本实用新型涉及采气设备技术领域，特别涉及一种用于密封光杆的装置。
背景技术：
煤层气是指储存在煤层中的烃类气体，主要成分为甲烷，主要吸附在煤基质颗粒表面，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中，是煤的伴生矿产资源，属于非常规天然气。开采煤层气主要使用煤层气井，在排水采气的过程中，通过光杆的上下移动来采气，在光杆上通常设置用于密封光杆的装置，以便封堵光杆与盘根盒之间的缝隙，有效地防止煤层气井的采出水外溢。
目前通常使用的用于密封光杆的装置多采用胶皮密封。光杆穿过光杆密封器，光杆密封器与光杆之间通过胶皮密封的方式来封堵。
在上述装置中，由于工作环境中压力高、含气量大，对于装置强度要求较高，现有胶皮结构容易出现磨损，常导致光杆密封失效和采排水外溢，降低采气效率，增加更换盘根盒的劳动强度。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供了一种用于密封光杆的装置，能够解决目前常用的密封光杆的装置强度较低，容易导致光杆与密封器之间密封失效和采排水外溢的问题。所述技术方案如下：
提供了一种用于密封光杆的装置，所述装置包括：固定架、至少一个密封环以及外壳；
所述固定架的内部设有用于使光杆穿过的柱形孔道，所述柱形孔道内设有至少一个环形槽；
每个所述密封环卡装于一个所述环形槽中，所述密封环的内径与所述光杆的外径适配；
每个所述密封环的外径与一个所述环形槽的直径相等，每个所述密封环的高度与一个所述环形槽的高度相等；
所述外壳的内腔形状与所述固定架的外形适配，所述固定架设置于所述外壳的内腔中，所述固定架包括：半圆台形的第一架体和第二架体。
在一种可能的设计中，所述柱形孔道的截面的直径大于所述密封环的内径。
在一种可能的设计中，所述柱形孔道内的环形槽的数量为多个，相邻两个所述环形槽之间的间距相等。
在一种可能的设计中，每个所述环形槽的直径相等。
在一种可能的设计中，多个所述环形槽的直径沿所述固定架的半径增大的方向又小至大牌排列。
在一种可能的设计中，所述第一架体与所述第二架体均在一侧边缘设有凸起，另一侧边缘设有凹槽；
所述第一架体的第一凸起卡接于所述第二架体的第二凹槽中；
所述第二架体的第二凸起卡接于所述第一架体的第一凹槽中。
在一种可能的设计中，所述密封环的外壁与内壁之间设有开口，所述开口用于使所述光杆穿过，以将所述密封环套装在所述光杆上。
在一种可能的设计中，所述外壳的外表面为圆柱形，用于与光杆密封器的内壁接触；
所述外壳的内腔为锥形通孔；
所述锥形通孔的锥度与所述固定架的外表面的锥度相同。
在一种可能的设计中，所述固定架的顶部突出于所述外壳。
在一种可能的设计中，所述装置还包括：第一密封圈；
所述第一密封圈的下端与所述固定架的上端相抵，所述第一密封圈的上端用于与光杆密封器的上壁相抵，所述第一密封圈的外壁用于与所述光杆密封器的侧壁相抵；
所述第一密封圈的内径与所述光杆的外径适配；
所述第一密封圈内的通孔与所述环形槽同轴。
在一种可能的设计中，所述装置还包括：第二密封圈；
所述第二密封圈的下端用于与光杆密封器的下壁相抵，所述第二密封圈的上端与所述外壳的下端相抵，所述第二密封圈的外壁用于与所述光杆密封器的侧壁相抵；
所述第二密封圈的内径与所述光杆的外径适配；
所述第二密封圈的通孔与所述环形槽同轴。
本实用新型提供的用于密封光杆的装置，该装置通过在外壳中设置固定架，在环形槽中设置密封环，且该密封环的内径与光杆的外径适配，使该密封环能够用于对光杆进行密封。当将该装置通过密封环和固定架套装在光杆上时，由于该密封环的内径、该外壳的内径与光杆的外径之间差距较小，所以光杆与密封环和固定架的柱形孔道之间的间隙较小，进而不易导致采排水外溢，从而保证了光杆的正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种用于密封光杆的装置的半剖结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种第一架体21和第二架体22的截面示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种密封环15的阶梯型开口的结构示意图。
其中，附图中的各个标号说明如下：
11-固定架；
12-密封环；
121-第一突出部；
122-第二突出部；
13-外壳；
14-柱形孔道；
15-环形槽；
16-第一密封圈；
17-第二密封圈；
21-第一架体；
22-第二架体；
