RU111575U1

RU111575U1 - PUMP BAR

Info

Publication number: RU111575U1
Application number: RU2011127974/03U
Authority: RU
Inventors: Марат Ринатович Ситдиков; Игорь Евгеньевич Ишемгужин; Михаил Артемьевич Кочеков; Евгений Измайлович Ишемгужин
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2011-12-20

Abstract

Полезной модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для передачи движения в составе колонны насосных штанг от наземного привода к скважинному штанговому насосу.The utility model relates to the oil industry, in particular to technical means for lifting liquids from wells, and can be used to transmit movement in the string of pump rods from a ground drive to a downhole sucker rod pump.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности и живучести насосной штанги, за счет возможности регулирования частоты собственных колебаний штанги, и создания предварительно напряженного состояния в насосной штанге.The technical task of the utility model is to increase the reliability and survivability of the pump rod, due to the possibility of regulating the frequency of the natural oscillations of the rod, and creating a prestressed state in the pump rod.

Насосная штанга, включающая полый стержень, оснащенный упорными площадками, размещенными на концах штанги, и внутренний стержень, снабженный концевыми упорами, взаимодействующими с упорными площадками полого стержня, отличающаяся тем, что внутренний стержень, оснащенный резьбовыми элементами по обоим концам и квадратом под ключ с одной из сторон, установлен с возможностью регулирования его натяжения вращением гайки, для создания предварительного сжатия полого стержня и изменения частоты собственных колебаний насосной штанги. A pump rod comprising a hollow rod equipped with thrust pads located at the ends of the rod, and an inner rod provided with end stops interacting with the thrust pads of the hollow rod, characterized in that the inner rod is equipped with threaded elements at both ends and a turn-key square with one from the sides, it is installed with the possibility of adjusting its tension by rotating the nut to create preliminary compression of the hollow rod and change the frequency of the natural oscillations of the pump rod.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для передачи движения в составе колонны насосных штанг от наземного привода к скважинному штанговому насосу.The utility model relates to the oil industry, in particular to technical means for lifting liquid from wells, and can be used to transmit movement in the string of pump rods from a ground drive to a downhole sucker rod pump.

Известны насосные штанги (по ГОСТ 13877-96), которые свинчивают в штанговую колонну, передающую возвратно-поступательное или вращательное движение от точки подвеса штанги поверхностного привода к плунжеру глубинного насоса. Штанга представляет собой тело круглого сечения, на концах которого имеются участки с резьбой для присоединения соединительных элементов. Известны насосные штанги (по ГОСТ Р 51161-2002), содержащие стержень с установленными с двух сторон резьбовыми головками. Штанги соединяются между собой муфтами в штанговую колонну. Для соединения штанг одинаковых размеров выпускают соединительные муфты, а штанг разных размеров - переводные муфты. Штанги поставляют с навинченными на один конец муфтами.Known sucker rods (according to GOST 13877-96), which are screwed into a rod string that transmits reciprocating or rotational movement from the point of suspension of the surface drive rod to the plunger of the downhole pump. The rod is a body of circular cross section, at the ends of which there are sections with a thread for attaching the connecting elements. Known sucker rods (according to GOST R 51161-2002) containing a rod with threaded heads mounted on both sides. The rods are interconnected by couplings in a rod column. To connect rods of the same size, couplings are produced, and rods of different sizes are transferable couplings. The rods are delivered with couplings screwed onto one end.

Известна также насосная штанга (см. пат. RU №2210002, F04B 47/02, опубл. 10.08.2003, Бюл. №22), содержащая стеклопластиковый полый стержень и закрепленные с обеих сторон стержня полые металлические головки с резьбовыми соединительными элементами.Also known is a sucker rod (see US Pat. RU No. 2210002, F04B 47/02, publ. 08/10/2003, Bull. No. 22), containing a fiberglass hollow rod and hollow metal heads fixed on both sides of the rod with threaded connecting elements.

