RU2499877C1 - Articulated coupling of pump rods - Google Patents

Articulated coupling of pump rods Download PDF

Info

Publication number
RU2499877C1
RU2499877C1 RU2012117692/03A RU2012117692A RU2499877C1 RU 2499877 C1 RU2499877 C1 RU 2499877C1 RU 2012117692/03 A RU2012117692/03 A RU 2012117692/03A RU 2012117692 A RU2012117692 A RU 2012117692A RU 2499877 C1 RU2499877 C1 RU 2499877C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coupling
ball
pump rods
gasket
seat
Prior art date
Application number
RU2012117692/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012117692A (en
Inventor
Михаил Артемьевич Кочеков
Марат Ринатович Ситдиков
Игорь Евгеньевич Ишемгужин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2012117692/03A priority Critical patent/RU2499877C1/en
Publication of RU2012117692A publication Critical patent/RU2012117692A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499877C1 publication Critical patent/RU2499877C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: articulated coupling of pump rods includes a composite housing containing upper and lower hollow half-couplings. Half-couplings are connected to each other by means of a hinged connection made in the form of a ball pin. The latter is installed in lower half-coupling by means of connection thread and connected to upper half-coupling in a seat along spherical surface with a gap filled with lubricating liquid. With that, upper half-coupling has stiffeners, and a polyamide gasket is installed at contact point of the ball pin to the seat. The whole assembly is isolated from environment with a rubber gasket and a hold-down dust guard.
EFFECT: structure allows reducing wear of a ball assembly, frequency of folds and breaks of a rod stem as a result of reduction of action of bending and torsion stress in curved sections of the well shaft, contributes to improvement of operation reliability of a hinged coupling of pump rods in controlled directional wells and improvement of overhaul period of rod stem.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для использования при механизированном способе добычи нефти с применением штанговой колонны в искривленном стволе скважины.The invention relates to the oil and gas industry for use in a mechanized method of oil production using a rod string in a curved wellbore.

Известна комбинированная буровая штанга /см. а.с. СССР №1740614, кл. E21B 17/20, 1992/, содержащая полый корпус с резьбовыми участками по концам. На одном из концов корпуса установлен полый наконечник, имеющий сферическую поверхность в своей средней части. На другом конце корпуса размещена муфта, имеющая внутреннюю сферическую поверхность, ответную сферической поверхности наконечника. В начале взаимодействия каждой очередной штанги с буровым станком резьбовой хвостовик наконечника ввинчивается в резьбовой участок корпуса штанги, передавая крутящий момент всем предшествующим штангам. Однако известное устройство не пригодно для соединения насосных штанг.Known combined drill rod / cm A.S. USSR No. 1740614, class E21B 17/20, 1992 /, comprising a hollow body with threaded portions at the ends. A hollow tip having a spherical surface in its middle part is installed at one end of the body. At the other end of the housing there is a coupling having an inner spherical surface corresponding to the spherical surface of the tip. At the beginning of the interaction of each successive rod with the drilling rig, the threaded shank of the tip is screwed into the threaded section of the rod body, transmitting torque to all previous rods. However, the known device is not suitable for connecting pump rods.

Известна шарнирная муфта штанговой колонны /RU 2124109 кл. E21B 17/00, 27.12.1998/, выполненная в виде стакана с внутренней расточкой и присоединительной резьбой для штанг на одном конце, разрезной опорной втулки, жестко связанной со вторым концом стакана и снабженной конической расточкой, размещенной внутри стакана на уровне его расточки, и полуштанги со сферической головкой, размещенной в расточке стакана и кинематически связанной одновременно с конической расточкой разрезной опорной втулки и торцом штанги, ввернутой в резьбовой конец стакана, а тело полуштанги размещено в осевом отверстии разрезной опорной втулки с радиальным зазором. Недостатком устройства является, отсутствие системы смазки и изоляции шарнирного узла от внешней агрессивной среды, сложность конструкции, высокая вероятность возникновения изгибающего момента на контакте полуштанги со сферическим наконечником и опорной втулкой в искривленных участках ствола скважины.Known swivel coupling of a rod column / RU 2124109 class. E21B 17/00, 12/27/1998 /, made in the form of a cup with an internal bore and connecting thread for the rods at one end, a split support sleeve rigidly connected to the second end of the cup and provided with a conical bore placed inside the cup at the level of its bore, and half-rods with a spherical head located in the bore of the cup and kinematically connected simultaneously with the conical bore of the split supporting sleeve and the end of the rod screwed into the threaded end of the cup, and the body of the half-rod is placed in the axial hole of the split about sleeve with radial clearance. The disadvantage of this device is the lack of a lubrication system and isolation of the hinge assembly from an external aggressive environment, design complexity, a high likelihood of bending moment at the contact of the half-rod with the spherical tip and the supporting sleeve in the curved sections of the wellbore.

