本实用新型涉及一种盘根盒盖帽及盘根装置，属于石油开采设备技术领域。
背景技术：
在石油开采领域中，抽油机通过带动光杆在油井中做上下往复运动将油井内的原油采出，其中光杆和井口的油管之间的环形空间通过盘根装置实现密封。
现有技术中的盘根装置包括盘根盒、盘根、盘根压帽、盘根盒盖帽。盘根盒中装有盘根，盘根是由较柔软的线状物编织而成的密封填料，盘根压帽在盘根盒中且压在盘根的上方。盘根盒盖帽与盘根盒通过螺纹连接，盘根盒盖帽在盘根盒上旋紧的过程中，盘根盒盖帽的下端可通过盘根压帽压实盘根，从而实现光杆的密封。光杆穿过盘根盒时,仅与盘根紧密接触，与盘根盒盖帽和盘根盒的底部的通孔之间均存在间隙。
光杆在盘根装置中作往复伸缩运动时，由于井底载荷的作用，光杆容易发生偏斜，光杆与盘根盒会形成偏角，导致光杆和盘根某一侧的摩擦力增加，使光杆与盘根之间发生偏磨，而影响盘根的使用寿命，盘根的寿命缩短会导致盘根的更换频率增加，而影响生产效率。此外，使盘根一侧磨损严重会造成光杆和盘根之间的配合间隙越来越大，原油或者井底采出液在自身压力的作用下发生刺漏现象，原油从盘根盒中泄漏而造成环境污染。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种盘根盒盖帽及盘根装置。
本实用新型提供的一种盘根盒盖帽,包括底座，所述底座用于连接盘根盒，所述底座内形成有供光杆穿过的第一通孔；还包括两个相对设置的轮轴，所述轮轴包括轮盘和轴杆，所述轮盘与所述轴杆同轴连接；两个所述轴杆的两端分别与所述底座连接，两个所述轮轴分别设置在所述第一通孔的两侧，且所述轮轴的轴线与所述第一通孔的轴线垂直，所述轮盘的外周用于抵顶在所述光杆的外周壁上。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述轮盘的外周形成围绕所述轴杆的弧形槽，所述弧形槽与所述光杆的外周壁相配适。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述盘根盒盖帽还包括四个第一轴承，两个所述轴杆的两端分别通过所述第一轴承与所述底座连接，且所述轮盘与所述轴杆固定连接。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述盘根盒盖帽还包括两个第二轴承，两个所述轮轴的轮盘与轴杆分别通过第二轴承进行连接，两个所述轴杆的两端分别与所述底座固定连接。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述盘根盒盖帽还包括顶盖，所述顶盖用于与所述底座固定连接，所述顶盖上设置有两对半圆形的第一轴承槽；所述底座上设置有两对与所述第一轴承槽相对应的半圆形的第二轴承槽，且所述第一轴承槽和所述第二轴承槽共同形成轴承孔，所述第一轴承与所述轴承孔过盈配合。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述第一轴承为圆柱滚子轴承或者深沟球轴承。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述底座上连接有安装杆，所述安装杆垂直于所述第一通孔的轴向。
作为本实用新型可选的技术方案之一，多根所述安装杆绕所述第一通孔的轴线均匀的分布在所述底座的外周。
作为本实用新型可选的技术方案之一，所述盘根盒盖帽与所述盘根盒通过螺纹连接。
此外，本实用新型还提供了一种盘根装置，所述盘根装置包括盘根盒、盘根、盘根压帽和上所述的任一种盘根盒盖帽；所述盘根盒中装有盘根和盘根压帽，所述盘根压帽压在所述盘根上，所述盘根盒盖帽的一端伸入所述盘根盒中与所述盘根盒连接，且所述盘根盒盖帽通过所述盘根压帽压实所述盘根。
本实用新型提供的一种盘根盒盖帽及盘根装置，通过在盘根盒盖帽的第一通孔的两侧相对设置有轮轴，且轮轴的轴线与第一通孔的轴线垂直，轮轴上轮盘的外周用于抵顶在光杆的外周壁上。当盘根装置使用了本实用新型的盘根盒盖帽时，光杆在盘根盒中作往复伸缩运动时，相对设置的轮轴对光杆有扶正作用，避免了光杆与盘根产生偏磨的现象，从而增加了盘根的使用寿命。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1为本实施例提供的盘根盒盖帽的第一个结构示意图；