23-凸起；
231-第一凸起，232-第二凸起；
24-凹槽；
241-第一凹槽，242-第二凹槽。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型实施例提供了一种用于密封光杆的装置，该装置包括：固定架11、至少一个密封环12以及外壳13；该固定架11的内部设有用于使光杆穿过的柱形孔道14，该柱形孔道14内设有至少一个环形槽15；每个密封环12卡装于一个环形槽15中，密封环12的内径与光杆的外径适配；每个密封环12的外径与一个环形槽15的直径相等，每个密封环12的高度与一个环形槽15的高度相等；外壳13的内腔形状与固定架11的外形适配，该固定架11设置于该外壳13的内腔中，该固定架11包括：半圆台形的第一架体和第二架体。
下面对本实用新型实施例提供的一种用于密封光杆的装置的工作原理进行详述：
光杆外部套装有固定的光杆密封器，该装置设置在光杆密封器内，且光杆穿过该装置。其中，外壳13的外壁与光杆密封器的内壁相接；外壳13的内壁与固定架11的内壁贴合；该至少一个密封环12设置在固定架11内部的环形槽15中，光杆从该至少一个密封环12中穿过。在光杆沿上下方向往复运动的过程中，该装置始终以静止状态固定于光杆密封器中。由于光杆和固定架11之间、固定架11和外壳13之间以及外壳13和光杆密封器之间的间隙较小，所以在光杆上下移动的过程中，该装置起到了较好的密封效果。
本实用新型提供的装置，通过在外壳13中设置固定架11，在环形槽15中设置密封环12，且该密封环12的内径与光杆的外径适配，从而使该密封环12能够用于对光杆进行密封。当将该装置通过密封环12和固定架11套装在光杆上时，由于该密封环12的内径、该外壳13的内径与光杆的外径之间差距较小，所以光杆与密封环12和固定架11的柱形孔道14之间的间隙较小，进而不易导致采排水外溢，从而保证了光杆的正常工作。
在一种可能的设计中，该柱形孔道14的截面的直径大于密封环12的内径。
其中，该固定架11为耐磨性较好的金属材质，例如，可以是由高锰钢制成。在光杆上下运动时，可能会与固定架11内部的柱形孔道14之间产生摩擦，由于固定架11的耐磨性较好，所以不易损坏。
该柱形孔道14与固定架11的端面圆同心，用于使光杆在该柱形孔道14中上下运动。该密封环12的直径略大于光杆的直径，密封环12与光杆之间的缝隙较小，起到良好的密封作用，柱形孔道14的截面直径大于密封环12的直径，从而尽可能避免与光杆之间的摩擦。进一步地，该柱形孔道14具有光滑内壁，当光杆与柱形孔道14之间摩擦时，可以使该摩擦力较小，防止因为摩擦过大，产生光杆卡死的现象。
在一种可能的设计中，该柱形孔道14内的环形槽15的数量为多个，相邻两个该环形槽15之间的间距相等。
该固定架11内的环形槽15的数量与密封环12的数量相对应，形状相适配。例如，设置2-6个环形槽15，则配置相同数量的密封环12。相邻两个该环形槽15之间的间距相等，可以便于规范性地批量制造。
在一种可能的设计中，每个该环形槽15的直径相等。
将密封环12设置为相等直径，并在固定架11内等距排列，便于制造，并且可以使密封环12与光杆之间的受力较为均匀，减小因为摩擦力分布不均对光杆与密封环12造成的损伤。在这种情况下，所对应的每个该环形槽15应直径相等，且等距排列。
在一种可能的设计中，多个环形槽15的直径沿该固定架11的半径增大的方向由小至大排列。
多个环形槽15的直径可根据需要设定，例如，每个环形槽15到固定架11外壁的水平距离可以为定值，例如，其中一个环形槽15的直径为50厘米，在该环形槽15所在的水平面内，固定架11外壁的直径为70厘米，相邻的环形槽15的直径为40厘米，在该环形槽15所在的水平面内，固定架11外壁的直径为60厘米，也即是，每个环形槽15与固定架11外壁之间的水平距离为定值：10厘米。上述设置可以充分利用固定架11的圆台形的结构特点，增加密封环12与环形槽15之间的总接触面积，增强环形槽15对密封环12的卡止能力，进而加大密封环12与环形槽15之间的密封强度。
在一种可能的设计中，该第一架体21与该第二架体22上均在一侧边缘设有凸起23，另一次边缘设有凹槽24，第一架体的第一凸起231卡接于第二架体的第二凹槽242中，第二架体的第二凸起232卡接于第一架体的第一凹槽241中。
图2是本实用新型实施例提供的一种第一架体21和第二架体22的截面示意图，请参见图2，其中，该一侧和另一侧是指第一架体21和该第二架体22相对的面，该凸起23和该凹槽24分别设置于该相对的面的边缘。该凸起23和该凹槽24的形状可以有多种不同的设计方式，例如：该凸起23可以为半圆柱形凸起，该凹槽24可以与该凸起23适配的半圆柱形凹槽。