Известна соединительная муфта насосных штанг /RU 2017930 кл. E21B 17/05, 15.08.1994/, содержащая корпус из двух частей, каждая из которых снабжена двумя роликами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, и шарнирное соединение в виде шарового пальца, один конец которого жестко связан с верхней частью корпуса, а другой, посредством полумуфты с внутренней шаровой сферой - с нижней частью корпуса. Недостатком данной конструкции является сложность конструкции и невозможность вращения полумуфт относительно друг друга, также отсутствует система смазки и изоляции шарнирного узла от внешней агрессивной среды.Known coupling of sucker rods / RU 2017930 class. E21B 17/05, 08/15/1994 /, comprising a housing of two parts, each of which is equipped with two rollers located in mutually perpendicular planes, and an articulated joint in the form of a spherical pin, one end of which is rigidly connected to the upper part of the housing, and the other, by means of a coupling with an internal ball sphere - with the lower part of the housing. The disadvantage of this design is the complexity of the design and the inability to rotate the coupling half relative to each other, there is also no lubrication system and isolation of the hinge assembly from an external aggressive environment.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является соединительная муфта насосных штанг /RU 2211909 кл. E21B 17/01, 10.09.2003/, содержащая составной корпус, связанный между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца. При этом данная конструкция, как и предлагаемая, обеспечивает не только поворот частей корпуса (полумуфт) по вертикали, но и их вращение вокруг собственной оси вследствие воздействия нагрузок.The closest in technical essence of the invention is the connecting sleeve of sucker rods / RU 2211909 C. E21B 17/01, 09/10/2003 /, comprising a composite housing interconnected by a swivel made in the form of a spherical finger. At the same time, this design, as well as the proposed one, provides not only vertical rotation of the housing parts (half-couplings), but also their rotation around its own axis due to the action of loads.

Недостатком известного устройства является отсутствие стопорящего шаровой палец элемента, также конструкцией не предусмотрены система смазки и изоляции от внешней агрессивной среды (механических примесей, воды и т.д.) шарового узла, что в совокупности снижает надежность устройства.A disadvantage of the known device is the absence of a locking finger ball element, also the design does not provide a lubrication system and isolation from an external aggressive environment (mechanical impurities, water, etc.) of the ball node, which together reduces the reliability of the device.

Задачей изобретения является упрощение конструкции шарнирной муфты насосных штанг, исключение воздействия крутильных и изгибающих колонну штанг моментов и увеличение надежности представленного изделия.The objective of the invention is to simplify the design of the articulated coupling of the sucker rods, eliminating the effects of torsional and bending moments of the rod string and increasing the reliability of the product.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства шарнирной муфты насосных штанг, обеспечивающего поворот и взаимное вращение элементов колонны штанг в искривленном стволе подъемных труб, при этом изменение угла поворота осуществляется обратно пропорционально крутящему моменту, возникающему вследствие силы трения между колонной штанг и колонной подъемных труб.The essence of the invention lies in the development of a device of a swivel coupling of sucker rods, providing rotation and mutual rotation of the elements of the rod string in the curved barrel of the lifting pipes, while changing the angle of rotation is inversely proportional to the torque resulting from the frictional force between the rod string and the column of lifting pipes.

