用于旋转油泵的密封组件及其使用方法 本发明通常涉及采油工业，特别是涉及提高用于密封分级重力油井泵的旋转钻杆的密封性能，以防止油的泄漏。
许多传统的油井是通过井底或靠近井底的井下泵来开采的，该泵是传统的往复式泵，它由一钻具驱动，该钻具通过泵活塞缸作垂直往复运动。目前许多传统的往复式泵已由旋转驱动的分级空腔泵所代替。该旋转泵特别适用于开采充满沙子和水的原油。
在传统的立式往复式泵中，该设备都是采用一个填料函来控制油地漏损。这种传统的填料函是固定不动的，并被固定在一固定壳体上。钻杆上部与填料接触的部分通常被高度抛光，确保密封件泄漏和损坏最小。随着旋转泵的应用发现，如果将传统的填料函(为立式泵而设计的)用于旋转泵，那么油的泄漏产生就相对早些，从而需要频繁地维修和频繁地更换密封部件。
以下提供现有技术总览：
1949.5.24颁布的、授予D.R.Cormany的美国专利2,471,198；
1975.6.24颁布的、授予Ortiz的美国专利3,891,031；
1978.5.2颁布的、授予Pochyly的美国专利4,087,211；
1978.5.16颁布的、授予Nichols等人的美国专利4,089,624；
1982.2.9颁布的、授予Willis的美国专利4,314,611；
1983.2.8颁布的、授予Kulhanek等人的美国专利4,372,379；
概括地说，本发明提供了一种改进的组件，它通过提供一个特殊的套套在带有密封的钻杆上，以抑制油从旋转油井泵中泄漏，该套与钻杆一起转动，因此在它们之间不需要动态密封。该套依次旋转地安装在由固定件形成的凹座内，并在该套和所述固定件之间的空间设有多个环形密封套。所述密封套是这样构成的，以便阻止油在连续的座上泄漏。这样，油在可以接近第二个密封套之前必需先通过第一个密封套，在可以接近第三个密封套之前，第二个密封套必需被破坏。与多个密封套相对应的泄漏通道用油的出现表示，油可以接近的最后的密封套。
特别是本发明提供一种抑制油泄漏的组件，它适用于油井中的旋转泵，在该油井中，一个细长的钻杆支撑井下泵的转子并使其转动，该组杆包括：
--一个固定的第一元件，它有一个用于钻杆的通孔，和一个与所述的孔同轴的基本为筒形的凹座，该筒形凹座是由一个筒形壁构成，所述的第一元件有一个外壁；
--一个旋转的第二元件，它也有一个通孔，所述钻杆穿过第二元件的通孔延伸并与其一起转动，所述第二元件有一个基本上为筒形的部分，该部分同轴地设置在所述的凹座中，该筒形部分是由外筒形表面形成，该筒形表面的直径小于所述凹座的直径，以便在它们之间形成一个环形空间，该环形空间有一个压力油试图进入该空间的上游端和一个与该上游端相对的下游端；
--多个环形密封套叠放在所述的环形空间里，每个密封套在轴向截面上有：
a)一个滑动接触所述的筒形部分的刃形边缘角，
b)一个刃形边缘角下游靠近筒形部分的第一开口空间，和一个靠近筒形壁的第二开口空间，和
c)通道装置，所述的两个空间通过该通道装置相互连通，
--对于每个密封套，一个泄漏通道穿过第一元件，该通道将各个开口空间与所述外壁连通，
--用于封闭至少一个通道的堵塞装置。
另外，本发明提供一种用于阻止油井泵中油泄漏的方法，在油井中，一根细长钻杆支撑着井下泵的转子并使其转动，利用一个包括一固定的第一元件的组件，该元件有一个用于钻杆的通孔，和一个与所述的孔同轴的基本上为筒形的凹座，该筒形凹座由筒形壁形成，第一元件有一个外壁，转动的第二元件也形成一个通孔，所述钻杆穿过第二元件的通孔延伸并与其一起旋转，第二元件有一个基本上为筒形部分，该部分同轴地放置在所述的凹座中，该筒形部分由一个比凹座的直径要小的外筒形表面，以便在它们之间形成一个环形空腔，该环形空腔有一个上游端，压力油试图从该处进入所述空腔中，和一个与上游端相对的下游端；
所述的方法包括以下步骤：