Общими недостатками всех перечисленных аналогов являются:Common disadvantages of all of these analogues are:

- снижение надежности из-за отсутствия предохранительных элементов, предотвращающих обрывы штанг;- reduced reliability due to the lack of safety elements to prevent breakage of the rods;

- недостаточная живучесть, которая определяется только механическими свойствами материала;- insufficient survivability, which is determined only by the mechanical properties of the material;

- неремонтопригодность в условиях эксплуатации.- non-maintainability in operating conditions.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемой конструкции насосной штанги является «Насосная штанга» (см. пат. RU №2336435, F04B 47/00, опубл. 20.10.2008), включающая полый стержень, установленные с двух сторон на концах полого стержня головки, имеющие хотя бы с одной стороны соединительную часть с резьбовым элементом, оснащенный упорными площадками, размещенными на концах штанги, и внутренним стержнем, который снабжен концевыми упорами, взаимодействующими с упорными площадками стержня.The closest analogue in technical essence to the proposed design of the pump rod is "Pump rod" (see US Pat. RU No. 2336435, F04B 47/00, publ. 20.10.2008), including a hollow rod mounted on both ends at the ends of the hollow rod of the head having at least one side connecting part with a threaded element, equipped with thrust pads located at the ends of the rod, and an inner rod, which is equipped with end stops interacting with the thrust pads of the rod.

Недостатком является отсутствие возможности регулирования частоты собственных колебаний насосной штанги, и вибрации колонны насосных штанг, снижающих их технический ресурс.The disadvantage is the inability to control the frequency of the natural oscillations of the pump rod, and the vibration of the string of pump rods, reducing their technical resource.

Указанная техническая задача решается в предлагаемой насосной штанге, включающей полый стержень, оснащенный упорными площадками, размещенными на концах штанги, и внутренний стержень, снабженный концевыми упорами, взаимодействующими с упорными площадками полого стержня, согласно предлагаемому изобретению, внутренний стержень, снабженный резьбовыми элементами по обоим концам и квадратом под ключ с одной из сторон, установлен с возможностью регулирования его натяжения вращением гайки, для создания предварительного сжатия полого стержня и изменения частоты собственных колебаний насосной штанги.The specified technical problem is solved in the proposed pump rod, including a hollow rod equipped with thrust pads located at the ends of the rod, and an inner rod equipped with end stops interacting with the thrust pads of the hollow rod, according to the invention, an inner rod equipped with threaded elements at both ends and a turn-key square on one of the sides, is installed with the possibility of adjusting its tension by rotating the nut, to create a preliminary compression of the hollow rod I change the frequency of natural oscillations of the sucker rod.

На чертеже изображен вид с сечением насосной штанги.The drawing shows a view with a cross section of the pump rod.

Насосная штанга, включающая полый стержень 1, установленные с двух сторон на концах полого стержня головки 2. Полый стержень 1 оснащен на концах упорными площадками 3. В сквозное отверстие полого стержня 1, установлен внутренний стержень 4, имеющий участок с резьбой по обоим концам и квадрат под ключ 5 с одной из сторон. Внутренний стержень 4 закрепляется с помощью гаек 6, взаимодействующими с упорными площадками 3 полого стержня 1.A sucker rod comprising a hollow rod 1, installed on both ends at the ends of the hollow rod of the head 2. The hollow rod 1 is equipped at the ends with thrust pads 3. An internal rod 4 is installed in the through hole of the hollow rod 1, having a section with thread on both ends and a square Turnkey 5 from one of the parties. The inner rod 4 is fixed using nuts 6, interacting with the thrust pads 3 of the hollow rod 1.

