于倾斜件24表面具有预定的曲面且上浮动盘22和下浮动盘26上设有弧度，从而使倾斜件24与上浮动盘22和下浮动盘26之间发生相对转动，使倾斜件24能够随着光杆1的位移而移动，不需要人工对第二压帽20进行调节，装置本身就可进行自动调节工作。

[0029] 沿着下浮动盘26至上浮动盘22的方向，所述光杆1上依次设有换盘根防喷单元、光杆断脱防喷单元、光杆防干磨单元以及手自一体化紧盘根单元；其中本装置中将换盘根防喷单元、光杆断脱防喷单元和光杆防干磨单元集成在防喷座14中，进而能够减少整个密封装置的长度，通过缩短密封装置的长度，从而光杆1的长度也进行了缩短，不仅装置的重量更轻，而且材料的使用量也变得更少，同时也能够减少光杆1的磨损量，并且在土地下陷或者井口偏离时，光杆1形变量也更小，减少光杆1或盘根的磨损量。

[0030] 所述换盘根防喷单元包括套设于所述光杆1上且与所述连接体19螺接的防喷座14，所述防喷座14内壁还设有环形凸起，以及套设于所述光杆1上的第二压环16；所述连接体19靠近防喷座14一端处开设有放置腔，以及位于所述放置腔内设有螺旋锥形盘根17；其中第二压环16位于螺旋锥形盘根17和环形凸起之间；所述防喷座14上还设有第一手动紧盘根嘴18，以及与所述第一手动紧盘根嘴18连接的第一手动紧盘根杆28，以及设置在所述连接体19上的第二手动紧盘根孔47；在需要进行换盘根工作时，此时操作人员需要将第一手动紧盘根杆28插入至第一手动紧盘根嘴18中，然后驱动第一手动紧盘根杆28，使防喷座14与连接体19之间转动，进而运动的防喷座14中的环形凸起能够施加给第二压环16一个朝向螺旋锥形盘根17方向的压力，使螺旋锥形盘根17向着连接体19方向移动，从而减少螺旋锥形盘根17与光杆1之间的缝隙，避免更换第一盘根8过程中出现喷油的情况，然后操作人员可将盘根杆插入至第一手动紧盘根孔45中，通过驱动盘根杆使第一压帽2远离盘根座7，进而操作人员可对第一盘根8进行更换工作。

[0031] 所述光杆断脱防喷单元包括：顺着远离沿着下浮动盘26至上浮动盘22的方向依次在防喷座14上设置的装球腔46和上腔室50，内置于所述装球腔46内的断脱防喷球15，以及设置在所述上腔室50中的强磁块12；所述装球腔46的剖面视图所对应的图形为矩形，其中断脱防喷球15与光杆1、装球腔46内壁和装球腔46顶部之间存在预定空间；所述强磁块12具有较大的磁性，可对断脱防喷球15进行吸引，在光杆1断脱后，强磁块12在磁块的轴向吸力作用下能够将断脱防喷球15吸入至光杆1所在通道，然后在井内油压和磁力的配合下，能够将装球腔46和上腔室50之间的通道进行堵塞，所述通道靠近断脱防喷球15具有与所述断脱防喷球15适配的弧面，因此当油井内的压力越高，断脱防喷球15与通道的密封力越大，密封更为可靠，从而起到了光杆1断脱时防止井喷的作用，减少了环境污染。

[0032] 在进一步的实施例中，在现有的油井光杆中也存在光杆断脱防喷的机构，现有的机构大多分为两类，其中一类的装球腔46的剖面视图所对应的图形为拱形结构，因此当光杆1断脱后，断脱防喷球15需要从拱形的底部运动至拱形的顶部，其运动距离较长，导致断脱防喷球15在运动过程中，石油会出现喷出的情况，进而导致防喷工作的失败，而另外一种光杆断脱防喷的机构和本装置相同都是使用环形的装球腔46，但是其在防喷座14上还设有一个弹簧限位的机构，通过设置的该机构能够施加给断脱防喷球15一个向着光杆1方向的力，使光杆1在断脱时，断脱防喷球15能够在弹簧限位机构的配合下，被推入至光杆1所在通道上，然后在井内油压和磁力的配合下，能够将装球腔46和上腔室50之间的通道进行堵塞，但是这种方法在光杆1非断脱情况下，由于弹簧限位的机构的存在，进而会导致光杆1与断脱防喷球15处于抵接的状态，因此在光杆1上下运动的过程中，断脱防喷球15会对光杆1造成损坏，进而导致盘根难以对光杆1进行密封工作，使得密封效果差，漏油量变大。