a)提供叠在所述环形空间中的多个密封套，每个套在轴向截面有一个刃形边缘角，它与所述筒形部分滑动接触，一个在所述角的下游处靠近筒形部分的第一开口空间，一个靠近筒形壁的第二开口空间，和连通这两个空间的通道装置，
b)为每一个密封套设有一个穿过第一元件的泄漏通道，每一个泄漏通道将各个开口空间与所述外壁连通，
c)将润滑油从最上游的密封套的泄漏通道注入进去，然后将该通道堵住，同时让最上游的密封套下方的密封套泄漏通道敞开，
d)监视用于泄漏油的左边敝开的泄漏通道，和
e)当检测到这种漏油时，关闭油泵并至少更换那些已漏油的密封套。
附图中所示的为本发明的一个实施例，在附图中，相同的序号表示相同的部件，其中：
图1为在井下旋转泵的井口处使用的、用于支撑钻杆并使其旋转的、和阻止油从井中泄漏到周围的设备的轴向截面图；
图2为与图1类似的图，它显示了稍微简化的方案；
图3为动旋转密封处的部分设备的轴向截面图；
图4为一个放大的密封套应用于本发明的轴向截面图；
图5为在设置密封的地方的一部分的局部分解轴向截面图。
首先参阅图1，该图以轴向截面表示了一个细长的钻杆10，该钻杆10支撑着井下泵(未示出)的转子并使其旋转。在图1中，钻杆的上端在右端，其下端在左端。
在它的顶端(图1中的右端)，钻杆10有一个与螺套14中的螺纹孔16的一端配合的外螺纹12，螺纹孔16的另一端与提升杆18的螺纹端连接。
在它的下(向左)端，螺套14有一个非环形突出部分20，该部分与非环形的空的尾杆22配合，该尾杆的另一端与另一个螺套26上的类似的突出部分配合。
螺套26有一个内螺纹盲孔28，它适于固定在密封件32的外螺纹端30上。将注意到密封件32和螺套26一起构成一个钻杆穿过的通孔34。密封件32的上端(图1中的右面)有一个装有传统的密封填料的环形密封腔36。一个环形挡板40压在密封填料38上，并通过拧紧螺套26将它向下推。可选择不同厚度的环形挡板40，以便当螺套26向下尽可能地拧在密封件32上时，在密封填料38上提供正确的压缩比。
密封件32有一个缩小的部分42，它环绕着钻杆10，并有一个适于固定在内螺纹中的外螺纹，在套件46的顶端(朝右的一端)形成一个筒形凹座44，套件46有一个用于安装钻杆10的通孔48。
套件46以这样的方式构成，以便安装一个径向轴承50和一个止推轴承52，它们支撑着套件46以便使其相对机架54转动，通过工具将机架54滑动地连接到井口架上，所述的工具在图中没有示出，且在本发明中不起任何作用。
在图1的组件中，副齿轮56通过一键58将其固定，以便与轴套46一起转动。除轴套46外，用于使副齿轮56转动的部件没有显示出来。
用螺栓固定到机架54底面(图中的左端)的是一个固定的第一元件60，它有一个用于钻杆的通孔62，并依次用螺栓或其它方式固定到T型构件上，该构件不构成本发明的一部分。
正如图1所见到的，固定的第一元件60还有一个基本上为筒形的凹座66，该凹座与通孔62同轴且主要由筒形壁68构成。第一元件60还有一个外壁70，所述构件经截头圆锥形的过渡部分72到管颈部分74变小了。第一元件60还有一个用于固定到T型构件64上的下法兰76，和一个用于固定到机架54上的上法兰76。
现参看图3和4，以便更详细地描述筒形凹座66的结构。
正如图3所示，轴套46有一个整体的尾部80，在这里被称为筒形部分，筒形部分80有一个直径小于筒形凹座66的外圆表面，以便在它们之间形成一个环形空间84。该环形空间84有一个上游端86，在该端压力油(已到达通孔62)试图进入环形空间84，和一个与上游端86相对的下游端88。
安装在筒形凹座66中的是三个环形密封套90，它们前后排列在环形空间84中。
如参照图3和4所看到的，每一个密封套在轴向截面上有：
(a)一个滑动接触所述的筒形部分80的刃形边缘角92，
(b)一个刃形边缘角92下游(向右)靠近筒形部分80的第一开口空间94，和一个靠近筒形壁68的第二开口空间96，通道装置97(最好以一定间隔径向钻入每一个密封套的通道)联通第一开口空间94和第二开口空间96。
