RU2176717C1

RU2176717C1 - Sucker-rod centralizer

Info

Publication number: RU2176717C1
Application number: RU2000114843A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Пчелинцев; С.И. Клюев
Original assignee: Пчелинцев Юрий Владимирович; Клюев Сергей Иванович
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-10

Abstract

FIELD: well equipment of oil-producing industry; applicable in oil well pumping units in directional wells in capacity of safety devices. SUBSTANCE: sucker-rod centralizer is sectional. Each section has one roller. Sections are interconnected by means of hinges and centralizer is connected with sucker-rods through sucker-rod heads hinged with centralizer sections. EFFECT: increased service life of pumping equipment, reduced failures of sucker-rod strings. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области оборудования для скважин нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для станковых глубинных насосов в наклонно направленных скважинах в качестве предохранительного устройства. The invention relates to the field of equipment for wells in the oil industry and can be used for easel deep pumps in directional wells as a safety device.

В настоящее время в нефтяной отрасли основную долю остаточных запасов нефти составляют трудноизвлекаемые запасы, разработка которых осуществляется, в основном, через наклонно направленные скважины. В таких скважинах оборудование подвергается воздействию изгибов и вибраций, накопление предельных усталостных напряжений происходит значительно быстрее, чем в вертикальных скважинах. Особую роль играют поперечные динамические нагрузки, ассиметричность циклов нагружения и дополнительные изгибающие, скручивающие усилия, упругие пространственные деформации штанг, особенно на участках знакопеременной кривизны. Currently, in the oil industry, the bulk of the residual oil reserves are hard to recover reserves, the development of which is carried out mainly through directional wells. In such wells, equipment is exposed to bends and vibrations, the accumulation of ultimate fatigue stresses occurs much faster than in vertical wells. A special role is played by transverse dynamic loads, asymmetric loading cycles and additional bending, torsional forces, elastic spatial deformation of the rods, especially in areas of alternating curvature.

Для снижения скорости износа насосных штанг и насосно-компрессорных труб, компенсации и нейтрализации вредных воздействий используют центраторы и протекторы. To reduce the wear rate of sucker rods and tubing, compensate and neutralize harmful effects, centralizers and protectors are used.

Известен протектор штанговый, который содержит контактирующие с поверхностью насосно-компрессорных труб центрирующие шары и два цилиндрических полукорпуса, в сопрягаемой торцевой полости между которыми размещены опоры качения центрирующих шаров, выполненные в виде эксцентрично смещенных относительно них рядов шариков меньшего размера (пат. РФ 2012769, E 21 В 17/10, 1994). A rod protector is known which contains centering balls in contact with the surface of the tubing and two cylindrical half-bodies, in the mating end cavity between which are placed the rolling bearings of the centering balls, made in the form of rows of smaller balls eccentrically displaced relative to them (US Pat. RF 2012769, E 21 B 17/10, 1994).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, возможность использования только для скважин с локальным искривлением ствола, отсутствие компенсации всей суммы воздействий на штанги. A disadvantage of the known device is the complexity of its design, the possibility of use only for wells with local curvature of the trunk, the lack of compensation for the total amount of impact on the rods.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является центратор штанговый, содержащий цилиндрический корпус, соединяемый резьбой со штангами, в средней части которого расположены на разной высоте под различными углами отверстия со вставленными в них роликами (Пчелинцев Ю. В. Нормативная долговечность работы штанг в наклонно направленных скважинах. - М.: ОАО ВНИИОЭНГ, 1997, с. 76-79). При отклонении штанги в какую-либо сторону ролики касаются трубы и перекатываются по ней, исключая касание стенок штангами. The closest in technical essence and the achieved result is the centralizer rod containing a cylindrical body connected by a thread with the rods, in the middle part of which are located at different heights with different angles of the holes with the rollers inserted into them (Yu. V. Pchelintsev. Normative durability of the operation of the rods in oblique directional wells. - M.: VNIIOENG OJSC, 1997, p. 76-79). When the rod is deflected in any direction, the rollers touch the pipe and roll along it, excluding the contact of the walls with the rods.

Недостатками известной конструкции является невозможность нейтрализации всего комплекса пиковых нагрузок на штанги, невозможность эффективного использования такого центратора в интенсивно искривленных скважинах, т.к. известная конструкция центратора уменьшает только силы трения штанги о трубы. The disadvantages of the known design is the inability to neutralize the entire complex of peak loads on the rods, the inability to effectively use such a centralizer in intensely curved wells, because the well-known centralizer design reduces only the friction forces of the rod on the pipe.

