RU2241155C1 - Damping coupling - Google Patents
Damping coupling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241155C1 RU2241155C1 RU2003126715/11A RU2003126715A RU2241155C1 RU 2241155 C1 RU2241155 C1 RU 2241155C1 RU 2003126715/11 A RU2003126715/11 A RU 2003126715/11A RU 2003126715 A RU2003126715 A RU 2003126715A RU 2241155 C1 RU2241155 C1 RU 2241155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- cylindrical
- cylindrical housing
- pistons
- piston
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при демпфировании нагрузок, возникающих при работе станков-качалок и скважинного оборудования.The invention relates to the oil industry and may find application in damping loads arising from the operation of pumping units and downhole equipment.
Известно устройство для добычи нефти электроцентробежными насосами, содержащее насос с электродвигателем, обратный и сливной клапаны, при этом обратный клапан снабжен демпфером с каналами и цилиндром, поршень цилиндра связан с тарелью обратного клапана, цилиндр сообщен с демпфером, поршень имеет возможность воздействия на жидкость при его перемещении в цилиндре со скоростью, пропорциональной скорости истечения жидкости из каналов демпфера (Патент РФ № 2187624, кл. Е 21 В 43/00, опубл. 20.08.2002).A device for oil production by electric centrifugal pumps is known, comprising a pump with an electric motor, a check valve and a drain valve, wherein the check valve is equipped with a damper with channels and a cylinder, the piston of the cylinder is connected to the check valve plate, the cylinder is in communication with the damper, and the piston can affect the liquid moving in the cylinder at a speed proportional to the rate of fluid outflow from the damper channels (RF Patent No. 2187624, CL E 21 B 43/00, publ. 08.20.2002).
Известное устройство обеспечивает повышение эффективности эксплуатации скважин электроцентробежными насосами, однако, для применения при эксплуатации скважин штанговыми глубинными насосами требует конструктивных доработок.The known device provides an increase in the efficiency of operation of wells by electric centrifugal pumps, however, for use in the operation of wells with sucker rod pumps, it requires structural improvements.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизатор давления, состоящий из корпуса с присоединительными муфтами, охватывающего с образованием расширительной камеры установленный коаксиально корпусу центральный трубопровод, сообщенный с насосно-компрессорной трубой. В средней части центрального трубопровода расположены пояса перфорационных отверстий. На наружной поверхности центрального трубопровода коаксиально ему установлен кольцеобразный поршень с уплотнительными прокладками. В конструкции предусмотрены ограничители хода поршня. Поршень разделяет расширительную камеру на полость, сообщенную с центральным трубопроводом через перфорацию, и полость, сообщенную через отверстие в корпусе с пространством между корпусом и обсадной трубой. Упругий подвес поршня выполнен в виде витой пружины. Пространство за упругим подвесом заполнено упругодемпфирующим материалом в виде колец из пористой резины (с покрытием из бензостойкой резины), надетых на центральный трубопровод. Упругий подвес может быть выполнен в виде пружинных трущихся колец или втулок с коническими торцами, установленных коаксиально на центральном трубопроводе и прижимаемых к его наружной поверхности пружиной спиралевидного типа. При возникновении положительной волны давления происходит дополнительное перетекание рабочей среды через перфорацию в полость расширительной камеры перед поршнем. Под действием возрастающего давления поршень перемещается, сжимая пружину и резиновые кольца. Таким образом обеспечивается упругое демпфирование колебаний давления. Энергия колебаний рассеивается при прохождении рабочей среды через перфорацию, при трении уплотнительных колец поршня о стенки трубопровода и корпуса стабилизатора, при протекании рабочей среды через отверстие, при трении в зазорах колец (Заявка на изобретение № 93041967, кл. F 16 L 55/04, опубл. 20.05.1996 - прототип).The closest to the invention in technical essence is a pressure stabilizer, consisting of a housing with connecting couplings, covering with the formation of the expansion chamber mounted coaxially to the housing of the Central pipeline in communication with the tubing. In the middle part of the central pipeline there are perforation belts. An annular piston with gaskets is coaxially mounted on the outer surface of the central pipeline. The design provides piston stroke limiters. The piston divides the expansion chamber into a cavity communicated with the central pipe through perforation and a cavity communicated through an opening in the housing with the space between the housing and the casing. The elastic suspension of the piston is made in the form of a twisted spring. The space behind the elastic suspension is filled with elastic-damping material in the form of rings of porous rubber (coated with gas-resistant rubber) worn on the central pipeline. The elastic suspension can be made in the form of spring friction rings or bushings with conical ends mounted coaxially on the central pipeline and pressed to its outer surface by a spiral spring. When a positive pressure wave occurs, an additional flow of the working medium through perforation into the cavity of the expansion chamber in front of the piston occurs. Under the action of increasing pressure, the piston moves, compressing the spring and rubber rings. This provides elastic damping of pressure fluctuations. The vibrational energy is dissipated during the passage of the working medium through the perforation, during the friction of the piston sealing rings against the walls of the pipeline and the stabilizer body, during the flow of the working medium through the hole, during friction in the gap of the rings (Application for invention No. 93041967, class F 16 L 55/04, publ. 05.20.1996 - prototype).