每一个密封套90在第一开口空间94的下游还设有一个向内开的槽98，在槽98中放入一个弹性环100。该弹性环由于开口空间93和96内的任何水的结冰和膨胀而被压缩。
每个密封套90还包括一个基本上与外圆表面82平行的处在槽98下游的支撑面102。还提供了一个O型密封件104，其径向截面的形状为U型，该密封件包括两个臂106和108，其中臂106适于保持在靠近外圆表面82地方，臂108适于贴着支撑面102，用这样的方式即U型的内部朝下(朝左)向着第一开口94空间敞开。这在图4中可以看得清楚。
O型密封件104还有一个向外凸出的完整的突缘110，它位于由密封套90构成的突缘凹座112内，并且凹座112的结构设计要使突缘110受压缩并夹在相应的密封套和下一个密封套之间。这从图4中可以清楚地看到。
还要注意到对于每一个密封套90，第一元件60提供了一个泄漏通道114，每个泄漏通道114将开口空间(各自的密封套的空间)与外壁70连通。一个外螺纹塞116用来封住其中的一个通道。
将要注意到在筒形壁68和筒形表面82之间形成的环形空间84的上游(向左)端被环形壁120封住，最下面(最靠左的)密封套90与壁120邻接。
每个密封套90有一个靠近元件60的筒形壁68的外圆凹座122(见图4)，并在该凹座122中放置一个O型密封件124。
图3示出了锁定装置，它使环形密封套90向下(向左)靠在环形壁120上。
特别是该锁定装置除装在筒形壁68的相应槽中的卡环外还包括两个环形件126和128。
现在参阅图5，它示出了一种与图1所示的结构尺寸稍有不同的密封件32。但是所有的主要结构要素都呈现在图5中。另外有一个装在相应的凹座中的O型密封环130，它被压在轴套46′的角部132处。这样保证了在密封件32和轴套46之间不会再发生泄漏事件。
图2示出了图1所示组件的一种变形。在图2中，和副齿轮56和安装轴承一样，设有机架54。在图2的布置中，将需要不同的部件(图中未示出)来使轴套46′转动。
图2中的其它不同之处是用提升环132代替图1中的螺套14。提升环132的螺纹孔134与钻杆10的上部外螺纹端配合。
除上述不同之外，图1和2之间所有其它部分都一样。下面将要描述刚才所描述的装置在阻止油在油井泵中的泄漏方面的使用方法，在该油井中，一根长钻杆支撑着井下泵的转子并使其转动。
该方法首先包括提供图中和上述的所有部件，包括多个重叠的具有所述结构的环形密封套90，和提供用于每个密封套90的穿过第一元件60的泄漏通道114，每条泄漏通道114将各个开口空间(94，96)与外壁70连通。
在一种使用方法中，在开始泵送之前，将润滑油，如油膏或重油通过最上游(图1和2中最靠左)的密封套90的泄漏通道注入进去，然后将该泄漏通道堵住，同时形成使它打开最上游密封套下面的密封套的泄漏通道。使用图中所述的三个密封套，我们可以说上游密封套、下游密封套和一个中间密封套。这样，润滑油被注入最上游的密封套，且相应的泄漏通道被堵住封严。但是用于中间密封套的泄漏通道是左开口。在这种特殊的工作方法中，第三泄漏通道(用于下游套的)能够用一种图3中116所示的堵塞堵住。
然后开始泵送，并且操作人员监视中间泄漏通道的漏油。当在中间套的泄漏通道中检测出漏油时，它表示油已穿过上游和中间的密封套的刃形边缘92。此时，操作者可以决定关闭泵的工作，并至少替换上游和中间密封套(它已不再能够承受油压)中的一个。而且操作员还能够将堵塞从下游泄漏通道中取出，堵在中间密封套的泄漏通道中。现在来看第三个密封套，当油出现在第三个密封套的开着的泄漏通道中时，它表明油已经通过了所有的三个密封套的刃形边92。此时，操作员将必须停止工作，并更换所有的密封套。
在通过附图和上述将本发明的几种形式说明的同时，在不脱离本发明构思，如权利要求中所述的情况下，对本发明可以作出改变和修改，这对本专业技术人员来讲是显而易见的。