一种注水用柱塞泵塑性复合颗粒密封总成的制作方法

本技术涉及柱塞泵密封装置，具体地说是一种注水用柱塞泵塑性复合颗粒密封总成。

背景技术：

1、在油田注水用柱塞泵中，柱塞作往复运动，为密封柱塞泵内腔高压介质(油田净化水)，柱塞表面设有弹簧、盘根组件、导向环，盘根组件一般由多个环型盘根组成，通过轴向压紧盘根组件，使盘根组件径向变形膨胀，包紧柱塞表面，盘根组件与柱塞表面无间隙，达到密封效果。现有柱塞泵密封技术一般是在柱塞与盘根盒内壁之间的空腔内，填入盘根压紧，为增加密封性在泵头一端安装弹簧，利用弹簧的作用力与盘根压盖的轴向压力，使盘根组件径向变形膨胀，包紧柱塞表面。这种技术的弊端，一是盘根料组件一般由多个环型盘根组成，导致中间环型盘根压紧力不足，密封性变差，为增强柱塞的密封性，通过不断紧盘根增强密封性，但加快了盘根的磨损，漏失量不断增加，同时缩短了盘根寿命；二是柱塞与盘根之间的润滑是靠泵介质(净化水)润滑降温，减轻磨损，但介质泵介质(净化水)润滑效果差且漏失量不易控制，如果盘根过松，漏失量突增，会造成盘根刺漏，导致柱塞泵盘根更换频繁。

2、传统的柱塞泵密封总成是采用专用盘根密封方式，密封周期受水质、压力等因素影响，在10天到30天之间不等。更换盘根工作量大，需2人配合将刺漏的总成拆下，检修更换盘根。在泵上直接更换盘根操作困难，而且更换盘根的密封质量难以保障。

3、公开(公告)号：cn212959070u，公开了一种用于海上石油平台高压柱塞注水泵盘根的密封装置，包括套设在柱塞上的盘根盒，所述盘根盒与柱塞之间的空隙内在所述柱塞上自介质方向向上依次套设有减压底环、v型环组、压环、盘根密封组和端盖，所述v型环组的v型开口朝向介质侧，所述减压底环、所述v型环组、所述压环和所述盘根密封组的内径与所述柱塞的外径相契合。该实用新型中v型环由于其开口朝向介质侧而增大，从而缓冲来自介质的压力；硅胶芯盘根自带硅胶芯结构，代替弹簧盒补偿系统，提供持续的密封补偿力，极大地降低了安装的复杂程度。

4、该现有技术柱塞与石墨环和盘根环与是面积密封，盘根与柱塞密封面相对固定，加剧盘根磨损，降低注水泵柱塞密封性差，增加漏失量。

5、公开(公告)号：cn213039444u，公开了一种高温高压柱塞泵密封结构，属于柱塞泵技术领域。该实用新型通过设置盘根和辅助密封机构实现柱塞与缸筒的多重密封，该密封结构避免了喷射状泄漏，提高了泵的安全性能。该实用新型包括缸筒，其内设有容纳柱塞的空腔；设置于缸筒内的柱塞；设置于所述柱塞与所述缸筒内壁间的注油环和排油环，以及设置于所述柱塞与所述缸筒内壁间的密封机构，所述密封机构包括套装于柱塞一端的节流套；套装于柱塞另一端的第一密封套；以及缠绕于所述节流套与第一密封套间的盘根；所述第一密封套外侧设有沉头孔，所述沉头孔内设有与柱塞套装的辅助密封机构。

