RU119802U1

RU119802U1 - STRAIGHT CENTER-TURN

Info

Publication number: RU119802U1
Application number: RU2012111232/03U
Authority: RU
Inventors: Денис Николаевич Красноборов; Юрий Владиславович Казанцев; Евгений Александрович Поносов; Дмитрий Юрьевич Ренев; Олег Владимирович Третьяков; Олег Витальевич Ябуров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-08-27

Abstract

Штанговый центратор, включающий неподвижную относительно штанги наплавленную по ее наружной поверхности бандажную ступенчатую втулку, подвижный элемент в виде центратора, имеющего в поперечном сечении форму шестиконечной звезды со срезанными вершинами, с возможностью вращения вокруг оси штанги и свободного продольного перемещения по поверхности бандажной втулки в пределах, ограниченных верхним и нижним упорами бандажной втулки, отличающийся тем, что бандажная втулка, запрессованная на поверхности штанги, выполнена ступенчатой с меньшим диаметром в центральной части и большими диаметрами, одинаковыми в верхней и нижней частях, образуя при переходе под углом 90° от меньшего диаметра к большим упоры, ограничивающие продольные перемещения подвижного центратора, при этом его вращательное движение происходит по поверхности полиамидной бандажной втулки, имеющей меньший, в сравнении с упорами, диаметр. A rod centralizer, including a shroud stepped sleeve, which is fixed relative to the rod, welded on its outer surface, a movable element in the form of a centralizer having a cross-sectional shape of a six-pointed star with cut off tops, with the possibility of rotation around the rod axis and free longitudinal movement along the surface of the shroud sleeve within, limited by the upper and lower stops of the shroud sleeve, characterized in that the shroud sleeve, pressed onto the surface of the rod, is made stepped with a smaller diameter in the central part and large diameters, the same in the upper and lower parts, forming when passing at an angle of 90 ° from a smaller diameter to large stops limiting the longitudinal movement of the movable centralizer, while its rotational movement occurs on the surface of the polyamide sleeve, which has a smaller diameter in comparison with the stops.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для добычи нефти и может быть использована в нефтяной промышленности, более конкретно в составе установок штанговых винтовых насосов. Основная задача, решаемая полезной моделью - это предотвращение абразивного трения наружной поверхности стальных насосных штанг твердыми частицами, выносимыми добываемой жидкостью, которое происходит в ограниченном пространстве между штангой и внутренним отверстием в центраторе, а также центрация штанговой колонны в канале НКТ, что позволяет предотвратить истирание внутренней поверхности НКТ соединительными муфтами насосных штанг.The utility model relates to equipment for oil production and can be used in the oil industry, and more specifically as part of rod pump installations. The main problem solved by the utility model is the prevention of abrasive friction of the outer surface of steel pump rods by solid particles carried by the produced fluid, which occurs in a limited space between the rod and the inner hole in the centralizer, as well as the centering of the rod string in the tubing channel, which helps to prevent abrasion of the internal tubing surfaces with connecting couplings of sucker rods.

Известен центратор для насосных штанг (патент РФ №2060350, МПК6 E21B 17/10, дата публ. 20.05.1996), содержащий сформированный на штанге корпус из полимерного материала цилиндрической формы с конусными концами и металлические ребра со скошенными концами. Ребра помещены внутри корпуса с выходом на его цилиндрическую и конусную поверхности и образуют с корпусом неразъемное соединение. Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти и может быть использовано в нефтяной промышленности, более конкретно в установках для добычи нефти глубинными штанговыми насосами. Конструкция центратора предназначена для работы в условиях возвратно-поступательного движения насосных штанг, при этом центратор устанавливается в определенных местах насосной штанги без возможности вертикального перемещения и вращения вокруг оси штанги.A well-known centralizer for sucker rods (RF patent No. 2060350, IPC6 E21B 17/10, published date 05/20/1996) containing a cylindrical-shaped polymer material formed on the rod with conical ends and metal ribs with beveled ends. The ribs are placed inside the housing with access to its cylindrical and conical surfaces and form an integral connection with the housing. The invention relates to equipment for oil production and can be used in the oil industry, and more particularly in installations for oil production by deep-well sucker rod pumps. The design of the centralizer is designed to work in the conditions of reciprocating movement of the sucker rods, while the centralizer is installed in certain places of the sucker rod without the possibility of vertical movement and rotation around the axis of the rod.

Недостатком данной конструкции является, то, что центратор устанавливается на тело насосной штанги неподвижно и не имеет свободы вращения вокруг оси штанг, что не позволяет использовать его в компоновках штанговых винтовых насосов.The disadvantage of this design is that the centralizer is mounted on the body of the pump rod motionless and does not have freedom of rotation around the axis of the rod, which does not allow its use in the layout of rod screw pumps.

