RU2338925C2

RU2338925C2 - Pump rod damper

Info

Publication number: RU2338925C2
Application number: RU2006142412/06A
Authority: RU
Inventors: Аленик Григорьевич Газаров (RU); Аленик Григорьевич Газаров; Владислав Петрович Зубарев (RU); Владислав Петрович Зубарев; Азамат Равильевич Буранчин (RU); Азамат Равильевич Буранчин; Николай Николаевич Хлустиков (RU); Николай Николаевич Хлустиков
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-11-20
Also published as: RU2006142412A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: pump rod damper represents a cylindrical casing with a plug and an end face guide. The aforesaid casing is furnished with one or two pneumatic chambers and a piston with the space formed there between filled with rated-volume oil. Note here that the piston is linked to the con-rod furnished with oil overflow channel, the overflow rate being adjusted by the jet arranged on the con-rod end face.

EFFECT: pump rod higher efficiency along with reduced inertial loads at rod suspension points.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технике добычи нефти, а именно к скважинным штанговым насосным установкам, используемым при добыче нефти.The invention relates to techniques for oil production, namely, downhole sucker rod pumping units used in oil production.

Известно аналогичное устройство - компенсатор, входящий в состав скважинной штанговой насосной установки, включающей насос, колонны НКТ и насосных штанг и соединяющие головки верхней и нижней штанг компенсаторы. Компенсатор выполнен в виде закрепленных на колонне насосных штанг стаканов с отверстием в днище и упругим элементом (выполненным внутри цилиндрического корпуса в виде обратного клапана и средоразделителя, пространство между которыми заполнено газом), связанным с днищем стакана и головкой нижней штанги (К.Р.Уразаков и др. Нефтепромысловое оборудование для кустовых скважин. - М.: Недра, 1999, с.108).A similar device is known - a compensator, which is part of a borehole sucker rod pump installation, including a pump, tubing strings and sucker rods and compensators connecting the heads of the upper and lower rods. The compensator is made in the form of glasses mounted on a column of pump rods with an opening in the bottom and an elastic element (made inside the cylindrical body in the form of a check valve and a medium separator, the space between which is filled with gas), connected with the bottom of the glass and the head of the lower rod (K.R. Urazakov and other oilfield equipment for cluster wells. - M .: Nedra, 1999, p.108).

Недостатком данного компенсатора является:The disadvantage of this compensator is:

- низкая эффективность работы из-за невозможности уменьшить и регулировать инерционные нагрузки, действующие в точке подвеса колонны штанг при ее ходе вниз.- low work efficiency due to the inability to reduce and adjust the inertial loads acting at the point of suspension of the rod string during its downward movement.

Также известно аналогичное устройство - компенсатор, входящий в состав скважинной штанговой насосной установки по патенту №2209341 (№ заявки 2002112124/06, опубликовано 27.07.2003 г.). Компенсатор выполнен в виде стакана, соединяющего головки верхней и нижней штанг, при этом стакан снабжен регулировочным средством и упругим элементом в виде тарельчатой пружины, связанной с днищем стакана и ступенью большего диаметра головки нижней штанги.Also known is a similar device - a compensator, which is part of a borehole sucker rod pump installation according to patent No. 2209341 (application number 2002112124/06, published July 27, 2003). The compensator is made in the form of a cup connecting the heads of the upper and lower rods, while the cup is equipped with adjusting means and an elastic element in the form of a cup spring connected to the bottom of the cup and the step of the larger diameter of the head of the lower bar.

Недостатком компенсатора является:The disadvantage of the compensator is:

- низкая эффективность работы из-за невозможности уменьшить инерционные нагрузки;- low work efficiency due to the inability to reduce inertial loads;

- конструкция имеет низкую степень надежности из-за повышенного износа трущихся поверхностей и упругого элемента вследствие изгиба и вращения колоны штанг;- the design has a low degree of reliability due to increased wear of rubbing surfaces and the elastic element due to bending and rotation of the rod string;

- высокая жесткость упругих элементов (пружина тарельчатая), что не позволяет гасить осевые колебания от небольших нагрузок, а при высоких нагрузках при движении штанги вверх возникают удары и резонансные колебания.- high stiffness of the elastic elements (Belleville spring), which does not allow damping axial vibrations from small loads, and at high loads when the rod moves upward, shocks and resonant vibrations occur.

Задача данного изобретения - повышение эффективности работы штанговой колонны при уменьшении инерционных нагрузок в точке подвеса штанг и снижении осевых колебаний возле глубинного насоса при ее ходе вверх-вниз.The objective of the invention is to increase the efficiency of the rod string while reducing inertial loads at the point of suspension of the rods and reducing axial vibrations near the deep pump during its up and down movement.

Поставленная задача достигается тем, что демпфер насосных штанг содержит поршень, размещенный в цилиндрическом корпусе с образованием поршневой полости, при этом поршень соединен со штоком, на торце цилиндрического корпуса установлена пробка-направляющая для штока, внутри которого выполнен канал, соединяющий штоковую полость с поршневой, с установленным в нем, на торце штока жиклером для регулирования скорости перетока масла, залитого в поршневой полости, при этом в корпусе установлена одна или две пневмокамеры.The task is achieved in that the damper of the sucker rods contains a piston placed in a cylindrical housing with the formation of a piston cavity, the piston connected to the rod, a tube-guide for the rod installed inside the cylinder, inside which a channel is made connecting the rod cavity with the piston, with a nozzle installed in it, at the end of the rod to control the speed of oil flow, poured into the piston cavity, while one or two pneumatic chambers are installed in the housing.