6、该现有技术柱塞与石墨环和盘根环与是面积密封，盘根与柱塞密封面相对固定，加剧盘根磨损，降低注水泵柱塞密封性差，增加漏失量。

7、公开(公告)号：cn114576156a，公开了一种柱塞泵的密封装置，属于油气开采技术领域。该柱塞泵的密封装置包括：盘根盒、密封盘根、密封压盖和紧固件。该密封压盖的第一端具有环状的第一凸起，第二端位于柱塞泵中的泵头体内的凹槽中，该紧固件的第一端可以与第一凸起紧固连接，第二端可以与泵头体紧固连接。如此，可以在保证盘根盒第二端上与泵头体中的凹槽之间仅有接触关系，并不存在螺纹连接关系的前提下，通过该紧固件实现盘根盒与泵头体之间的紧固连接，以实现将密封装置牢固的安装在泵头体与柱塞体之间。有效的避免了后续在柱塞泵对油气进进行压裂处理的过程中，压裂液中的沙子进入泵头体与盘根盒之间的区域后，出现盘根盒无法从泵头体上拆卸下来的现象。

8、该现有技术使用常规盘根，密封性能不如本实用新型。

9、总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种注水用柱塞泵塑性复合颗粒密封总成，改变盘根结构、成分和形式，能够在保证达到密封标准的同时减轻柱塞和盘根的磨蚀程度，减少更换盘根和柱塞的频次，延长盘根和柱塞的使用寿命。

2、为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种注水用柱塞泵塑性复合颗粒密封总成，包括盘根盒、压盖、弹簧，所述盘根盒、压盖均中心贯通，所述压盖设置在盘根盒轴向后端，所述盘根盒轴向前端内壁设置弹簧座，所述弹簧设置在弹簧座后端面；还包括复合盘根；所述复合盘根设置在弹簧后端，所述压盖将复合盘根压紧。

4、进一步地，所述盘根盒轴向前端外壁设置固锁爪；

5、具体地，所述固锁爪为至少三个沿周向均匀分布的凸块，所述凸块的形状、数量与柱塞泵泵头设置的凹槽一致。

6、进一步地，所述盘根盒与压盖之间设置有压环，所述压环分为大径环、小径环，所述小径环设置在大径环轴向前端；

7、具体地，所述小径环插入盘根盒与复合盘根接触，所述大径环后端面与压盖接触。

8、进一步地，所述压环为铜压环。

9、进一步地，所述复合盘根从前到后依次为第一导向环、第一道成型盘根、塑性复合颗粒盘根、第二道成型盘根、第二道导向环；

10、具体地，所述第一导向环前端面与弹簧接触，所述第二道导向环后端面与小径环前端面接触，所述压盖通过压环压紧复合盘根，并使弹簧处于压缩状态。

11、进一步地，所述压盖设置有至少两个沿周向均匀分布的紧松孔。

12、进一步地，所述塑性复合颗粒盘根包括小直径盘根颗粒、大直径盘根颗粒、盘根碎料、复合润滑剂。

13、进一步地，所述小直径盘根颗粒直径为1-6mm；

14、具体地，所述大直径盘根颗粒直径为10-15mm；

15、具体地，所述盘根碎料长为5-20mm、直径小于等于1mm。

16、进一步地，所述复合润滑剂包括石墨烯润滑剂和润滑脂。

17、进一步地，所述盘根盒前端面设置环板胶垫。

18、本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

19、1、采用芳纶塑性复合颗粒密封，形成了填料与柱塞间立体式密宫式塑性密封，通过将不同大小的颗粒混合在一起，形成一个紧密的填充物，颗粒密封填料磨损后，其它不同粒径的填料可以随时替补充填产生的孔隙，始终保持填料与柱塞间密封效果，解决了成型芳纶盘根孔径一但磨损超标后无法恢复的问题。

20、2、塑性复合颗粒盘根能够在摩擦表面形成一层保护膜，阻止摩擦表面直接接触，减少摩擦和磨损。同时，颗粒的硬度能够抵抗压力和摩擦力，提高润滑脂的耐磨性能。

21、3.塑性复合颗粒盘根能够保护润滑脂和摩擦表面免受污染和腐蚀，同时也减少了润滑脂的泄漏和挥发。

22、4、塑性复合颗粒盘根利用石墨烯材料的特殊性质，可以在摩擦表面形成一层均匀、稳定的润滑膜，以减少摩擦和磨损，提高柱塞的使用寿命。