[0033] 为了解决上述问题，本装置防喷座14内壁设有环形凸起，同时断脱防喷球15与光杆1和装球腔46内壁之间存在0.5毫米的间隙，其与装球腔46顶部之间存在1毫米的间隙，通过设置的黄油嘴13，可向上述间隙中填充润滑油，进而使光杆1在运动的过程中，能够减少其与断脱防喷球15之间的摩擦，避免光杆1的损坏，同时在光杆1运动的过程中，其表面能够附着润滑油，减少其与盘根之间的摩擦，避免盘根的损坏，同时通过规定环形凸起的延伸长度，进而使光杆1断脱时，断脱防喷球15在自身重力和强磁块12的吸力下，能够位于光杆1所在通道中，然后在强磁块12和石油压力的配合下，能够将装球腔46和上腔室50之间的通道进行堵塞，且当油井内的压力越高，断脱防喷球15与通道的密封力越大，密封更为可靠，从而起到了光杆1断脱时防止井喷的作用，减少了环境污染，在进一步的实施例中，所述装球腔46的直径为光杆1的直径加上断脱防喷球15的直径再加上两毫米，此时装球腔46的剖面图底部与光杆1表面之间的距离为大于断脱防喷球15直径两毫米；即当光杆1的直径为二十五毫米时，此时断脱防喷球15的直径为三十毫米，然后装球腔46的直径为二十五加上三十再加上两毫米即为五十七毫米。

[0034] 所述光杆防干磨单元包括设置在所述防喷座14上的黄油嘴13，所述黄油嘴13与装球腔46连通，用于向断脱防喷球15与光杆1、装球腔46内壁和装球腔46顶部之间的预定空间填充润滑油；通过将黄油嘴13与装球腔46连通，进而可通过黄油嘴13向装球腔46中注入润滑油，而由于断脱防喷球15与光杆1和装球腔46内壁之间存在0.5毫米的间隙，润滑油能够被填充至间隙中，通过设置的润滑油能够减少光杆1与断脱防喷球15之间摩擦，避免当抽油杆因井下液量不足而出现抽油杆干磨时，其光杆1因有润滑油而防止干磨；本发明将光杆断脱防喷单元及光杆防干磨单元集成一体空间，有效结合，节省空间，降低成本，设备更加轻巧。

[0035] 所述手自一体化紧盘根单元包括：与所述防喷座14连接的连接固定帽11，套设于所述光杆1上且与所述强磁块12、防喷座14和连接固定帽11抵接的盘根座7，套设于所述盘根座7上且与所述连接固定帽11抵接的固定环9，与所述盘根座7螺接的第一压帽2，所述盘根座7与光杆1之间还设有第一盘根8，以及套设在所述光杆1上且分别与所述第一盘根8和第一压帽2抵接的第一压环3；所述第一压帽2上还设有第一手动紧盘根孔45；所述固定环9和连接固定帽11上分别设有第一顶丝10和第二顶丝30；所述连接固定帽11与防喷座14螺接，且盘根座7曲面上设有向着连接固定帽11方向延伸的第一延伸件，所述连接固定帽11一端设有向着盘根座7方向延伸的第二延伸件，通过设置的第一延伸件、第二延伸件以及连接固定帽11与防喷座14螺接，进而完成对盘根座7的安装工作。

[0036] 所述手自一体化紧盘根单元还包括：设置在所述固定环9上的横杆31，与所述横杆31连接的竖杆32，设置在所述竖杆32上的连接套33，与所述连接套33连接的蜗轮蜗杆传动结构，以及与所述蜗轮蜗杆传动结构连接的固定键34；所述固定键34上设有齿槽，所述固定键34设置在第一压帽2上；所述蜗轮蜗杆传动结构包括电机44，设于所述电机44输出端的第二减速机43，与所述第二减速机43连接的第一减速机42，设置在所述第一减速机42输出端的联轴套39，与所述联轴套39另一端连接的蜗杆35，以及与所述蜗杆35连接的蜗轮6；所述蜗杆35上还套设有连接法兰38，以及用于连接所述连接法兰38和蜗杆外壳36的定位套37；
所述蜗杆35一端和第一减速机42的输出端分别通过第一定位键40和第二定位件与联轴套
39连接；所述蜗杆外壳36上还设有蜗轮箱体5，以及与所述蜗轮箱体5连接的蜗轮箱体盖4，所述蜗轮6位于蜗轮箱体5中；所述蜗轮6与固定键34上的齿槽啮合；在视觉检测器51检测到光杆1与第一压帽2之间出现漏油情况时，电机44开始工作，运动的电机44能够带动第二减速机43进行转动，进而运动的第二减速机43能够带动第一减速机42开始工作，运动的第一减速机42通过设置的第二定位键41能够带动联轴套39进行转动，然后转动的联轴套39通过设置的第一定位键40带动蜗杆35进行运动，由于蜗杆35与蜗轮6连接，当蜗杆35转动时，能够带动蜗轮6进行转动，进而运动的蜗轮6通过设置的固定键34能够带动第一压帽2进行转动，从而使第一压帽2与盘根座7之间发生相对位移，从而调节第一压帽2与盘根座7之间的位置，运动的第一压帽2能够带动第一压环3进行移动，运动的第一压环3能够对第一盘根8进行上紧工作，减少光杆1运动时的漏油情况。