Посредством резьбы соединены поршень со штоком. Шток перемещается в пробке-направляющей. Шток имеет канал для перетока масла при работе демпфера; и жиклер, установленный на торце штока, для регулировки скорости перетока масла, что позволяет регулировать и уменьшать инерционные нагрузки. Жиклер позволяет при ходе вверх и вниз штанговой колонны с определенной скоростью перетекать жидкости (маслу) из одной полости в другую. А пневмокамера совместно с жиклером позволяет плавно гасить инерционные нагрузки, возникающие при смене направления движения колонны штанг в диапазоне длины хода и скорости движения плунжера штангового насоса.By means of a thread, the piston is connected to the rod. The rod moves in the guide plug. The stem has a channel for oil overflow during damper operation; and a nozzle mounted on the end of the rod to adjust the speed of oil flow, which allows you to adjust and reduce inertial loads. During the up and down stroke of the rod column, the jet allows fluid (oil) to flow from one cavity to another at a certain speed. And the pneumatic chamber together with the nozzle allows you to smoothly absorb the inertial loads that occur when changing the direction of movement of the rod string in the range of stroke length and speed of the plunger of the rod pump.

Отличительными признаками данного изобретения является:Distinctive features of this invention is:

- наличие упругого элемента - пневмокамеры (одной или двух), которые обеспечивают плавность работы.- the presence of an elastic element - pneumatic chambers (one or two), which ensure smooth operation.

- наличие жиклера, позволяющего с заданной скоростью перетекать жидкости из одной камеры в другую.- the presence of a nozzle that allows fluid to flow from a given chamber to another at a given speed.

На чертеже схематично представлен демпфер насосных штанг, общий вид в разрезе.The drawing schematically shows the damper of the sucker rods, a General view in section.

Демпфер насосных штанг снабжен цилиндрическим корпусом 1 с пробкой-направляющей 9 на торце, внутри которого помещен поршень 2. Поршень посредством резьбы соединен со штоком 3. Поршень зафиксирован контргайкой 7. Для плавной работы демпфера внутри корпуса помещена пневмокамера 5 и залито масло 11 расчетного объема. На штоке выполнен канал 10 и жиклер 6, установленный на торце штока.The damper of the sucker rods is equipped with a cylindrical housing 1 with a guide plug 9 at the end, inside of which the piston 2 is placed. The piston is connected to the rod 3 by means of a thread. The piston is fixed with a lock nut 7. For smooth operation of the damper, a pneumatic chamber 5 is placed inside and the oil 11 of the calculated volume is filled. Channel 10 and a nozzle 6 mounted on the rod end are made on the rod.

Демпферы устанавливают в колонне насосных штанг с определенным шагом.Dampers are installed in the column of sucker rods with a certain step.

Демпфер насосных штанг работает следующим образом.Damper sucker rods works as follows.

При ходе штанг вниз, в начале начинает движение шток (3) в камере корпуса (1), уменьшая объем поршневой полости (8). Масло сжимает пневмокамеру и через жиклер перетекает в штоковую полость (4). Затем начинает движение корпус (1) и закрепленная к нему следующая штанга и т.д.When the rods go down, at the beginning, the rod (3) begins to move in the housing chamber (1), reducing the volume of the piston cavity (8). The oil compresses the pneumatic chamber and flows through the nozzle into the rod cavity (4). Then begins the movement of the housing (1) and the next rod fixed to it, etc.

При движении штанг вверх шток, перемещаясь, увеличивает объем поршневой полости, масло через жиклер из штоковой полости перетекает в поршневую полость. Пневмокамера занимает первоначальный объем. При работе глубинного насоса демпфер компенсирует инерционные и резонансные колебания за счет плавного перетока масла из одной полости в другую и сжатия пневмокамеры.When the rods move up the rod, moving, increases the volume of the piston cavity, the oil through the nozzle from the rod cavity flows into the piston cavity. The air chamber occupies the original volume. During the operation of the deep pump, the damper compensates for inertial and resonant vibrations due to the smooth flow of oil from one cavity to another and compression of the pneumatic chamber.

Комплект демпферов на насосных штангах снижает инерционные нагрузки на них из-за несовпадения амплитуды колебаний каждого демпфера и взаимопоглощения колебаний, уменьшая тем самым число обрывов и создавая благоприятные условия при добыче нефти.A set of dampers on the sucker rods reduces the inertial loads on them due to the mismatch of the vibration amplitude of each damper and the mutual absorption of vibrations, thereby reducing the number of breaks and creating favorable conditions for oil production.

Claims

The damper of the sucker rods containing a piston placed in a cylindrical housing with the formation of a piston cavity, characterized in that the piston is connected to the rod, a plug is installed on the end of the cylindrical housing - a guide for the rod, inside which a channel is made connecting the rod cavity with the piston, with it at the end of the rod with a jet to control the speed of the flow of oil, poured into the piston cavity, while one or two air chambers are installed in the housing.