Соединительное устройство для колонны насосных штанг

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к конструкциям насосных штанг, и может быть использовано при добыче нефти скважинными штанговыми насосами. Соединительное устройство содержит присоединительные муфты, связанные с колонной насосных штанг, и цилиндрические полумуфты, в которых расположены цилиндрические шарниры. Цилиндрические полумуфты соединены обоймами в единую цилиндрическую муфту, содержащую внутренние выступы, в которых размещены цилиндрические шарниры, каждый из которых выполнен заодно с соответствующей присоединительной муфтой с возможностью свободного вращения относительно друг друга во внутренних выступах единой цилиндрической муфты. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции соединительного устройства, обеспечивающего надежность работы, в частности, в искривленных скважинах. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к конструкциям насосных штанг, и может быть использовано при добыче нефти скважинными штанговыми насосами.

Значительное количество подземных ремонтов скважин связано с отворотами в муфтовых соединениях насосных штанг, в результате чего происходит увеличение простаивания нефтяных скважин.

Одной из причин отворота насосных штанг является дополнительное усилие столба жидкости в насосно-компрессорных трубах (НКТ), действующее на ребра полиамидных скребков центраторов, направленное на насосные штанги при их движении вниз. При тугой посадке плунжера в цилиндре скважинного штангового насоса усилие, направленное на отворот насосных штанг, увеличивается. Другой причиной отворота является то, что в наклонно направленных скважинах насосные штанги с центраторами во время работы соприкасаются со стенкой НКТ (прижимаются к стенке), при этом создаваемое усилие направлено на отворот нижней части колонны насосных штанг.

Известны устройства для соединения насосных штанг, состоящие из полумуфт с опорными поверхностями, штока и ограничителя осевого перемещения (1, 2).

Недостатками указанных устройств являются сложность конструкции и низкая надежность работы из-за самопроизвольного разъединения насосных штанг.

Также из патентной литературы известно устройство для соединения насосных штанг, состоящее из двух соединительных муфт, в которых размещены вкладыши, а на концах штанг установлены сферические шарниры (3).

Недостатки указанного устройства сложность конструкции и изготовления, обусловленные наличием резьбовых соединений, что снижает надежность работы устройства в искривленных скважинах.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является соединительная муфта насосных штанг, принятая нами за прототип, состоящая из двух частей корпуса, связанных между собой шарнирным соединением в виде шарового пальца. Верхняя и нижняя части корпуса имеют присоединительные резьбовые концы для колонны штанг и по два ролика, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, которые имеют целью скользить по стенке насосно-компрессорных труб, чем предотвращают касание муфты к трубе в наклонных скважинах. Шаровой палец позволяет вращаться обеим частям корпуса муфты относительно друг друга, что уменьшает напряжения от изгиба штанг и число отворотов муфт (4).

Недостатками данного решения являются сложность конструкции и изготовления, низкая надежность в работе, обусловленная геометрическими параметрами шарового пальца (0 пальца), на который действуют растягивающие усилия колонны насосных штанг.

Задача изобретения состоит в упрощении конструкции соединительного устройства, обеспечивающего надежность работы, в частности, в искривленных скважинах.

Настоящее изобретение предназначено для предотвращения отворотов в муфтовых соединениях колонны штанг, происходящих в результате возникновения упругих сил в колонне насосных штанг во время ее движения вверх при одновременном вращении всей колонны штанг штанговращателем вправо и действующих по принципу распружинивания нижней части колонны штанг при движении ее вниз, когда колонна не вращается. Эти моменты происходят при тугой посадке плунжера в скважинном штанговом насосе и при касании колонны штанг к НКТ в наклонно-направленных скважинах, а также при наличии полиамидных скребков-центраторов, которые при ходе колонны насосных штанг вниз создают дополнительные усилия на отворот из-за конфигурации.

Поставленная цель достигается тем, что в соединительном устройстве для колонны насосных штанг, содержащем присоединительные муфты, связанные с колонной насосных штанг, и цилиндрические полумуфты, в которых расположены шарниры, согласно изобретению шарниры выполнены цилиндрическими, а цилиндрические полумуфты соединены обоймами в единую цилиндрическую муфту, содержащую внутренние выступы, в которых размещены цилиндрические шарниры, каждый из которых выполнен заодно с соответствующей присоединительной муфтой с возможностью свободного вращения относительно друг друга во внутренних выступах единой цилиндрической муфты.

Поставленная цель также достигается установкой соединительного устройства в колонне насосных штанг в местах искривления скважины или над насосом, в случае тугой посадки плунжера. Тем самым обеспечивается вращение штанговращателем колонны насосных штанг, находящейся выше соединительного устройства, а колонна штанг ниже соединительного устройства не вращается и не испытывает упругих усилий и усилий на отворот. Размеры цилиндрических шарниров приближены к диаметрам насосных штанг, вследствие чего повышается надежность в работе.

При исследовании отличительных признаков описываемого соединительного устройства для колонны насосных штанг не выявлено каких-либо аналогичных известных решений. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “новизна”.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию “изобретательский уровень” заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено соединительное устройство для колонны насосных штанг.

Соединительное устройство для колонны насосных штанг (фиг.1) состоит из двух цилиндрических полумуфт 1, имеющих внутренние выступы 4, в которые вставляются цилиндрические шарниры 5, выполненные заодно с присоединительными муфтами 2, соединенными, в свою очередь, с насосными штангами. Цилиндрические полумуфты 1 соединяются в единую муфту обоймами 3. Цилиндрические шарниры 5 свободно вращаются относительно друг друга (металл по металлу) во внутренних выступах 4.