Наиболее близкой по техническому назначению является конструкция центратора «Трайлобл», изготавливаемая ЗАО «КАНАРОСС» (ТУ 3665-203-35796774-2001), применяемая в составе установок штанговых винтовых насосов (УШВН ШН-22), включающая формуемые на стержне штанги неподвижные упоры, подвижный элемент центратора, имеющий свободу вращения вокруг оси штанг, продольные перемещения, которого ограничены запрессованными на теле штанге упорами.The closest to the technical purpose is the design of the centralizer "Traylobl", manufactured by CJSC "KANAROSS" (TU 3665-203-35796774-2001), used as part of rod pump installations (USHVN ШН-22), including fixed stops formed on the rod shaft, a movable centralizer element having freedom of rotation around the axis of the rods, longitudinal displacements, which are limited by stops pressed onto the rod body.

Недостатком данной конструкции является то, что подвижный центратор устанавливается с небольшим зазором непосредственно на тело стальной штанги, а вследствие попадания в ограниченное пространство между телом штанги и внутренним отверстием в центраторе твердых частиц из добываемой жидкости, происходит абразивное трение наружной поверхности штанги, что приводит к появлению поперечных борозд, являющихся концентраторами напряжений. В дальнейшем в этих местах зарождаются усталостные трещины, при развитии которых происходит обрыв штанги в местах установки центраторов.The disadvantage of this design is that the movable centralizer is installed with a small gap directly on the body of the steel rod, and as a result of getting into the limited space between the body of the rod and the inner hole in the centralizer of solid particles from the produced fluid, abrasive friction of the outer surface of the rod occurs, which leads to transverse furrows, which are stress concentrators. Subsequently, fatigue cracks arise in these places, during the development of which the rod breaks in the places where the centralizers are installed.

Техническим результатом внедрения предлагаемой полезной модели является снижение обрывности штанг, используемых на фонде установок штанговых винтовых насосов, по причине абразивного износа тела штанги твердыми частицами, выносимыми из продуктивного пласта добываемой жидкостью, а также снижение энергопотребления при извлечении на дневную поверхность добываемой жидкости.The technical result of introducing the proposed utility model is to reduce the breakage of the rods used in the pool of rod pump systems due to the abrasive wear of the rod body by solid particles carried out from the reservoir by the produced fluid, as well as the reduction of energy consumption when extracting the produced fluid onto the surface.

Указанный технический результат достигается тем, что центратор штанговой колонны включает неподвижную, наплавленную на наружную цилиндрическую поверхность штанги бандажную втулку, имеющую ступенчатую цилиндрическую форму с меньшим диаметром в центральной части и большими, одинаковыми в верхней и нижней частях диаметрами, образуя упоры под углом 90° при переходе от меньшего диаметра к большему. Образованные переходом диаметров упоры ограничивают осевые перемещения подвижного элемента в виде центратора-крутыша, совершающего вращательные, относительно оси штанги, движения между упорами по неподвижной поверхности полиамидной бандажной втулки, предохраняя непосредственно металлическую поверхность штанги от абразивного трения твердыми частицами, выносимыми потоком добываемой жидкости, проходящей между бандажной втулкой и внутренней поверхностью центратора-крутыша.The specified technical result is achieved by the fact that the centralizer of the rod string includes a retaining sleeve deposited onto the outer cylindrical surface of the rod, having a stepped cylindrical shape with a smaller diameter in the central part and large diameters identical in the upper and lower parts, forming stops at an angle of 90 ° at transition from a smaller diameter to a larger one. The stops formed by the transition of diameters limit the axial displacements of the movable element in the form of a centralizer-twist making rotational, relative to the axis of the rod, movements between the stops on the fixed surface of the polyamide retaining sleeve, directly protecting the metal surface of the rod from abrasive friction by solid particles carried by the flow of produced fluid passing between the retaining sleeve and the inner surface of the centralizer-crook.

Штанговый центратор (Фиг.1.) включает бандажную втулку 1, наплавленную на наружную поверхность тела штанги 2. Бандажная втулка 1 имеет ступенчатую цилиндрическую форму с меньшим диаметром Д1 в центральной части и большим диаметром Д2, одинаковым в верхней и нижней частях, образуя при переходе под углом 90 от меньшего диаметра к большим упоры 3.The rod centralizer (Figure 1.) includes a retaining sleeve 1, welded onto the outer surface of the body of the rod 2. The connecting sleeve 1 has a stepped cylindrical shape with a smaller diameter D1 in the central part and a large diameter D2, identical in the upper and lower parts, forming during transition at an angle of 90 from a smaller diameter to large stops 3.