在使用时，可以先将密封环12套装在光杆上，然后分别将该第一架体21和该第二架体22与各密封环12卡装，进而将该第一架体21和该第二架体22通过凸起23和凹槽24卡接，最后再将该固定架11推入外壳13内。上述结构可以在保证固定架11整体强度的同时，使固定架11便于拆装与更换，同时，相对于一体成型的铸造方式，第一架体21与第二架体22组合的方式降低了架体的制造难度。
在一种可能的设计中，第一架体21的两侧可均设凸起，第二架体21的两侧可均设凹槽。该凸起和该凹槽的形状仍可以有多种不同的设计方式，例如：该凸起可以为圆柱形凸起，该凹槽可以为与该凸起适配的圆柱形凹槽。通过上述设计，可以使第一架体21和第二架体22在结构上有所不同，便于在需要拆装或者更换时准确识别需要更换的架体，降低了更换架体的难度。
在一种可能的设计中，该密封环12的外壁与内壁之间设有开口，该开口用于使光杆穿过，以将该密封环12套装在光杆上。
其中，该开口用于将密封环12打开，以便将该密封环12套装在光杆上，而后通过卡接开口两端的方式将密封环12重新闭合。
在一种可能的设计中，密封环12采用耐磨性较高的金属材质制作，例如，可以是由高锰钢制成。在光杆上下运动时，可能会与密封环12之间产生摩擦，由于密封环12的耐磨性较好，所以不易损坏。在保持间隙较小的同时可承受较高的工作强度而不变形，达到更好的密封效果。
在一种可能的设计中，请参考图3，密封环12进行阶梯型开口设计。将密封环12开口处的一端的外侧设为第一突出部121，另一端的内侧设为第二突出部122，通过将第一突出部121的内壁与第二突出部122的外壁相接触，使该密封环12闭合。通过阶梯型开口的连接方式，可以方便密封环12的拆卸以及光杆通过密封环12。进一步地，通过对阶梯型开口处该第一突出部121和该第二突出部122之间的接触面积进行调整，可以微调该密封环12的内径，进而达到调整密封环12和光杆之间的间隙的目的。
在一种可能的设计中，外壳13的外表面为圆柱形，用于与光杆密封器的内壁接触；该外壳13的内腔为锥形通孔，该锥形通孔的锥度与固定架11的外表面的锥度相同。
其中，圆台的锥度是指上、下两底圆的直径差与锥台高度之比值。固定架11外壁与外壳13锥形通孔的锥度相同，可保证固定架11放置与外壳13当中时固定架11的外壁与外壳13的内壁紧密贴合，起到良好的密封效果，避免气体或液体从该固定架11和该外壳13之间的缝隙泄漏。
该外壳13的外表面的直径等于与该装置外部的光杆密封器的内壁。在这种情况下，光杆密封器与外壳13外壁之间间隙较小，也可达到密封效果，避免气体或液体从该间隙中泄漏。
在一种可能的设计中，固定架11的顶部突出于外壳13。
其中，固定架11的顶部端面圆的直径大于外壳13的内腔的顶部端面圆的直径，可达到方便更换的目的。在光杆运动的过程中，固定架11将会以端面直径较小的一端朝下的方式固定于外壳13的内腔中。基于固定架11自身的重力，固定架11的外壁与外壳13通孔的内壁之间始终有挤压作用，所以二者之间的间隙极小，可产生更好的密封效果。
在一个可能的设计中，该装置还包括：第一密封圈16；第一密封圈16的下端与该固定架11的上端相抵，第一密封圈16的上端用于与光杆密封器的上壁相抵，第一密封圈16的外壁用于与光杆密封器的侧壁相抵；第一密封圈16的内径与光杆的外径适配，第一密封圈16内的通孔与环形槽15同轴。
第一密封圈16的外壁形状与光杆密封器的侧壁形状相同，例如，该第一密封圈16的外壁为圆柱形，相应位置的光杆密封器的内壁也具有圆柱形空腔。在将该装置安装于光杆密封器中之后，在第一密封圈16的上侧安装光杆密封器的盖体，该盖体与该第一密封圈16的上端相抵，以达到将光杆密封器内空间进行填充的目的。第一密封圈16的内径与光杆的外径相等，以达到更好的密封效果。第一密封圈16的通孔与环形槽15同轴，以保证整个装置能够为光杆提供一个竖直方向的移动空间。
进一步地，第一密封圈16可以为橡胶材质。通过橡胶材质的设计，可以使第一密封圈16能够发生一定程度的形变，在该第一密封圈16与光杆密封器的侧壁形状不同的情况下，仍可以通过将第一密封圈16发生弹性形变的方式将第一密封圈16固定在光杆密封器内部，并且达到更好的密封效果。
在一个可能的设计中，该装置还包括：第二密封圈17；第二密封圈17的下端用于与光杆密封器的下壁相抵，第二密封圈17的上端与外壳13的下端相抵，第二密封圈17的外圈用于与光杆密封器的侧壁相抵；第二密封圈17的内径与光杆的外径适配；第二密封圈17的通孔与环形槽15同轴。