图2为本实施例提供的盘根盒盖帽的第二个结构示意图；
图3为本实施例提供的盘根盒盖帽的第三个结构示意图；
图4为本实施例提供的盘根盒盖帽的第四个结构示意图；
图5为本实施例提供的盘根盒盖帽中第一轴承的示意图；
图6为本实施例提供的盘根盒盖帽中轮轴的结构示意图。
附图标记说明：
1-底座；
11-圆盘；
12-圆管；
13-轴承座；
101-第一通孔；
2-轮轴；
21-轮盘；
201-弧形槽；
22-轴杆；
23-第一轴承；
3-顶盖；
4-安装杆；
5-螺栓；
6-螺母。
通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，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
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，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，“上”、“下”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，应当对“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在石油开采领域中，有杆举升系统是油田采油常用的一种方式，抽油机通过带动光杆在油井中做上下往复运动将油井内的原油采出，其中光杆和井口的油管之间的环形空间通过盘根装置实现密封。光杆与盘根盒之间的密封状态，是原油顺利进入集输流程，井口不发生原油刺漏的关键因素。
现有技术中的盘根装置包括盘根盒、盘根、盘根压帽、盘根盒盖帽。盘根盒中装有盘根，盘根是由较柔软的线状物编织而成的密封填料，盘根压帽在盘根盒中且压在盘根的上方。盘根盒盖帽与盘根盒通过螺纹连接，盘根盒盖帽在盘根盒上旋紧的过程中，盘根盒盖帽的下端可通过盘根压帽压实盘根，从而实现光杆的密封。光杆穿过盘根盒时,仅与盘根紧密接触，与盘根盒盖帽和盘根盒的底部的通孔之间均存在间隙。
光杆在盘根装置中作往复伸缩运动时，由于井底载荷的作用，光杆容易发生偏斜，光杆与盘根盒会形成偏角，导致光杆和盘根某一侧的摩擦力增加，使光杆与盘根之间发生偏磨，而影响盘根的使用寿命，盘根的寿命缩短会导致盘根的更换频率增加，而影响生产效率。此外，使盘根一侧磨损严重会造成光杆和盘根之间的配合间隙越来越大，原油或者井底采出液在自身压力的作用下发生刺漏现象，原油从盘根盒中泄漏而造成环境污染。
为了解决现有技术中盘根装置存在的上述技术问题，本实施例提供了一种盘根盒盖帽与盘根装置。下面从材料的选择、形状、结构、各部件的连接和配合关系等方面对本实施例提供的盘根盒盖帽与盘根装置进行示例性的说明，以使本领域的技术人员能够清楚、完整的理解本实施例所提供的技术方案，并在理解的基础上能够容易实施。
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例提供的一种盘根盒盖帽,包括用于连接盘根盒的底座1，底座1内形成有供光杆穿过的第一通孔101；盘根盒盖帽还包括两个相对设置的轮轴2，轮轴2包括轮盘21和轴杆22，轮盘21与轴杆22同轴连接；两个轴杆22的两端分别与底座1连接，两个轮轴2分别设置在第一通孔101的两侧，且轮轴2的轴线与第一通孔101的轴线垂直，轮盘21的外周用于抵顶在光杆的外周壁上。
示例性的，本实施例所提供的盘根盒盖帽在现有的盘根盒盖帽的基础上作了进一步的改进。如图2所示，现有技术中常见的盘根包括圆盘11和圆管12，圆盘11和圆管12同轴连接，且圆盘11和圆管12内形成有供光杆穿过的第一通孔101，圆管12的外周壁上设置有用于与盘根盒连接外螺纹。
本实施例的底座1可以在圆盘11的背离圆管12的一侧连接轴承座13，轴承座13上设置两个相对设置的轮轴2组成。轴承座13可以与圆盘11通过焊接固定在一起。