Указанная задача решается тем, что в предложенной шарнирной муфте, корпус, состоящий из двух полумуфт, обеспечивает их взаимное вращение и поворот друг относительно друга, с помощью шарового узла, при этом изоляция данного узла от внешней среды и предотвращение выхода смазывающей жидкости осуществляется с помощью резиновой прокладки и прижимного пыльника. Особенность заключается в том, что шаровой узел включает в себя систему смазки с полиамидной прокладкой обеспечивающих уменьшение износа трущихся зон, при этом седло шарового пальца представляет собой единый корпус с верхней полумуфтой имеющей ребра жесткости, шаровой палец в свою очередь соединяется с нижней полумуфтой присоединительной резьбой и фиксируется стопорным кольцом.This problem is solved by the fact that in the proposed hinged coupling, the housing, consisting of two coupling halves, provides their mutual rotation and rotation relative to each other, using a ball assembly, while the isolation of this assembly from the external environment and preventing the release of lubricating fluid is carried out using rubber gaskets and clamping boot. The peculiarity lies in the fact that the ball assembly includes a lubrication system with a polyamide gasket that provides reduced wear of the rubbing zones, while the ball pin seat is a single housing with an upper coupling half having stiffeners, the ball pin, in turn, is connected to the lower coupling half by connecting thread and is fixed by a lock ring.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства (продольное сечение устройства); фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - вид В на фиг.1.Figure 1 presents a diagram of the proposed device (longitudinal section of the device); figure 2 - a view of figure 1; figure 3 - view In figure 1.

Шарнирная муфта насосных штанг содержит верхнюю полумуфту 1 включающую в себя седло 2 шарового пальца 3 с ребрами жесткости 4 и нижнюю полумуфту 5, с установленным в него посредством присоединительной резьбы, упорного бурта 6 и стопорного кольца 7 шаровым пальцем 3, связанные в шаровой узел. Полость шарового узла, заполненная смазывающей жидкостью 8 с вставленной на контакте шарового пальца и седла полиамидной прокладкой 9, изолирована от внешней среды резиновой прокладкой 10 и прижимным пыльником 11.The hinge coupling of the sucker rods comprises an upper coupling half 1 including a seat 2 of a spherical pin 3 with stiffening ribs 4 and a lower coupling half 5, with a ball pin 3 connected to it by means of a connecting thread, an abutment collar 6 and a retaining ring 7, connected to a ball assembly. The cavity of the ball assembly, filled with a lubricating fluid 8 with a polyamide gasket 9 inserted at the contact of the ball finger and the seat, is isolated from the external environment by a rubber gasket 10 and a clamping boot 11.

Устройство работает следующим образом, в наклонно направленных и искривленных скважинах при движении колонны штанг и возникновении изгибающих и крутильных усилии, в случае отсутствия выше по колонне штанг аналогичных устройств, происходит вращение и поворот нижней полумуфты 5 в шаровом узле, включающем седло 2 шарового пальца и шаровой палец 3, при этом нагрузки от нижней полумуфты 5 через шаровой палец 3 и полиамидную прокладку 9 передаются на верхнюю полумуфту 1.The device operates as follows, in directional and curved wells during the movement of the rod string and the occurrence of bending and torsional forces, in the absence of similar devices above the rod string, the lower coupling half 5 rotates and rotates in the ball assembly, including the saddle 2 of the ball pin and ball finger 3, while the loads from the lower coupling half 5 through the ball pin 3 and the polyamide gasket 9 are transferred to the upper coupling half 1.

При повороте нижней полумуфты 5 прижимной пыльник 11 толкает резиновую прокладку 10 для предотвращения выхода из шарового узла смазывающей жидкости 8, обеспечивающей в совокупности с установленной полиамидной прокладкой снижение силы трения между седлом шарового пальца 2 и шаровым пальцем 3.When the lower half-coupling 5 is rotated, the clamping boot 11 pushes the rubber gasket 10 to prevent the lubricant 8 from escaping from the ball assembly, which, together with the installed polyamide gasket, reduces the friction force between the seat of the ball pin 2 and the ball pin 3.

Предлагаемое устройство позволяет снизить износ шарового узла, частоту отворотов и обрывов колонны штанг вследствие уменьшения влияния напряжения изгиба и кручения на искривленных участках ствола скважины, что в комплексе способствует повышению надежности работы шарнирной муфты насосных штанг в наклонно направленных скважинах и повышению межремонтного периода насосного оборудования.The proposed device allows to reduce the wear of the spherical unit, the frequency of bends and breaks of the rod string due to the reduction of the influence of bending and torsion stresses on the curved sections of the wellbore, which together increases the reliability of the articulated coupling of the pump rods in directional wells and increases the overhaul period of the pumping equipment.