第二密封圈17的外壁形状与光杆密封器的侧壁形状相同，例如，该第二密封圈17的外壁为圆柱形，相应位置的光杆密封器的内壁也具有圆柱形空腔。在将该装置安装于光杆密封器中之后，该第二密封圈17的下侧与外壳13下端相抵，以达到将光杆密封器内空间进行填充的目的。第二密封圈17的内径与光杆的外径相等，以达到更好的密封效果。第二密封圈17的通孔与环形槽15同轴，以保证整个装置能够为光杆提供一个竖直方向的移动空间。
进一步地，第二密封圈17可以为橡胶材质。通过橡胶材质的设计，可以使第二密封圈17能够发生一定程度的形变，在该第二密封圈17与光杆密封器的侧壁形状不同的情况下，仍可以通过将第二密封圈17发生弹性形变的方式将第二密封圈17固定在光杆密封器内部，并达到更好的密封效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种用于密封光杆的装置，其特征在于，所述装置包括：固定架(11)、至少一个密封环(12)以及外壳(13)；
所述固定架(11)的内部设有用于使光杆穿过的柱形孔道(14)，所述柱形孔道(14)内设有至少一个环形槽(15)；
每个所述密封环(12)卡装于一个所述环形槽(15)中，所述密封环(12)的内径与所述光杆的外径适配；
每个所述密封环(12)的外径与一个所述环形槽(15)的直径相等，每个所述密封环(12)的高度与一个所述环形槽(15)的高度相等；
所述外壳(13)的内腔形状与所述固定架(11)的外形适配，所述固定架(11)设置于所述外壳(13)的内腔中，所述固定架(11)包括：半圆台形的第一架体(21)和第二架体(22)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱形孔道(14)的截面的直径大于所述密封环(12)的内径。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱形孔道(14)内的环形槽(15)的数量为多个，相邻两个所述环形槽(15)之间的间距相等。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，每个所述环形槽(15)的直径相等。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，多个所述环形槽(15)的直径沿所述固定架(11)的半径增大的方向由小至大排列。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一架体(21)与所述第二架体(22)均在一侧边缘设有凸起(23)，另一侧边缘设有凹槽(24)；
所述第一架体(21)的第一凸起(231)卡接于所述第二架体(22)的第一凹槽(241)中；
所述第二架体(22)的第二凸起(232)卡接于所述第一架体(21)的第二凹槽(242)中。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封环(12)的外壁与内壁之间设有开口，所述开口用于使所述光杆穿过，以将所述密封环(12)套装在所述光杆上。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳(13)的外表面为圆柱形，用于与光杆密封器的内壁接触；
所述外壳(13)的内腔为锥形通孔；
所述锥形通孔的锥度与所述固定架(11)的外表面的锥度相同。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一密封圈(16)；
所述第一密封圈(16)的下端与所述固定架(11)的上端相抵，所述第一密封圈(16)的上端用于与光杆密封器的上壁相抵，所述第一密封圈(16)的外壁用于与所述光杆密封器的侧壁相抵；
所述第一密封圈(16)的内径与所述光杆的外径适配；
所述第一密封圈(16)内的通孔与所述环形槽(15)同轴。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二密封圈(17)；
所述第二密封圈(17)的下端用于与光杆密封器的下壁相抵，所述第二密封圈(17)的上端与所述外壳(13)的下端相抵，所述第二密封圈(17)的外壁用于与所述光杆密封器的侧壁相抵；
所述第二密封圈(17)的内径与所述光杆的外径适配；
所述第二密封圈(17)的通孔与所述环形槽(15)同轴。
技术总结