Использование заявляемого устройства позволяет улучшить демпфирующие и диссипативные свойства стабилизатора. При возникновении гидроудара, вызванного выключением глубинного скважинного насоса, и закрытии обратного клапана устройство демпфирует нагрузки и препятствует разрушению насосно-компрессорной трубы и корпуса насоса. Однако устройство не предотвращает обрыв и отворот штанг при эксплуатации штангового глубинного насоса.Using the inventive device can improve the damping and dissipative properties of the stabilizer. In the event of a water hammer caused by shutting down the downhole pump and closing the check valve, the device dampens the loads and prevents the destruction of the tubing and pump casing. However, the device does not prevent breakage and flipping of the rods during operation of the sucker rod pump.
В изобретении решается задача предотвращения обрыва и отворота штанг при эксплуатации штангового глубинного насоса.The invention solves the problem of preventing breakage and flap rods during operation of a sucker rod pump.
Задача решается тем, что в демпфирующей муфте, включающей цилиндрический корпус с отверстиями на боковой поверхности и поршневую систему с уплотнениями, согласно изобретению цилиндрический корпус закрыт с торцев верхней и нижней крышками с цилиндрическими отверстиями по оси и с канавками в цилиндрических отверстиях, в которых размещены уплотнения, отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса расположены вблизи верхней и нижней крышек и вблизи и симметрично от центра цилиндрического корпуса, в качестве поршневой системы с уплотнениями внутри цилиндрического корпуса размещены с возможностью осевого перемещения и вращения верхний и нижний поршни с тонкими наклонными отверстиями, соединяющими пространство под и над поршнями, и с канавками на боковой поверхности, в которых размещены уплотнения, а также цилиндрические штоки нижнего и верхнего поршней, размещенные с возможностью осевого перемещения и вращения в цилиндрических отверстиях соответственно нижней и верхней крышки, при этом тонкие наклонные отверстия имеют диаметр на порядок меньший, чем отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса.The problem is solved in that in a damping sleeve comprising a cylindrical housing with holes on the side surface and a piston system with seals, according to the invention, the cylindrical housing is closed at the ends of the upper and lower covers with cylindrical holes along the axis and with grooves in the cylindrical holes in which the seals are located , the holes on the side surface of the cylindrical housing are located near the upper and lower covers and near and symmetrically from the center of the cylindrical housing, as the seals inside the cylindrical housing placed with the possibility of axial movement and rotation of the upper and lower pistons with thin inclined holes connecting the space under and above the pistons, and with grooves on the side surface in which the seals are located, as well as the cylindrical rods of the lower and upper pistons, placed with the possibility of axial movement and rotation in the cylindrical holes of the lower and upper covers, respectively, while thin inclined holes have a diameter an order of magnitude smaller than the opening tions on the lateral surface of the cylindrical body.
Признаками изобретения являются:The features of the invention are:
1. Цилиндрический корпус;1. The cylindrical housing;
2. Отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса;2. Holes on the side surface of the cylindrical body;
3. Поршневая система с уплотнениями;3. Piston system with seals;
4. Верхняя и нижняя крышки с цилиндрическими отверстиями по оси и с канавками в цилиндрических отверстиях, в которых размещены уплотнения;4. The upper and lower covers with cylindrical holes along the axis and with grooves in the cylindrical holes in which the seals are located;
5. Отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса вблизи верхней и нижней крышек и симметрично вблизи центра цилиндрического корпуса;5. Holes on the side surface of the cylindrical body near the upper and lower covers and symmetrically near the center of the cylindrical body;
6. Внутри цилиндрического корпуса размещены с возможностью осевого перемещения и вращения верхний и нижний поршни с канавками на боковой поверхности, в которых размещены уплотнения;6. Inside the cylindrical body axially displaced and rotated, the upper and lower pistons are placed with grooves on the side surface in which the seals are placed;
7. То же с тонкими наклонными отверстиями, соединяющими пространство под и над поршнями;7. The same with thin inclined holes connecting the space under and above the pistons;
8. Цилиндрические штоки нижнего и верхнего поршней, размещенные с возможностью осевого перемещения и вращения в цилиндрических отверстиях соответственно нижней и верхней крышки;8. Cylindrical rods of the lower and upper pistons placed with the possibility of axial movement and rotation in the cylindrical holes of the lower and upper covers, respectively;
9. Тонкие наклонные отверстия имеют диаметр на порядок меньший, чем отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса.9. Thin inclined holes have an order of magnitude smaller diameter than the holes on the side surface of the cylindrical body.
Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-9 являются отличительными признаками изобретения.Signs 1-3 are common with the prototype, signs 4-9 are the hallmarks of the invention.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
При эксплуатации штанговых глубинных насосов нередко происходят обрывы или отвороты штанг. Основной причиной этого являются ударные знакопеременные нагрузки, возникающие в месте соединения колонны штанг и плунжера глубинного штангового насоса при перемене направления хода вверх и вниз. Известные устройства, соединяющие плунжер и колонну штанг, не позволяют в полной мере решить данную проблему. В предложенном устройстве решается задача предотвращения обрыва или отворота штанг при эксплуатации глубинного штангового насоса. Задача решается применением заявленной демпфирующей муфты.When operating sucker rod pumps, breaks or flaps of the rods often occur. The main reason for this is alternating shock loads that occur at the junction of the rod string and plunger of the deep-well pump when the direction of travel is up and down. Known devices connecting the plunger and the rod string do not fully solve this problem. The proposed device solves the problem of preventing breakage or turning of the rods during operation of the deep-well pump. The problem is solved by the use of the claimed damping clutch.
На фиг.1 и 2 представлена демпфирующая муфта.Figures 1 and 2 show a damping sleeve.
Демпфирующая муфта состоит из цилиндрического корпуса 1 с четырьмя отверстиями 2, 3, 4 и 5, размещенными на боковой поверхности. Цилиндрический корпус 1 закрыт с торцев верхней 6 и нижней крышками 7 с цилиндрическими отверстиями 8 по оси и с канавками 9, в которых размещены уплотнения 10. Внутри цилиндрического корпуса 1 размещены верхний поршень 11 с цилиндрическим штоком 12 и нижний поршень 13 с цилиндрическим штоком 14. Верхний поршень 11 и нижний поршень 13 имеют на боковой поверхности канавки 15, в которых размещены уплотнения 16, и тонкие наклонные отверстия 17 и 18, соединяющие пространство соответственно под и над поршнями 11 и 13. Наклонные отверстия 17 и 18 имеют диаметр, на порядок меньший, чем отверстия 2, 3, 4 и 5. Отверстие 2 расположено вблизи верхней крышки 6, а отверстие 5 расположено вблизи нижней крышки 7. Отверстия 3 и 4 расположены вблизи и симметрично от центра цилиндрического корпуса 1. Штоки 12 и 14 проходят через цилиндрические отверстия 8 в верхней 6 и нижней крышке 7. Поршни 11 и 13 установлены в цилиндрическом корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса 1 и вращения. Цилиндрические штоки 12 и 14 установлены в цилиндрических отверстиях 8 крышек 6 и 7 с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса 1 и вращения. К штоку 12 прикреплена колонна штанг станка-качалки (не показана), к штоку 14 прикреплен плунжер глубинного штангового насоса (не показан).The damping sleeve consists of a
Демпфирующая муфта работает следующим образом.The damping clutch operates as follows.