盘根盒盖帽作为盘根装置的一部分，盘根盒与盘根盒盖帽都需要连接于井口油管内，所以盘根和盖帽在垂直于光杆的方向的尺寸应当不大于油管的内径。
当底座1连接与圆盘11上行成本实施例的盘根盒盖帽时，底座1可以为圆盘状，也可以为方形，只要满足底座1的垂直于光杆的横截面的尺寸小于油管的内径即可。当圆形的盘根盒与油管的内壁固定连接时，盘根盒盖帽与油管之间通过盘根盒也实现了固定连接。
底座1内形成的第一通孔101为了光杆能顺利的穿过，第一通孔101的内径应当略大于光杆的直径。连接了本实施例提供的盘根盒盖帽的盘根装置在使用时，盘根盒盖帽中的轮轴2主要承受为扶正光杆所会产生的径向压力。所以轮轴2需要有一定的抗压能力。轮轴2可以选择铁、钢、铝、铝合金等金属或者合金材料。
两个轮轴2抵顶在光杆的外壁上，当光杆在盘根盒中做往复的移动时，两个轮轴2可绕各自的轴线转动，即光杆与轮盘21之间是滚动摩擦而不是滑动摩擦，这样可以进一步的减少光杆和轮盘21之间的摩擦阻力，使得光杆顺利通过两个轮盘21之间的间隙，且光杆与两个轮轴2之间摩擦力减小后，光杆和轮盘21之间的磨损会减小。这样，当轮盘21在对光杆起到扶正作用的同时，不会阻碍光杆运动，也不会严重的影响光杆和轮轴2的使用寿命。
两个轴杆22的两端分别连接在底座1上，轮盘21可绕轴杆22的轴线转动。
当轴杆22的两端与底座1固定连接时，轮盘21可以与轴杆22转动连接。如，轴杆22的两端分别与底座1焊接，或者轴杆22的两端通过紧固件与底座1固定连接；轮盘21内可以设置有供轴杆22穿过的通孔，轮盘21套设在轴杆22上，且可在轴杆22上设置限位槽，或者在轮盘21的两侧固定限位件来限制轮盘21沿轴杆22的轴线移动，使得轮盘21产生绕轴杆22的旋转运动。
当轴杆22的两端与底座1转动连接时，在底座1上可以设置轮轴2安装槽，使得轮轴2支承在相对设置的轮轴2安装槽内。轮轴2安装槽包括垂直于轮轴2的轴向的安装槽底壁，以及与轴杆22的外壁相配适的安装槽内周壁。安装槽底壁用于限制轴杆22沿着轴杆22的轴向移动，轴杆22可在安装槽内转动。此时，轮盘21与轴杆22可以固定连接。其中，轮盘21与轴杆22的固定连接可以为焊接或者轮盘21与轴杆22一体注塑成型。
本实施例提供的一种盘根盒盖帽，通过在盘根盒盖帽的第一通孔101的两侧相对设置有轮轴2，且轮轴2的轴线与第一通孔101的轴线垂直，轮轴2上轮盘21的外周用于抵顶在光杆的外周壁上。当盘根装置使用了本实用新型的盘根盒盖帽时，光杆在盘根盒中作往复伸缩运动时，相对设置的轮轴2对光杆有扶正作用，避免了光杆与盘根产生偏磨的现象，从而增加了盘根的使用寿命。
如图2、图3和图6所示，作为本实施例可选的实施方式之一，轮盘21的外周形成围绕轴杆22的弧形槽201，弧形槽201与光杆的外周壁相配适。
示例性的，轮盘21的外周可以形成围绕轴杆22的弧形槽201，两个轮轴2相对设置时，两个弧形槽201抵顶在光杆上，两个轮轴2的弧形槽201形成的间隙相当于供光杆穿过的孔。这样，轮轴2与光杆在光杆的周向上的接触面积增加的同时，轮轴2对光杆在水平方向上的多个角度都有扶正作用，进一步增强了轮轴2对光杆的扶正效果。
可以理解的是，弧形槽201与光杆的外周壁相配适包括弧形槽201的弧形半径与光杆的半径相同。且弧形槽201包围光杆的角度可以在30度至180度之间，且弧形槽201包围光杆的角度越大，其扶正效果越好。
如图1、图2、图3和图4所示，作为本实施例可选的实施方式之一，盘根盒盖帽还包括四个第一轴承23，两个轴杆22的两端分别通过第一轴承23与底座1连接，且轮盘21与轴杆22固定连接。
示例性的，本实施例的盘根盒盖帽中在第一通孔101的两侧相对设置有两个轮轴2，两个轮轴2与底座1通过第一轴承23连接时，第一轴承23的个数至少为四个，可以理解的是，每个轮轴2的端部可以设置有多个第一轴承23。
