RU2167996C1

RU2167996C1 - Joint of polished rod with sucker rod string

Info

Publication number: RU2167996C1
Application number: RU2000102834A
Authority: RU
Inventors: М.Ш. Залятов; Р.Р. Валиев; Р.Ш. Тахаутдинов; А.Х. Ганеев; М.М. Раянов
Original assignee: Нефтегазодобывающее управление "Альметьевнефть" ОАО "Татнефть"
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: operation of oil wells with use of sucker rod pumps. SUBSTANCE: joint gripping member is split with riffled internal surface and located under protrusion provided on end of sucker rod. Upper part of gripping member from outside is conjugated with body over cylindrical surface and lower part with removable bushing fixed in body and having internal surface corresponding to cone surface of gripping member. Internal cavity of body is isolated from effect of environment. Gripping member has external cone surface in lower part. Body upper part has thread for connection with polished rod. EFFECT: reliable engagement directly with rod body and operation of pump within rated loads. 1 dwg

Description

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных скважин глубинными штанговыми насосами. The invention relates to the operation of oil wells by sucker rod pumps.

После спуска скважинного штангового насоса, проверки герметичности труб и правильности посадки конуса необходимо выбрать запас длины хода в соответствии с характеристикой насоса, затем соединить колонну штанг с подвеской балансира и запустить станок-качалку ( Мухаметзянов А.К. и др. Добыча нефти штанговыми насосами. - М.: Недра, 1993, с. 128, 129, 188, 201). Правильная посадка плунжера обеспечивается подбором необходимой длины верхней штанги и соединения ее с устьевым штоком посредством соединительной муфты ( Молчанов Г. В. , Молчанов А. Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа.- М.: Недра, 1984 г. , с. 106, рис. У...2., поз. 23). В этом случае применяются штанги укороченной длины, ГОСТ 13877-80 (1000; 1200; 1500; 2000; 3000 мм) со значительным интервалом длин. На практике же, например, при использовании устройства для обработки призабойной зоны скважин и добычи нефти из скважины (патент 1794312 A3, E 21 В 43/25; 43/00), работа которого связана с характерным скачкообразным циклическим изменением нагрузки на насос в больших пределах, а также для обеспечения более оптимального режима работы штанговой скважинной насосной установки (ШСНУ) в целом имеет место необходимость более точной подгонки посадки плунжера, причем в интервалах меньших, чем интервалы длин укороченных стандартных штанг. After lowering the borehole sucker rod pump, checking the tightness of the pipes and the correct cone seating, it is necessary to select the power reserve in accordance with the characteristics of the pump, then connect the rod string to the balancer suspension and start the rocking machine (A. Mukhametzyanov and others. Oil production by rod pumps. - M .: Nedra, 1993, p. 128, 129, 188, 201). The correct landing of the plunger is ensured by the selection of the required length of the upper rod and its connection with the wellhead using a coupling (Molchanov G.V., Molchanov A.G. Machines and equipment for oil and gas production.- M .: Nedra, 1984, p. . 106, fig. Y ... 2., Pos. 23). In this case, shortened rods are used, GOST 13877-80 (1000; 1200; 1500; 2000; 3000 mm) with a significant interval of lengths. In practice, for example, when using a device for processing bottom-hole zones of wells and oil production from a well (patent 1794312 A3, E 21 В 43/25; 43/00), the operation of which is associated with a characteristic spasmodic cyclic change in the load on the pump over large limits , as well as to ensure a more optimal operating mode of the sucker rod pump unit (SHSNU) as a whole, there is a need for a more accurate fit of the plunger landing, and in intervals shorter than the length intervals of the shortened standard rods.

Наиболее правильная и точная посадка плунжера достигается путем определения длины верхней насосной штанги нормальной длины по месту, на устье скважины, укорачивания по намеченному месту и соединения ее непосредственно по телу с устьевым штоком при помощи, например, штанголовки, которая по конструктивным признакам и назначению является наиболее близким аналогом (оборудование, инструменты и приспособления для подземного и капитального ремонта скважин; Каталог-справочник, часть 1; Инструменты для обследования, очистки скважин и проведения ловильных работ; НПП "Нефтехиммаш", стр. 32; 420073, г. Казань, а/я 156, тел/факс 8.432.75-22-43 1996 г.). The most correct and accurate fit of the plunger is achieved by determining the length of the upper pump rod of normal length in place, at the wellhead, shortening to the intended place and connecting it directly through the body to the wellhead using, for example, a rod head, which, by design and design, is the most a close analogue (equipment, tools and devices for underground and overhaul of wells; Directory, part 1; Tools for inspection, cleaning of wells and conducted I was fishing operations; SPE "Neftehimmash", page 32;. 420073, Kazan, and / I 156, tel / fax 8.432.75-22-43 1996).

