RU2273715C2

RU2273715C2 - Equalizer to compensate dynamic loads acting on rods

Info

Publication number: RU2273715C2
Application number: RU2004111531/03A
Authority: RU
Inventors: Гюльахмед Магомедович Гаджибеков (RU); Гюльахмед Магомедович Гаджибеков; Ариф Гасанович Гасанов (RU); Ариф Гасанович Гасанов; Владимир Васильевич Кустов (RU); Владимир Васильевич Кустов; Ольга Анатольевна Белолипецка (RU); Ольга Анатольевна Белолипецкая; Алексей Владимирович Куманцов (RU); Алексей Владимирович Куманцов; Павел Валентинович Бурмистров (RU); Павел Валентинович Бурмистров; Дмитрий Николаевич Кулиш (RU); Дмитрий Николаевич Кулиш; В чеслав Григорьевич Андрианов (RU); Вячеслав Григорьевич Андрианов
Original assignee: Гюльахмед Магомедович Гаджибеков
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2006-04-10
Also published as: RU2004111531A

Abstract

FIELD: oil production industry, particularly well sucker-rod pump equalizers.

SUBSTANCE: equalizer arranged between rod stem and sucker-rod pump comprises plunger located in cylindrical body filled with working liquid flowing through drain orifices from upper cylindrical body parts into lower one during plunger operation. The orifices are defined by at least one slot and at least one annular groove formed in plunger surface. Slots and grooves are located so that cavities defined by the slots and the grooves intersect each other.

EFFECT: increased reliability and service time, reduced costs for equalizer production and improved damping ability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к добыче нефти штанговыми глубинными насосами, в частности к компенсаторам динамических нагрузок штанг.The invention relates to oil production by sucker rod pumps, in particular to compensators for the dynamic loads of the rods.

Известен компенсатор веса глубинно-насосных штанг, содержащий цилиндр, связанный с насосно-компрессорными трубами (НКТ), и поршень, концентрично размещенный относительно штанг и связанный с ним [1].A known weight compensator for the depth of sucker rods containing a cylinder associated with tubing, and a piston concentrically placed relative to the rods and associated with it [1].

Недостатком указанного компенсатора является то, что каналы, выполненные в цилиндре, а также уплотнения являются причиной утечки скважинной продукции из НКТ в затрубное пространство.The disadvantage of this compensator is that the channels made in the cylinder, as well as the seals, cause leakage of well products from the tubing into the annulus.

Известен также компенсатор веса глубинно-насосных штанг, состоящий из цилиндра, связанного с НКТ, поршня, установленного на глубинно-насосных штангах, и уплотнения. Пространство между поршнем и уплотнением связано с затрубным пространством посредством каналов [2].Also known is a weight compensator for the depth of sucker rods, consisting of a cylinder connected to the tubing, a piston mounted on the sucker rods, and a seal. The space between the piston and the seal is connected with the annulus by means of channels [2].

Однако через каналы в цилиндре происходит утечка продукции скважины из НКТ в затрубье, снижая при этом надежность работы компенсатора.However, through the channels in the cylinder, well production from the tubing in the annulus leaks, while reducing the reliability of the compensator.

Существует компенсатор динамических нагрузок штанг по техническому решению наиболее близкий к предлагаемому, содержащий штанговый насос, цилиндр с рабочей поверхностью, плунжер, связанный с колонной штанг, и колонну НКТ, в котором по концам рабочей поверхности цилиндра выполнены отверстия, выполняющие роль каналов для перетекающей жидкости [3].There is a compensator for the dynamic loads of the rods according to the technical solution closest to the proposed one, containing a sucker rod pump, a cylinder with a working surface, a plunger associated with the rod string, and a tubing string in which holes are made at the ends of the cylinder’s working surface, which serve as channels for the flowing fluid [ 3].

В известном компенсаторе сечения отверстий определяют количество жидкости при перетоке. А поскольку жидкость, как правило, содержит механические примеси, то имеет место эрозионный износ, увеличивающий диаметры отверстий и ухудшающий компенсацию динамических нагрузок штанг, в результате чего приходится предъявлять особые требования к износостойкости материала, что связано с дополнительными затратами.In the known compensator for the cross-section of the holes, the amount of liquid during flow is determined. And since the liquid, as a rule, contains mechanical impurities, there is erosive wear that increases the diameter of the holes and worsens the compensation of the dynamic loads of the rods, as a result of which it is necessary to make special demands on the wear resistance of the material, which is associated with additional costs.

Цель изобретения состоит в повышении надежности компенсатора, увеличении его ресурса и снижении затрат, связанных с его изготовлением, и сводится к созданию такой системы отверстий для перетекающей жидкости, которая бы могла влиять на ее гидравлическое сопротивление не только за счет сечения отверстий, но и за счет их длины. Размещение этих отверстий на плунжере упрощает устройство.The purpose of the invention is to increase the reliability of the compensator, increase its life and reduce the costs associated with its manufacture, and boils down to the creation of such a system of openings for the flowing fluid, which could affect its hydraulic resistance not only due to the cross section of the holes, but also due to their lengths. Placing these holes on the plunger simplifies the device.