В центральной части бандажной втулки 1 с диаметром Д1 размещен подвижный элемент-центратор-крутыш 4, установленный с возможностью как одновременного вращения вокруг наружной поверхности с диаметром Д1 бандажной втулки, так и возможностью свободного осевого перемещения по этой же поверхности в пределах, ограниченных расстоянием между верхним и нижним упорами 3. Центратор-крутыш 4 имеет в поперечном сечении форму шестиконечной звезды со срезанными вершинами (Фиг.2а), центральный сквозной канал, внутренний диаметр (Дкр.) которого незначительно превышает меньший диаметр Д1 бандажной втулки (Фиг.26), а наружный диаметр центратора-крутыша 4 ограничен внутренним диаметром НКТ. В центральной части боковой поверхности центратора-крутыша 4 выполнен сквозной наклонный вырез под углом 45-60° (Фиг.2в) к центральной оси.In the central part of the retaining sleeve 1 with a diameter D1, a movable centralizer-bend 4 element is installed, which is capable of both simultaneously rotating around the outer surface with a diameter D1 of the retaining sleeve and the possibility of free axial movement along the same surface within a range limited by the distance between the upper and the lower stops 3. The centralizer 4 has a cross-sectional shape of a six-pointed star with cut vertices (Fig. 2a), the central through channel, the inner diameter (Dcr) of which is negligible of smaller diameter than the sleeve shroud D1 (Figure 26), and the outer diameter of the centralizer 4-Krutyshi limited internal diameter of the tubing. In the central part of the lateral surface of the centralizer-crook 4, a through inclined cutout is made at an angle of 45-60 ° (Fig.2c) to the central axis.

Наплавленная на наружную поверхность штанги бандажная втулка 1 предохраняет насосную штангу 2 от механического истирания в зоне движения центратора-крутыша 4 при воздействии абразивных включений, проходящих с потоком в зазор между центратором-крутышом 4 и поверхностью бандажной втулки 1.The banding sleeve 1 deposited onto the outer surface of the rod protects the pump rod 2 from mechanical abrasion in the zone of movement of the centralizer-twist 4 when abrasive inclusions pass with the flow into the gap between the centralizer-twist 4 and the surface of the retaining sleeve 1.

Штанговый центратор работает следующим образом.Bar centralizer works as follows.

В наклонно-направленной и искривленной скважине при вращательном движении колонны, возникают изгибающие напряжения, при этом происходит самоцентрирование штанговой колонны в пределах радиального зазора наружной поверхности подвижной части центратора-крутыша 4 и внутренней поверхности НКТ 5, уменьшая напряжение внутри НКТ от изгиба насосных штанг 2. Одновременно с этим, происходит вращательное и поступательное движения центратора-крутыша 4 по наружной поверхности бандажной втулки 1 в пределах, ограниченных уступами 3. Твердые механические примеси, попадающие в зазор между внутренней поверхностью центратора-крутыша 4 и наружной поверхностью бандажной втулки 1, механически воздействует только на изготовленную из стеклонаполненного полиамида поверхность бандажной втулки, не оказывая абразивного воздействия на тело стальной штанги 2.In a directional and curved well during rotational movement of the string, bending stresses occur, while the rod string self-centers within the radial clearance of the outer surface of the moving part of the centralizer-twist 4 and the inner surface of the tubing 5, reducing the stress inside the tubing from the bend of the sucker rods 2. At the same time, there is a rotational and translational movement of the centralizer-torsion 4 along the outer surface of the retaining sleeve 1 within the limits limited by ledges 3. Solid mechanical such impurities that fall into the gap between the inner surface of the centralizer-bend 4 and the outer surface of the retainer sleeve 1, mechanically affects only the surface of the retainer sleeve made of glass-filled polyamide, without abrasive effect on the body of the steel rod 2.

Использование предлагаемой полезной модели позволит повысить ресурс наработки на отказ насосных штанг на фонде установок штанговых винтовых насосов.The use of the proposed utility model will increase the service life for failure of sucker rods at the pool of sucker rod pump installations.

Claims

A rod centralizer, including a bandage step sleeve fixed over the outer surface of the rod and a movable element in the form of a centralizer having a cross-section of a six-pointed star with cut tops, with the possibility of rotation around the axis of the rod and free longitudinal movement along the surface of the bandage sleeve within, bounded by upper and lower stops of the retainer sleeve, characterized in that the retainer sleeve, pressed onto the surface of the rod, is made stepwise with with a larger diameter in the central part and large diameters identical in the upper and lower parts, forming, when passing at an angle of 90 ° from the smaller diameter to the larger, stops that limit the longitudinal movements of the moving centralizer, while its rotational movement occurs on the surface of the polyamide retaining sleeve having a smaller , in comparison with emphasis, diameter.