Устройство работает следующим образом.

Соединительное устройство для колонны насосных штанг устанавливается в колонне штанг в местах наиболее вероятного отворота муфтового соединения (в точке наибольшего изменения профиля скважины) и над насосом.

При запуске в работу глубинно-насосной установки колонна насосных штанг, расположенная выше соединительного устройства, вращается с помощью штанговращателя и вращает один из цилиндрических шарниров 5 соединительного устройства. Колонна насосных штанг, расположенная ниже соединительного устройства, вместе с другим цилиндрическим шарниром 5 не вращается. Тем самым, нижняя часть колонны насосных штанг не испытывает упругих пружинистых усилий, способствующих отвороту насосных штанг.

Все трущиеся поверхности соединительного устройства находятся в нефти и не требуют смазки. На соединительное устройство для колонны насосных штанг действуют растягивающие усилия, радиальных нагрузок нет.

Соединительное устройство для колонны насосных штанг позволяет сократить количество подземных ремонтов скважин по причине отворотов в колоннах штанг, что способствует увеличению добычи нефти и продолжительности работы механизма штанговращателя в результате снижения нагрузок скручивания.

Источники информации:

1. А.С. СССР №474599, Е 21 В 17/02. Устройство для соединения насосных штанг.

2. А.С. СССР №727835, Е 21 В 17/04. Устройство для соединения насосных штанг.

3. А.С. СССР №632824, Е 21 В 17/04. Устройство для соединения насосных штанг.

4. Патент РФ №2017930, Е 21 В 17/05. Соединительная муфта насосных штанг. Прототип.

Формула изобретения

Соединительное устройство для колонны насосных штанг, содержащее присоединительные муфты, связанные с колонной насосных штанг, и цилиндрические полумуфты, в которых расположены шарниры, отличающееся тем, что шарниры выполнены цилиндрическими, а цилиндрические полумуфты соединены обоймами в единую цилиндрическую муфту, содержащую внутренние выступы, в которых размещены цилиндрические шарниры, каждый из которых выполнен заодно с соответствующей присоединительной муфтой с возможностью свободного вращения относительно друг друга во внутренних выступах единой цилиндрической муфты.

РИСУНКИРисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к соединению насосно-компрессорных труб, насосных штанг и штанговых муфт

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации наклонно-направленных или искривленных скважин электроцентробежными насосами

Изобретение относится к буровому инструменту, предназначенному для бурения нефтяных, газовых или геотермических скважин, причем упомянутый инструмент содержит два основных органа: полый вал и глухой трубчатый корпус инструмента, более заостренный, чем корпуса обычных буровых инструментов подобного типа

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к конструкции насосных штанг, и может быть использовано при добыче нефти штанговыми насосами из наклонно направленных скважин

Изобретение относится к технике буровых работ

Изобретение относится к буровой технике

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к защите насосно-компрессорных труб (НКТ), обсадной и штанговой колонны и снижению упругих деформаций в опасных сечениях спускаемой установки погружного центробежного насоса (УПЦН) в интенсивно искривленных скважинах

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к защите насосно-компрессорных труб (НКТ) и насосных штанг от износа из-за трения друг от друга

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано при эксплуатации преимущественно искривленных скважин штанговыми скважинными насосами

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к соединению насосных штанг и штанговых муфт, и может быть использовано для штанговых глубинных насосов в качестве защитного и предохранительного устройства

Изобретение относится к бурению скважин станками вращательного бурения, а именно к шарнирным соединениям бурового инструмента

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин, к частности в наклонных и горизонтальных скважинах, в качестве шарнирного соединения труб, скважинного инструмента или скважинного оборудования

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при добыче нефти штанговыми насосами

Изобретение относится к устройствам для направленного бурения. Техническим результатом является создание компактной системы бурения скважины, содержащей универсальный шарнир с высокой несущей способностью. Высокая несущая способность достигается методами, применяющими уникальные механизмы передачи нагрузки. Например, более высокая несущая способность может обеспечиваться с использованием принципа распределения нагрузки, согласно которому скручивающие напряжения передаются совместно через штифты универсального шарнира и боковые грани крестовины универсального шарнира. Более высокая несущая способность может также достигаться путем передачи нагрузки через монолитную крестовину, имеющую штифты, составляющие с ней единое целое, и блок разъемная вилка/хомут. В другом варианте воплощения более высокая несущая способность является результатом использования штифтов универсального шарнира, вставленных с внутренней стороны универсального шарнира и завинченных наружу до достижения полного соединения с вилками шарнира. Каждый из вариантов воплощения универсального шарнира может быть также спроектирован с возможностью герметизированного прохождения бурового раствора через шарнир. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано для шарнирного соединения насосных штанг в штанговых глубинных насосах, эксплуатируемых в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах. Технический результат – обеспечение максимального исключения передачи крутящего момента насосным штангам и плунжеру, их отворота и износа, и увеличение межремонтного периода. Шарнирный переходник для насосных штанг включает верхний сферический палец, муфту, переводники к насосным штангам, нижний сферический палец. При этом муфта выполнена с обоих внутренних концов конической и разрезной, стянутой по концам обоймами, завальцованными в ее проточках. Сферические пальцы оканчиваются переводниками к насосным штангам, оба сферических пальца сопрягаются с внутренними сферическими поверхностями разрезной муфты и одновременно сопрягаются между собой торцами, выполненными в верхнем сферическом пальце в виде полусферы, а в нижнем сферическом пальце в виде ответного сферического седла, снабженного в центре промывочным каналом. 1 ил.
Наверх