Собирают демпфирующую муфту согласно фиг.1 и 2. Для предотвращения нежелательных перетоков в канавках 9 размещают уплотнения 10, в канавках 15 размещают уплотнения 16. Шток 12 соединяют с колонной штанг станка-качалки, а к штоку 14 прикрепляют плунжер глубинного штангового насоса. Глубинный штанговый насос с плунжером, демпфирующую муфту и штанги размещают в колонне насосно-компрессорных труб в нефтедобывающей скважине под уровнем жидкости. Штанги на устье скважины соединяют со станком-качалкой.A damping sleeve is assembled according to FIGS. 1 and 2. To prevent unwanted overflows, seals 10 are placed in the grooves 9, seals 16 are placed in the grooves 16. The
Демпфирующая муфта при верхнем положении станка-качалки показана на фиг.1, где верхний поршень 11 находятся у верхней крышки 6, а нижний поршень 13 - у нижней крышки 7. Отверстие 2 перекрыто верхним поршнем 11, отверстие 5 перекрыто нижним поршнем 13. При ходе станка-качалки вниз колонна штанг давит на шток 12 и верхний поршень 11. Жидкость из-под верхнего поршня 11 по тонкому отверстию 17 медленно поступает в пространство между верхним поршнем 11 и верхней цилиндрической крышкой 6, т.е. в пространство над верхним поршнем 11. Верхний поршень 11 начинает двигаться вниз. Поскольку отверстие 17 выполнено тонким и наклонным, то жидкость не сразу заполняет пространство над верхним поршнем 11. Над верхним поршнем 11 создается небольшое разрежение, которое заставляет двигаться вниз цилиндрический корпус 1. Цилиндрический корпус 1 начинает движение вниз с запаздыванием относительно движения верхнего поршня 11 и с меньшей скоростью. Вследствие инерционности плунжера глубинного штангового насоса шток 14 и нижний поршень 13 создают сопротивление движению вниз. При движении вниз цилиндрического корпуса 1 под нижним поршнем 13 создается небольшое разрежение, которое заставляет перетекать жидкость по отверстию 18 из пространства над нижним поршнем 13 под нижний поршень 13. Поскольку отверстие 18 выполнено тонким и наклонным, то жидкость не сразу заполняет пространство под нижним поршнем 13. Под нижним поршнем 13 создается небольшое разрежение, которое заставляет двигаться вниз нижний поршень 13, шток 14 и связанный с ним плунжер глубинного штангового насоса. Происходит первый этап демпфирования нагрузок и ликвидируются ударные нагрузки. После прохождения верхним поршнем 11 отверстия 2 и нижним поршнем 13 отверстия 5 жидкость начинает перетекать по скважинному пространству из пространства над поршнями 11 и 13 в пространство под поршнями 11 и 13. Скважинное пространство выполняет роль канала перетока жидкости. В этот момент происходит опускание в нижнее положение штока 14 и связанного с ним плунжера глубинного штангового насоса. Происходит второй этап демпфирования нагрузок. После перехода штока 14 и связанного с ним плунжера глубинного штангового насоса в нижнее положение происходит дальнейшее движение вниз поршней 11 и 13 до перекрытия отверстий 3 и 4. После перекрытия отверстий 3 и 4 скорость сближения поршней 11 и 13 снижается за счет прекращения перетока жидкости через отверстия 3 и 4 и наличия перетока только по тонким наклонным отверстиям 17 и 18. При этом происходит третий этап демпфирования. Демпфируются нагрузки, связанные с остановкой движения вниз колонны штанг, штока 12, поршней 11 и 13, штока 14 и плунжера глубинного штангового насоса. Верхний поршень 11 подходит к нижнему поршню 13.The damping clutch at the upper position of the rocking machine is shown in Fig. 1, where the
Демпфирующая муфта при нижнем положении станка-качалки показана на фиг.2, где верхний поршень 11 находится у нижнего поршня 13. При ходе станка-качалки вверх штанги тянут вверх шток 12 и верхний поршень 11. Жидкость из пространства над верхним поршнем 11 через отверстия 2 и 5 и скважинное пространство перетекает под поршень 13. При движении поршней 11 и 13 вверх открывается отверстие 3 и скважинная жидкость заполняет пространство между поршнями 11 и 13, а при дальнейшем движении цилиндрического корпуса 1 вверх и отставании нижнего поршня 13 открывается отверстие 4. Происходит первый этап демпфирования при ходе вверх. Поршни 11 и 13 расходятся и перекрывают отверстия 2 и 5. Далее движение поршней 11 и 13 замедляется вследствие перетока жидкости по тонкому наклонному отверстию 17 верхнего поршня 11 в пространство над поршнем 11 и по тонкому наклонному отверстию 18 нижнего поршня 13 в пространство под нижним поршнем 13. Происходит второй этап демпфирования при ходе вверх. Ликвидируются ударные нагрузки при касании поршнями 11 и 13 верхней цилиндрической крышки 6 и нижней цилиндрической крышки 7.The damping clutch at the lower position of the rocking machine is shown in figure 2, where the
Таким образом, демпфирующая муфта обеспечивает демпфирование ударных нагрузок, являющихся причиной обрыва штанг при эксплуатации штангового глубинного насоса.Thus, the damping clutch provides damping of shock loads, which cause breakage of the rods during operation of the sucker rod pump.