Штанголовка предназначена для захвата и извлечения из скважины оборванных или отвинченных штанг и устьевого штока, а захватный элемент в ней может быть выполнен в виде плашек или цанги. The rod head is designed to capture and remove from the well ragged or unscrewed rods and wellhead rod, and the gripping element in it can be made in the form of dies or collets.

Однако использование этой штанголовки в качестве соединительного узла между колонной насосных штанг и устьевым штоком недопустимо ввиду возможного срыва колонны насосных штанг с захватного механизма или обрыва штанги по месту захвата из-за образования порчи тела штанги захватным элементом (цангой, плашками и т.п.) под влиянием циклических, динамических нагрузок, возникающих при работе штангового насоса. However, the use of this rod head as a connecting unit between the column of pump rods and the wellhead rod is unacceptable due to the possible disruption of the column of pump rods from the gripping mechanism or the break of the rod at the gripping place due to the formation of damage to the rod body by the gripping element (collet, dies, etc.) under the influence of cyclic, dynamic loads arising from the operation of a sucker rod pump.

В качестве ближайшего аналога предлагается использовать US 5771968, 1998. В этом источнике информации раскрыто соединение устьевого штока с колонной насосных штанг, включающее полый корпус с изолированной внутренней полостью от внешней среды с соединительной резьбой в верхней его части для соединения с устьевым штоком, расположенный в корпусе разрезной захватный элемент с рифленой внутренней рабочей поверхностью под захватываемую насосную штангу и конусной наружной поверхностью в нижней части, и установленную в корпусе неподвижно съемную втулку, внутренняя поверхность которой соответствует конусной поверхности захватного элемента. It is proposed to use US 5771968, 1998 as the closest analogue. This source of information discloses the connection of the wellhead rod with a string of pump rods, including a hollow body with an isolated internal cavity from the external environment with a connecting thread in its upper part for connection with the wellhead, located in the body a split gripping element with a grooved inner working surface under the gripping pump rod and a conical outer surface in the lower part, and fixedly removable installed in the housing tulkus whose inner surface corresponds to the conical surface of the gripping member.

Недостатком известного соединения является низкая надежность зацепления за тело насосной штанги. A disadvantage of the known connection is the low reliability of engagement with the body of the pump rod.

Техническая задача изобретения состоит в создании такого захватного механизма, соединяющего устьевой шток с колонной насосных штанг, который бы обеспечил надежное зацепление непосредственно за тело насосной штанги и работу ШСНУ в допустимых пределах нагрузки на насос. The technical task of the invention is to create such a gripping mechanism that connects the wellhead rod with a string of pump rods, which would provide reliable engagement directly on the body of the pump rod and the operation of the SHSNU within the permissible load limits on the pump.

Поставленная задача достигается тем, что в соединении устьевого штока с колонной насосных штанг, содержащем полый корпус с изолированной внутренней поверхностью от воздействия внешней среды с соединительной резьбой в верхней его части для соединения с устьевым штоком, расположенный в корпусе разрезной захватный элемент с рифленой внутренней рабочей поверхностью под захватываемую насосную штангу и конусной наружной поверхностью в нижней части и установленную в корпусе неподвижно съемную втулку, внутренняя поверхность которой соответствует конусной поверхности захватного элемента, на конце захватываемой насосной штанги выполнен выступ, захватный элемент расположен под выступом насосной штанги, причем его верхняя часть снаружи сопряжена с корпусом по цилиндрической поверхности, а его нижняя часть - со съемной втулкой. This object is achieved in that in the connection of the wellhead rod with a string of pump rods containing a hollow body with an insulated inner surface from the influence of the external environment with a connecting thread in its upper part for connection with the wellhead, located in the body is a split gripping element with a corrugated inner working surface under a gripping pump rod and a conical outer surface in the lower part and a motionless removable sleeve installed in the housing, the inner surface of which corresponds to There is a conical surface of the gripping element, a protrusion is made at the end of the gripping pump rod, the gripping element is located under the protrusion of the pump rod, and its upper part is externally mated to the housing on a cylindrical surface, and its lower part - with a removable sleeve.

На чертеже изображен продольный разрез соединения устьевого штока с колонной насосных штанг в рабочем положении. В полом корпусе 1, соединенном с устьевым штоком 1, расположен захватный элемент 3 в виде отдельных, как минимум, двух плашек с разрезами (не указаны) и рифленой внутренней поверхностью 4 в нижней конусной части. The drawing shows a longitudinal section of the connection of the wellhead rod with a string of pump rods in the working position. In the hollow body 1 connected to the wellhead 1, there is a gripping element 3 in the form of at least two dies with cuts (not shown) and a corrugated inner surface 4 in the lower conical part.

Захватный элемент 3 может быть выполнен в виде одной цельной детали с разрезами только в нижней конусной части. The gripping element 3 can be made in the form of one integral part with cuts only in the lower conical part.

Верхний конец захватного элемента 3 сопряжен с последней насосной штангой 5 и корпусом 1 по соответствующим цилиндрическим поверхностям 6 и 7. The upper end of the gripping element 3 is associated with the last pump rod 5 and the housing 1 along the respective cylindrical surfaces 6 and 7.