轮盘21与轴杆22固定连接可以是轮盘21与轴杆22过盈配合，或者轮盘21与轴杆22焊接，或者轮盘21与轴杆22通过注塑一体成型；或者轮盘21与轴杆22通过螺纹连接，且轮盘21的两侧连接有螺母用来固定轮盘21，或者轮盘21与轴杆22可以通过销钉或者键连接。轮盘21与轴杆22连接的部位可以延伸成轴套，轴套即可通过销轴或者螺栓与轴杆22进行连接。
当轮盘21与轴杆22通过螺栓等可拆卸方式进行连接时，可以根据不同的光杆直径选择设置了不同的弧形槽201的轮盘21进行更换。当轮盘21与轴杆22之间通过注塑成型等不可拆卸的方式固定连接时，轮盘21与轴杆22之间的连接可靠，不会在长时间使用后发生松动。本领域的技术人员可以根据实际需求对轮盘21和轴杆22的连接方式进行合理的选择。
作为本实施例可选的实施方式之一，盘根盒盖帽还包括两个第二轴承，两个轮轴2的轮盘21与轴杆22分别通过第二轴承进行连接，两个轴杆22的两端分别与底座1固定连接。
示例性的，本实施例的盘根盒盖帽中的轮轴2只要实现轮盘21绕轮轴2的轴线旋转即可，除了轮盘21与轴杆22固定，轴杆22与底座1通过第一轴承23连接之外，还可以使轴杆22与底座1固定连接，轮盘21与轴杆22转动连接。
可以理解的是，当轮盘21与轴杆22通过第二轴承转动连接时，由于盘根盒盖帽中相对设置有两个轮轴2，本实施例的盘根盒盖帽中应包括至少两个第二轴承。这样，每个轮盘21也可以通过多个第二轴承与轴杆22进行连接，当轮盘21上连接的一个第二轴承发生损坏时，其他的第二轴承还可以继续发挥作用，以保证本实施例的轮轴2能使其扶正作用不受影响。
轴杆22与轮轴2的固定连接方式可以为焊接或者螺栓等紧固件连接等。当轴杆22与轮轴2采用焊接等不可拆卸的方式固定连接时，轴杆22与底座1的连接一般比较可靠，在盘根盒盖帽长时间使用后，轴杆22与底座1之间产生松动的故障较少；当轴杆22与底座1通过螺栓紧固件等可拆卸的方式与底座1连接时，方便轮轴2损坏时的更换，或者当光杆的直径发生变化时，也可以通过更换轮轴2来适应光杆，对光杆继续起到扶正作用。
如图1和图2所示，作为本实施例可选的实施方式之一，盘根盒盖帽还包括顶盖3，顶盖3用于与底座1固定连接，顶盖3上设置有两对半圆形的第一轴承23槽；底座1上设置有两对与第一轴承23槽相对应的半圆形的第二轴承槽，且第一轴承23槽和第二轴承槽共同形成轴承孔，第一轴承23与轴承孔过盈配合。
示例性的，为了防止杂物进入盘根盒盖帽中而影响盘根盒盖帽的正常使用，本实施例在底座1上还设置有顶盖3，顶盖3的设置位置在底座1上背离与盘根盒的连接侧。
盘根盒与底座1可以通过螺栓5进行连接，在顶盖3和底座1上可相应的设置多个螺栓孔，在顶盖3设置无螺纹的螺栓孔或者有螺纹的螺栓孔，在底座1上设置有螺纹的螺栓孔。或者顶盖3和底座1上的螺栓孔均不设螺纹，螺栓5穿过顶盖3和底座1后与螺母6连接，已将顶盖3和底座1固定连接。
在顶盖3和底座1上分别设置对应的半圆形的轴承槽后可形成轴承孔，第一轴承23可以与轴承孔过盈配合。当顶盖3上的第一轴承23槽和底座1上的第二轴承槽共同形成轴承孔时，有利于第一轴承23的安装和拆卸，以方便对第一轴承23以及轮轴2进行更换。
作为本实施例可选的实施方式之一，第一轴承23为圆柱滚子轴承或者深沟球轴承。
示例性的，本实施例的第一轴承23可以选择为滚针轴承、调心球轴承、深沟球轴承、调心滚子轴承等任意种类。
滚针轴承装有细而长的滚子，因此径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构。
调心滚子轴承可以承受径向负荷及二个方向的轴向负荷。调心球轴承径向负荷能力大，适用于有重负荷、冲击负荷的情况。
调心滚子轴承具有两列滚子，主要承受径一载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷。有高的径向载荷能力，特别适用于重载或振动载荷下工作，但不能承受纯轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形，故其调心性能良好，能补偿同轴度误差。
第二轴承的选择和第一轴承23的选择类型和原则基本相同。本领域的技术人员在具体实施时，可以根据不同种类的寿命、成本、具体载荷情况进行相应的选择。