Внутренний стержень 4 закрепляется, на головке 2, с другой стороны выполнена резьба, обеспечивающая необходимую прочность конструкции и точность регулировки натяжения внутреннего стержня 4. Натяжение внутреннего стержня 4 регулируется вращением гайки 6. Изменение натяжения внутреннего стержня 4 осуществляется путем вращения гайки 6, при этом удерживается от поворота внутренний стержень 4 за грани квадрата под ключ 5. Гайка 6 стопорится от отвинчивания в процессе эксплуатации известными в технике методами: контргайкой, пружинной шайбой, лапчатой шайбой и т.п.The inner rod 4 is fixed, on the head 2, on the other hand, a thread is made that provides the necessary structural strength and accuracy of adjusting the tension of the inner rod 4. The tension of the inner rod 4 is controlled by the rotation of the nut 6. The tension of the inner rod 4 is changed by rotating the nut 6, while holding from rotation, the inner rod 4 beyond the edge of the turn-key square 5. The nut 6 is prevented from being unscrewed during use by methods known in the art: lock nut, spring washer, paws chat puck, etc.

В процессе эксплуатации штанговая колонна воспринимает нагрузки: растяжение, сжатие, изгиб, кручение и колебания. Увеличение надежности и технического ресурса насосной штанги и скважинного штангового насоса обеспечивается изменением частоты собственных колебаний насосной штанги, созданием состояния предварительного сжатия полого стержня 1 путем регулирования натяжения внутреннего стержня 4.During operation, the rod column perceives loads: tension, compression, bending, torsion and vibrations. An increase in the reliability and technical life of the pump rod and the borehole sucker rod pump is provided by changing the natural frequency of the pump rod, creating a state of preliminary compression of the hollow rod 1 by adjusting the tension of the inner rod 4.

Переход колебаний насосных штанг в диапазон высоких частот способствует снижению трения в паре цилиндр-плунжер скважинного штангового насоса, колонны насосных штанг о внутреннюю поверхность НКТ. Уменьшение трения в паре цилиндр-плунжер скважинного штангового насоса приводит к увеличению коэффициента наполнения насоса и производительности скважинной штанговой насосной установки.The transition of the oscillations of the sucker rods to the high frequency range helps to reduce friction in the cylinder-plunger pair of the downhole sucker rod pump, the string of sucker rods on the inner surface of the tubing. The decrease in friction in the cylinder-plunger pair of the borehole sucker rod pump leads to an increase in the filling factor of the pump and the productivity of the borehole sucker rod pump unit.

Перед спуском в скважину, при растяжении внутреннего стержня 4, полый стержень 1 насосной штанги приводится в предварительно сжатое состояние. При эксплуатации насосной штанги, полый стержень 1 приходит в менее напряженное состояние.Before the descent into the well, when the inner rod 4 is stretched, the hollow rod 1 of the pump rod is brought into a pre-compressed state. When operating the pump rod, the hollow rod 1 comes into a less stressed state.

Насосная штанга работает следующим образом.The sucker rod operates as follows.

При помощи резьбовых элементов внутреннего стержня 4 и гаек 6 стержень 4 устанавливается в полый стержень 1 перед спуском в скважину (на чертеже не показана). Насосная штанга посредством муфт собирается в колонну. Верхняя часть колонны полых штанг соединяется с тяговым устройством, например станком-качалкой (на чертеже не показан), а нижняя - с рабочим органом, например со штанговым насосом (на чертеже не показан). В процессе работы скважинной штанговой насосной установки колонна насосных штанг совершает возвратно-поступательные движения с величиной хода и частотой согласно режиму работы привода.Using the threaded elements of the inner shaft 4 and nuts 6, the shaft 4 is installed in the hollow shaft 1 before being lowered into the well (not shown in the drawing). The pump rod by means of couplings is collected in a column. The upper part of the column of hollow rods is connected to a traction device, for example, a rocking machine (not shown in the drawing), and the lower part to a working body, for example, to a rod pump (not shown in the drawing). During the operation of the downhole sucker rod pump unit, the sucker rod string makes reciprocating movements with the stroke value and frequency according to the operating mode of the drive.

Claims

A sucker rod comprising a hollow rod equipped with thrust pads located at the ends of the rod, and an inner rod provided with end stops interacting with the thrust pads of the hollow rod, characterized in that the inner rod is provided with threaded elements at both ends and a turn-key square with one from the sides, it is installed with the possibility of adjusting its tension by rotating the nut to create preliminary compression of the hollow rod and changing the frequency of the natural oscillations of the pump rod.