Положительным эффектом, который достигается при использовании предложенного центратора, является нейтрализация отрицательного влияния всего комплекса нагрузок от изгибов, вибраций, заклиниваний, сил трения штанг о трубы и т. д. , что выражается в увеличении длительности эксплуатации насосного оборудования, снижении отказов штанговых колонн. The positive effect that is achieved by using the proposed centralizer is the neutralization of the negative impact of the whole complex of loads from bends, vibrations, jamming, friction forces of the rods on the pipe, etc., which is expressed in an increase in the duration of operation of the pumping equipment, reduction in failure of the rod columns.

Этот эффект достигается тем, что в центраторе штанговом, содержащем цилиндрический корпус с расположенными в нем отверстиями, размещенными в них роликами, согласно изобретению, корпус выполнен секционным, каждая секция содержит один ролик, соединение секций между собой выполнено шарнирным, а соединение центратора со штангами осуществляется через штанговые головки, шарнирно связанные с секциями центратора. This effect is achieved by the fact that in the centralizer rod containing the cylindrical body with the holes located in it, the rollers according to the invention, the body is made sectional, each section contains one roller, the sections are connected to each other by a hinge, and the centralizer is connected to the rods through rod heads pivotally connected to centralizer sections.

Количество секций в центраторе в зависимости от величины угла наклона и пространственного положения скважины может изменяться от 3 до 10. The number of sections in the centralizer, depending on the value of the angle of inclination and the spatial position of the well, can vary from 3 to 10.

На фиг. 1 показан внешний вид центратора штангового, на фиг. 2 - продольное сечение по А-А. In FIG. 1 shows the appearance of a rod centralizer; FIG. 2 is a longitudinal section along AA.

Центратор штанговый содержит две передние (крайние) секции 1, среднюю секцию 2. В каждой секции установлен ролик 3 на оси 4. Секции между собой соединены шарнирами 5. На концах центратора расположены штанговые головки 6, соединенные с его секциями шарнирами 7. На других концах штанговых головок нарезана наружная резьба для соединения с насосными штангами. The rod centralizer contains two front (extreme) sections 1, the middle section 2. In each section, a roller 3 is mounted on the axis 4. The sections are interconnected by hinges 5. At the ends of the centralizer, rod heads 6 are connected by hinges 7. At the other ends rod ends, an external thread is cut for connection with sucker rods.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Централизатор штанговый устанавливают в наиболее искривленных интервалах, опасных участках ствола наклонно направленной скважины. Расчет мест установки центратора выполняется по специальной программе. При возвратно-поступательном движении штанг изгибаются шарниры 5, 7 на необходимый угол, а не штанга. При любом изгибе касание штанг и трение о трубы отсутствуют, т. к. оно заменяется контактом роликов 3 центратора. Трение скольжения штанг заменяется на значительно меньшее по величине трение качения, а также исключается заклинивание колонны штанг, возникновение крутящих моментов и скручивающих нагрузок в интенсивно искривленном интервале скважины. A rod centralizer is installed in the most curved intervals, in dangerous sections of the wellbore of an inclined directional well. Calculation of the installation sites of the centralizer is performed according to a special program. With the reciprocating movement of the rods, the hinges 5, 7 are bent to the required angle, and not the rod. With any bending, there is no touch of the rods and friction against the pipes, because it is replaced by the contact of the rollers 3 of the centralizer. The sliding friction of the rods is replaced by a significantly lower rolling friction, and jamming of the rod string, the occurrence of torques and torsional loads in the intensely curved interval of the well are excluded.

При использовании центратора штангового предложенной конструкции потребность в предохранительных устройствах и удельные затраты на них в наиболее искривленных скважинах сокращаются в несколько раз, долговечность работы штанг увеличивается более чем вдвое, снижаются затраты на эксплуатацию подобных скважин. When using the proposed rod centralizer, the need for safety devices and the unit costs for them in the most curved wells are reduced several times, the durability of the rods more than doubles, and the operating costs of such wells are reduced.

Использование центратора предложенной конструкции позволяет вовлечь в разработку трудноизвлекаемые запасы нефти. Using the centralizer of the proposed design makes it possible to involve in the development of hard-to-recover oil reserves.

Claims

A rod centralizer containing a cylindrical body with openings located in it and rollers located in them, characterized in that the housing is sectional, each section contains one roller, the sections are connected to each other by a hinge, and the centralizer is connected to the rods through rod heads pivotally connected with centralizer sections.