如图3所示，作为本实施例可选的实施方式之一，底座1上连接有安装杆4，安装杆4垂直于第一通孔101的轴向。
示例性的，本实施例的盘根盒盖帽通过螺纹与盘根盒进行连接时，由于现场的盘根盒盖帽可能较大，且在现场有采油树等设备的阻挡，会对盘根盒盖帽在盘根盒上的连接造成影响，人力直接用力转动盘根盒盖帽也有些费力。
可以在底座1上固定安装杆4，当通过转动安装杆4将盘根盒盖帽与盘根盒连接时，可产生较大的力矩，因而比较省力。
如图4所示，作为本实施例可选的实施方式之一，多根安装杆4绕第一通孔101的轴线均匀的分布在底座1的外周。
示例性的，也可以在盘根盒上按照一定角度，比如每个90度设置一个安装杆4，这样在转动盘根盒盖帽时，人的位置可以不动，当一根安装杆4转动到一侧时，就会有另外的安装杆4达到人所处的位置，可以继续进行转动。
作为本实施例可选的实施方式之一，盘根盒盖帽与盘根盒通过螺纹连接。
此外，本实用新型还提供了一种盘根装置，盘根装置包括盘根盒、盘根、盘根压帽和上的任一种盘根盒盖帽；盘根盒中装有盘根和盘根压帽，盘根压帽压在盘根上，盘根盒盖帽的一端伸入盘根盒中与盘根盒连接，且盘根盒盖帽通过盘根压帽压实盘根。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种盘根盒盖帽,包括底座，所述底座用于连接盘根盒，所述底座内形成有供光杆穿过的第一通孔，其特征在于：
还包括两个相对设置的轮轴，所述轮轴包括轮盘和轴杆，所述轮盘与所述轴杆同轴连接；两个所述轴杆的两端分别与所述底座连接，两个所述轮轴分别设置在所述第一通孔的两侧，且所述轮轴的轴线与所述第一通孔的轴线垂直，所述轮盘的外周用于抵顶在所述光杆的外周壁上。
2.根据权利要求1所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
所述轮盘的外周形成围绕所述轴杆的弧形槽，所述弧形槽与所述光杆的外周壁相配适。
3.根据权利要求1所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
还包括四个第一轴承，两个所述轴杆的两端分别通过所述第一轴承与所述底座连接，且所述轮盘与所述轴杆固定连接。
4.根据权利要求1所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
还包括两个第二轴承，两个所述轮轴的轮盘与轴杆分别通过第二轴承进行连接，两个所述轴杆的两端分别与所述底座固定连接。
5.根据权利要求3所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
还包括顶盖，所述顶盖用于与所述底座固定连接，所述顶盖上设置有两对半圆形的第一轴承槽；
所述底座上设置有两对与所述第一轴承槽相对应的半圆形的第二轴承槽，且所述第一轴承槽和所述第二轴承槽共同形成轴承孔，所述第一轴承与所述轴承孔过盈配合。
6.根据权利要求3所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
所述第一轴承为圆柱滚子轴承或者深沟球轴承。
7.根据权利要求1所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
所述底座上连接有安装杆，所述安装杆垂直于所述第一通孔的轴向。
8.根据权利要求7所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
多根所述安装杆绕所述第一通孔的轴线均匀的分布在所述底座的外周。
9.根据权利要求1所述的盘根盒盖帽,其特征在于：
所述盘根盒盖帽与所述盘根盒通过螺纹连接。
10.一种盘根装置，其特征在于：
所述盘根装置包括盘根盒、盘根、盘根压帽和如权利要求1～9中任一项所述的盘根盒盖帽；所述盘根盒中装有盘根和盘根压帽，所述盘根压帽压在所述盘根上，所述盘根盒盖帽的一端伸入所述盘根盒中与所述盘根盒连接，且所述盘根盒盖帽通过所述盘根压帽压实所述盘根。
技术总结