[0037] 所述蜗轮箱体盖4上还设有：视觉检测器51，以及与所述视觉检测器51连接的主控制系统；所述视觉检测器51可拍摄光杆1与第一压帽2之间出油量图片，并将图片传输给主控制系统，操作人员可通过传输的图片，当出油量超过预期值时，此时操作人员使电机44进行工作；进而能够使手自一体化紧盘根单元开始工作，从而不仅能够对光杆1漏油量进行远程监控，而且还能够完成远程紧盘根工作，减少装置的漏油情况。

[0038] 在进一步的实施例中，可通过使手机与主控制系统连接，从而可通过手机远程对主控制系统进行驱动工作，从而搭配上视觉检测器51，实时查看现场井口情况，也可远程操作完成紧盘根工作，降低生产成本，具有良好的经济效益。

[0039] 在进一步的实施例中，本装置工作时可分为两种模式，分别为手动模式和自动模式，当装置处于手动模式时，此时电机44可按照操作人员的操作，并根据设定扭矩完成紧盘根工作，而在自动模式下，可预先设定控制时间，在到达预定时间后，电机44能够完成紧盘根工作。

[0040] 工作原理说明：在安装时，通过将第二手动紧盘根杆29插入至第二手动紧盘根嘴21中并施加给第二手动紧盘根杆29驱动力，能够使第二压帽20与下接头27之间发生相对位移，使下接头27安装在第二压帽20中，在此过程中，位于上倾斜球241与下倾斜球242之间的矩形弹簧23为压缩状态，压缩的矩形弹簧23能够施加给下倾斜球242一个远离连接体19方向的弹力，使下倾斜球242能够与下浮动盘26抵接，从而使倾斜件24能够与上浮动盘22和下浮动盘26抵接，完成自动调偏导正对中单元的安装工作；当光杆1在抽油机驴头上进行弧度摆动时，使倾斜件24在第二压帽20内随光杆1的摆动而跟随摆动，倾斜件24能够随着光杆1运动轨迹在范围内运动，同时倾斜件24在浮动盘的配合下在倾斜腔室48有效范围内任意方向偏移，同时倾斜件24带动上浮动盘22和下浮动盘26在腔室有效范围内任意方向偏移，达到自动追随的效果；其中换盘根防喷单元运动方式为在需要进行换盘根工作时，此时操作人员需要将第一手动紧盘根杆28插入至第一手动紧盘根嘴18中，然后驱动第一手动紧盘根杆28，使防喷座14与连接体19之间转动，进而运动的防喷座14中的环形凸起能够施加给第二压环16一个朝向螺旋锥形盘根17方向的压力，使螺旋锥形盘根17向着连接体19方向移动，从而减少螺旋锥形盘根17与光杆1之间的缝隙，避免更换第一盘根8过程中出现喷油的情况，然后操作人员可将盘根杆插入至第一手动紧盘根孔45中，通过驱动盘根杆使第一压帽2远离盘根座7，进而操作人员可对第一盘根8进行更换工作；当光杆1断脱，由于强磁块12具有较大的磁性，可对断脱防喷球15进行吸引，因此在光杆1断脱后，强磁块12在磁块的轴向吸力作用下能够将断脱防喷球15吸入至光杆1所在通道，然后在井内油压和磁力的配合下，能够将装球腔46和上腔室50之间的通道进行堵塞，所述通道靠近断脱防喷球15具有与所述断脱防喷球15适配的弧面，因此当油井内的压力越高，断脱防喷球15与通道的密封力越大，密封更为可靠，从而起到了光杆1断脱时防止井喷的作用，减少了环境污染；同时手自一体化紧盘根单元工作时，其中的视觉检测器51可拍摄光杆1与第一压帽2之间出油量图片，并将图片传输给主控制系统，操作人员可通过传输的图片，当出油量超过预期值时，此时操作人员使电机44进行工作；当电机44开始工作，运动的电机44能够带动第二减速机43进行转动，进而运动的第二减速机43能够带动第一减速机42开始工作，运动的第一减速机
42通过设置的第二定位键41能够带动联轴套39进行转动，然后转动的联轴套39通过设置的第一定位键40带动蜗杆35进行运动，由于蜗杆35与蜗轮6连接，当蜗杆35转动时，能够带动蜗轮6进行转动，进而运动的蜗轮6通过设置的固定键34能够带动第一压帽2进行转动，从而使第一压帽2与盘根座7之间发生相对位移，从而调节第一压帽2与盘根座7之间的位置，运动的第一压帽2能够带动第一压环3进行移动，运动的第一压环3能够对第一盘根8进行上紧工作，减少光杆1运动时的漏油情况。

[0041] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。