Сущность изобретения сводится к тому, что в компенсаторе динамических нагрузок глубинно-насосных штанг, предназначенном для соосного размещения между колонной штанг и штанговым насосом, содержащем плунжер, размещенный в цилиндрическом корпусе, заполненном рабочей жидкостью, перетекающей через пропускные отверстия при работе плунжера из верхней части цилиндрического корпуса в нижнюю, вышеуказанные отверстия выполнены в виде, по крайней мере, одного паза на плунжере и, по крайней мере, одной кольцевой канавки на его внешней поверхности, при этом пазы и канавки расположены по отношению друг к другу таким образом, чтобы их полости пересекались между собой.The essence of the invention is that in the dynamic load balancer of the sucker rods, designed for coaxial placement between the rod string and the sucker rod pump, containing a plunger placed in a cylindrical housing filled with a working fluid flowing through the through holes during operation of the plunger from the top of the cylindrical the housing in the lower, the above holes are made in the form of at least one groove on the plunger and at least one annular groove on its outer surface, while the grooves and grooves are located relative to each other so that their cavities intersect each other.

На чертеже схематически изображен предлагаемый компенсатор динамических нагрузок штанг в продольном разрезе.The drawing schematically shows the proposed compensator for the dynamic loads of the rods in longitudinal section.

Устройство, согласно настоящему изобретению, состоит из цилиндра 1 штангового насоса, в котором размещен плунжер 2 штангового насоса с нагнетательным клапаном 3 и всасывающим клапаном 4. Плунжер 2 посредством муфты 5 и штока 6 соединен с плунжером компенсатора 7, размещенным в цилиндре 10. В компенсаторе 7 имеются кольцевая канавка 8 и продольные пазы 9. Цилиндр 10 через переходную муфту 11 соединен с колонной насосно-компрессорных труб 12.The device according to the present invention consists of a rod pump cylinder 1, in which a plunger 2 of a rod pump with a discharge valve 3 and a suction valve 4 is placed. The plunger 2 is connected to the compensator 7 plunger located in the cylinder 10 through the sleeve 5 and the stem 6. 7 there is an annular groove 8 and longitudinal grooves 9. The cylinder 10 through the adapter sleeve 11 is connected to the column tubing 12.

Компенсатор работает следующим образом: после его спуска в скважину на колонне штанг имеют место знакопеременные усилия, заставляющие колонну штанг совершать возвратно-поступательные движения.The compensator works as follows: after it is lowered into the well on the rod string, alternating forces take place, forcing the rod string to make reciprocating movements.

При ходе плунжера 2 штангового насоса вверх плунжер компенсатора 7 стремится в крайнее нижнее положение. Жидкость из-под плунжера 7 через продольные пазы 9 и кольцевую канавку 8 стремится наполнить цилиндр 10. При ходе плунжера 2 вниз за счет его трения о стенки цилиндра 1 и потерь в нагнетательном клапане 3 плунжер компенсатора 7 стремится в крайнее верхнее положение, вытесняя при этом жидкость из полости цилиндра 10 над собой через продольные пазы 9 и кольцевую канавку 8. В результате перетока жидкости через продольные пазы 9 и кольцевую канавку 8 создается эффект демпфирования. Выбор соответствующего сечения и длины отверстий, а также их взаимное расположение позволяет повысить эффективность демпфирования за счет удлинения пути для перетекающей жидкости и изменения гидравлического сопротивления.When the plunger 2 of the rod pump moves up, the plunger of the compensator 7 tends to its lowest position. The liquid from under the plunger 7 through the longitudinal grooves 9 and the annular groove 8 tends to fill the cylinder 10. When the plunger 2 moves down due to its friction against the cylinder walls 1 and losses in the discharge valve 3, the compensator 7 plunger tends to its highest position, displacing the liquid from the cavity of the cylinder 10 above itself through the longitudinal grooves 9 and the annular groove 8. As a result of the flow of fluid through the longitudinal grooves 9 and the annular groove 8, a damping effect is created. The choice of the appropriate cross-section and length of the holes, as well as their relative position, improves the damping efficiency by lengthening the path for the flowing fluid and changing the hydraulic resistance.

Предлагаемый компенсатор позволяет уменьшить ускорение плунжера штангового насоса, компенсирует удлинение насосных штанг и снимает ударные динамические нагрузки, действующие на колонну насосных штанг, так как в результате перетока жидкости по системе паз - канавка создается усилие меньшее, нежели усилие, создаваемое в колонне штанг.The proposed compensator allows to reduce the acceleration of the plunger of the sucker rod pump, compensates for the extension of the sucker rods and relieves the dynamic shock loads acting on the sucker rod string, since as a result of the fluid flow through the groove-groove system a less force is created than the force created in the sucker rod string.

Источники информацииInformation sources

1. Муравьев Н.М. и др. Насосная эксплуатация скважин за рубежом, Москва, Недра, 1967.1. Muravyov N.M. etc. Pump operation of wells abroad, Moscow, Nedra, 1967.

2. А.С. СССР №183079, кл. F 04 В 47/00, 1966.2. A.S. USSR No. 183079, class F 04 B 47/00, 1966.

3. Полезная модель к свидетельству РФ №7443, кл. Е 21 В 43/00, 1998 (прототип).3. Utility model for the certificate of the Russian Federation No. 7443, cl. E 21 In 43/00, 1998 (prototype).

Claims

Compensator of dynamic loads of deep-sucker rods, designed for coaxial placement between the rod string and the sucker rod pump, comprising a plunger located in a cylindrical housing filled with a working fluid flowing through the bypass holes when the plunger operates from the top of the cylindrical body to the bottom, characterized in that the above holes are made in the form of at least one groove on the plunger and at least one annular groove on its outer surface, while the grooves and ditches and arranged relative to each other so that the cavities formed by them intersect each other.