Поскольку конструкция муфты предопределяет возможность проворота поршней 11 и 13 относительно цилиндрического корпуса 1 и штоков 12 и 14 относительно верхней 6 и нижней крышек 7, то исключается передача крутящих нагрузок от штангового глубинного насоса на штанги, т.е. исключается опасность отворота штанг при эксплуатации штангового глубинного насоса.Since the design of the coupling determines the possibility of turning the
Предложенная демпфирующая муфта симметрична, поэтому верх и низ муфты можно менять местами без опасения за демпфирующие свойства муфты.The proposed damping coupling is symmetrical, therefore, the top and bottom of the coupling can be interchanged without fear for the damping properties of the coupling.
Применение предложенной демпфирующей муфты позволит предотвратить обрыв и отворот штанг при эксплуатации штангового глубинного насоса.The use of the proposed damping coupling will prevent the breakage and flap of the rods during operation of the sucker rod pump.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126715/11A RU2241155C1 (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Damping coupling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126715/11A RU2241155C1 (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Damping coupling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2241155C1 true RU2241155C1 (en) | 2004-11-27 |
Family
ID=34311216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003126715/11A RU2241155C1 (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Damping coupling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241155C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA016051B1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-01-30 | Троя Кэпитал Групп Корп. | Shock absorber for transport vehicle |
RU2499926C1 (en) * | 2012-05-05 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ) | Shock-absorbing device with adjustable characteristics |
CN108443395A (en) * | 2018-05-15 | 2018-08-24 | 山东科技大学 | A kind of parallel buffer of double rods and its application |
RU2762652C2 (en) * | 2017-06-29 | 2021-12-21 | Друк- Унд Шприцгусверк Хеттих Гмбх Унд Ко. Кг | Damper |
-
2003
- 2003-09-02 RU RU2003126715/11A patent/RU2241155C1/en active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA016051B1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-01-30 | Троя Кэпитал Групп Корп. | Shock absorber for transport vehicle |
WO2012116705A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Троя Кэпитал Групп Корп. | Vehicle shock absorber |
RU2499926C1 (en) * | 2012-05-05 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ) | Shock-absorbing device with adjustable characteristics |
RU2762652C2 (en) * | 2017-06-29 | 2021-12-21 | Друк- Унд Шприцгусверк Хеттих Гмбх Унд Ко. Кг | Damper |
CN108443395A (en) * | 2018-05-15 | 2018-08-24 | 山东科技大学 | A kind of parallel buffer of double rods and its application |
CN108443395B (en) * | 2018-05-15 | 2024-03-19 | 山东科技大学 | Double-output-rod parallel buffer and application thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10174752B2 (en) | Anti-gas lock valve for a reciprocating downhole pump | |
US11053784B2 (en) | Downhole pump with traveling valve and pilot | |
CA1195605A (en) | Oilwell pump system and method | |
US9151141B1 (en) | Apparatus and method for modifying loading in a pump actuation string in a well having a subsurface pump | |
RU2241155C1 (en) | Damping coupling | |
RU2521993C1 (en) | Dual-acting hydraulic jar | |
EP3755877B1 (en) | Downhole pump with anti-gas lock orifice | |
RU2325508C2 (en) | Circulating valve | |
RU2716998C1 (en) | Downhole sucker-rod pump for production of high-viscosity oil | |
RU2327034C2 (en) | Method of productive strata wave processing and device for its fulfillment | |
RU2258837C2 (en) | Method of and device to provide operation of suction valve of deep-well sucker-rod pump | |
RU2293216C1 (en) | Sucker-rod pumping unit with two-cylinder pump | |
RU2565619C1 (en) | Bidirectional oil well pump | |
RU2779860C1 (en) | Downhole rod pump | |
RU2052662C1 (en) | Oil-well sucker-rod pump | |
RU2415302C1 (en) | Deep-well pumping unit for tubingless operation of wells | |
RU2065997C1 (en) | Downhole rod pump | |
Samad | Gas interference in sucker rod pump | |
RU2172866C1 (en) | Sucker-rod well pump | |
RU2283970C1 (en) | Borehole pump unit | |
RU2125184C1 (en) | Oil-well sucker-rod pump unit | |
RU2193111C1 (en) | Hydraulic drive of down-hole pump | |
CN112049791A (en) | Plunger of oil-well pump without traveling valve | |
RU2235905C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit | |
RU2230227C2 (en) | Gear to raise fluid from well by pump |