Claims (1)

Соединительная муфта насосных штанг, включающая составной корпус, содержащий полую верхнюю и нижнюю полумуфты, связанные между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца, установленного в нижней полумуфте посредством присоединительной резьбы и соединенного с верхней полумуфтой в седле по сферической поверхности с зазором, отличающаяся тем, что верхняя полумуфта имеет ребра жесткости, зазор заполнен смазывающей жидкостью, на контакте шарового пальца с седлом установлена полиамидная прокладка и весь шаровой узел изолирован от внешней среды резиновой прокладкой и прижимным пыльником. The connecting sleeve of the sucker rods, comprising a composite housing containing a hollow upper and lower coupling halves, interconnected by a swivel made in the form of a spherical pin mounted in the lower coupling half by means of a connecting thread and connected to the upper coupling half in the saddle with a gap, characterized in that that the upper coupling half has stiffeners, the gap is filled with lubricating fluid, a polyamide gasket and the entire ball assembly are installed at the contact of the ball pin with the seat and gilded from the external environment with a rubber gasket and a clamping boot.
RU2012117692/03A 2012-04-27 2012-04-27 Articulated coupling of pump rods RU2499877C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012117692/03A RU2499877C1 (en) 2012-04-27 2012-04-27 Articulated coupling of pump rods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012117692/03A RU2499877C1 (en) 2012-04-27 2012-04-27 Articulated coupling of pump rods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012117692A RU2012117692A (en) 2013-11-10
RU2499877C1 true RU2499877C1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49516581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012117692/03A RU2499877C1 (en) 2012-04-27 2012-04-27 Articulated coupling of pump rods

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499877C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112065298A (en) * 2020-09-22 2020-12-11 西华大学 Shale gas drilling type coring apparatus short joint connecting mechanism

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211909C2 (en) * 2001-11-13 2003-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" Sucker rod coupling
WO2003080989A1 (en) * 2002-03-20 2003-10-02 Weatherford/Lamb, Inc. Downhole universal joint assembly
RU2307228C2 (en) * 2005-11-22 2007-09-27 Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов" Sucker rod coupler
RU67219U1 (en) * 2007-07-02 2007-10-10 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ Научно-технический центр "СибТехноКом" BALL VALVE
CN201412080Y (en) * 2009-06-11 2010-02-24 河北正航压滤机制造有限公司 Flexible shock-absorbing centralizer for pumping rod

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211909C2 (en) * 2001-11-13 2003-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" Sucker rod coupling
WO2003080989A1 (en) * 2002-03-20 2003-10-02 Weatherford/Lamb, Inc. Downhole universal joint assembly
RU2307228C2 (en) * 2005-11-22 2007-09-27 Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов" Sucker rod coupler
RU67219U1 (en) * 2007-07-02 2007-10-10 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ Научно-технический центр "СибТехноКом" BALL VALVE
CN201412080Y (en) * 2009-06-11 2010-02-24 河北正航压滤机制造有限公司 Flexible shock-absorbing centralizer for pumping rod

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112065298A (en) * 2020-09-22 2020-12-11 西华大学 Shale gas drilling type coring apparatus short joint connecting mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012117692A (en) 2013-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5697768A (en) Downhole swivel
US9303466B2 (en) Sucker rod centralizer
US7165635B2 (en) Deflection swivel and method
CN202140034U (en) Tubular column expansion compensator capable of transferring torque
CN102364038B (en) Underwater oil pipe hanger embedded guiding and positioning device
RU2499877C1 (en) Articulated coupling of pump rods
CN201554633U (en) Falling object protective oil pump capable of performing annulus logging
RU2645043C2 (en) Downhole tool and method
RU2310733C2 (en) Sucker rod string
CA2747117C (en) Arrangement for hydrocarbon extraction in wells using progressive cavity pumps
RU2534268C2 (en) Unit for alignment of pump sucker rods
CN105604484A (en) Drag-reducing and torque-reducing device
CA2836765C (en) Inner string cementing tool
RU2622560C1 (en) Swivel adapter for pumping stands
RU2667397C1 (en) Rod string
RU72023U1 (en) HOLLOW PUMP BAR
CN202900073U (en) High-inclination well hollow sucker rod self-righting device
RU2312968C1 (en) Articulated sucker rod connection
RU2398091C2 (en) Hollow bucket rod
RU2428556C1 (en) Well swivel
RU120996U1 (en) ANTI-GATE COMPENSATING DEVICE
RU69910U1 (en) CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN
RU60592U1 (en) HINGE ROD
CN205858200U (en) A kind of sand washing joint
RU223186U1 (en) Hydraulic anchor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150428