На конце насосной штанги 5 выполнен выступ 8, который может быть в виде буртика, полученного путем пластической деформации, или другого выступа, полученного путем расплющивания конца штанги в одной плоскости с двух сторон, который (выступ) может быть выполнен в виде кольца или другой головки, соединенных с концом насосной штанги на резьбе или на электросварке и т.п. At the end of the pump rod 5, a protrusion 8 is made, which can be in the form of a collar obtained by plastic deformation, or another protrusion obtained by flattening the end of the rod in one plane from two sides, which (protrusion) can be made in the form of a ring or another head connected to the end of the sucker rod on a thread or on electric welding, etc.

Нижняя часть захватного элемента 3 снаружи сопряжена со съемной втулкой 9, внутренняя поверхность которой соответствует конусной поверхности захватного элемента 3. Положение съемной втулки 9 в корпусе 1 фиксируется установочным винтом 10 с уплотнительным кольцом 11, расположенным в центральном отверстии винта 10 под насосную штангу 5. The lower part of the gripping element 3 is externally associated with a removable sleeve 9, the inner surface of which corresponds to the conical surface of the gripping element 3. The position of the removable sleeve 9 in the housing 1 is fixed with a set screw 10 with an o-ring 11 located in the central hole of the screw 10 for the pump rod 5.

Внутренняя полость корпуса 1 заполнена смазкой и изолирована от внешней агрессивной среды благодаря уплотнительному кольцу 11 и применению уплотнительной ленты ФУМ в резьбовых соединениях. The internal cavity of the housing 1 is filled with grease and isolated from the external aggressive environment due to the O-ring 11 and the use of the FUM sealing tape in threaded joints.

Порядок сборки соединения заключается в том, что подгонку плунжера штангового насоса (не указаны) осуществляют с использованием последней верхней насосной штанги 5, которая впоследствии отрезается по месту непосредственно на устье скважины. На свободный конец штанги 5 надеваются установочный винт 10 с уплотнительным кольцом 11, втулка 9 и захватный элемент 3. На этой стадии сборки на свободном конце штанги 5 выполняется выступ 8. Например, многократными ударами молотка по головке насосной штанги можно получить выступ с плавным расширением тела штанги по диаметру (как указано на приведенной фигуре). The procedure for assembling the connection is that the fitting of the plunger of the sucker rod pump (not indicated) is carried out using the last upper sucker rod 5, which is subsequently cut in place directly at the wellhead. A set screw 10 with a sealing ring 11, a sleeve 9 and a gripping element 3 are put on the free end of the rod 5. At this stage of assembly, a protrusion 8 is made on the free end of the rod 5. For example, by repeatedly hammering the head of the pump rod, a protrusion with a smooth expansion of the body can be obtained rods in diameter (as indicated in the figure).

Захватный элемент 3 со втулкой 9 по отдельности и установочный винт 10 подводятся под выступ 8 (буртик) и корпус 1 заворачивается на установочный винт 10. Устьевой шток 2 соединяется с корпусом 1. В резьбовых соединениях для обеспечения герметичности применяется лента ФУМ, что предотвращает попадание в полость корпуса 1 агрессивной среды. The gripping element 3 with the sleeve 9 separately and the set screw 10 are brought under the protrusion 8 (shoulder) and the housing 1 is screwed onto the set screw 10. The wellhead rod 2 is connected to the housing 1. In the threaded connections, an FUM tape is used to ensure tightness, which prevents it from getting into body cavity 1 of an aggressive environment.

Устьевой шток 2 соединяется с подвеской балансира (не указаны) и ШСНУ запускается в работу. The wellhead 2 is connected to the suspension of the balancer (not specified) and the SHSNU is put into operation.

Заложенное в конструкции замковое соединение, в котором находятся верхняя часть захватного элемента и головка штанги с буртиком, несет на себе некоторую часть осевой нагрузки и способствует автоматическому зажиму захватного элемента, гарантируя надежное зацепление. The locking joint incorporated in the construction, in which the upper part of the gripping element and the rod head with the shoulder are located, carries a certain part of the axial load and contributes to the automatic clamping of the gripping element, ensuring reliable engagement.

Claims

The connection of the wellhead rod with the string of pump rods, containing a hollow body with an isolated internal cavity from the external environment, with a connecting thread in its upper part for connection with the wellhead, located in the housing is a split gripping element with a grooved inner working surface under the gripping pump rod and conical an outer surface in the lower part, and a fixed removable sleeve installed in the housing, the inner surface of which corresponds to the conical surface of the gripping element coagulant, characterized in that at the end of the grip of the sucker rod is formed a protrusion gripping member is located under the protrusion of the sucker rod, and its upper part is associated with the outside of the cylindrical surface of the housing, and its lower part - with a removable sleeve.