RU63412U1

RU63412U1 - SHOCK ABSORBER, PUMP DEPTH PUMP UNIT WITH SHOCK ABSORBER AND PUMP PUMP UNIT PUMP UNIT WITH SHOCK ABSORBER

Info

Publication number: RU63412U1
Application number: RU2007105576/22U
Authority: RU
Inventors: Антон Александрович Кизима
Original assignee: Антон Александрович Кизима
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-05-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности. Штанговая глубинная насосная установка содержит привод глубинного плунжерного насоса, выполненный в виде станка-качалки, преобразующего вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение подвески, к которой прикреплена колонна соединенных между собой штанг, в которую встроен амортизатор, содержащий шток, выполненный на одном конце с возможностью свинчивания со свободным концом штанги или подвески и на теле которого закреплены тарельчатые пружины, и цилиндрообразный корпус, выполненный с возможностью свинчивания со свободным концом другой штанги и в полости которого установлен указанный шток с возможностью перемещения относительно корпуса и сжатия указанных пружин. 3 ил.The utility model relates to the oil industry. The sucker-rod suction pump installation comprises a submersible plunger pump actuator made in the form of a rocking machine that converts the rotational movement of the electric motor into reciprocating suspension movement, to which a column of interconnected rods is attached, into which a shock absorber comprising a rod made at one end with the possibility of screwing with the free end of the rod or suspension and on the body of which disk-shaped springs are fixed, and a cylindrical body made with the possibility of screwing anija with the free end of the other rod in said cavity whereof a rod movable relative to said housing and the compression springs. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к конструкциям соединений насосных штанг скважинных штанговых насосов, предназначенных для откачивания жидкости из нефтяных скважин.The utility model relates to the oil industry, namely, to designs of the connections of the sucker rods of sucker rod pumps designed for pumping fluid from oil wells.

Наиболее распространенный способ добычи нефти - применение штанговых скважинных насосных установок (ШГН). Дебит скважин, оборудованных ШГН, составляет от нескольких сотен килограммов до нескольких десятков тонн. Насосы спускают на глубину от нескольких сотен метров до 2000 метров (в отдельных случаях до 3000 м).The most common method of oil production is the use of sucker rod pumping units (SHGN). The production rate of wells equipped with SHGN ranges from several hundred kilograms to several tens of tons. Pumps are lowered to a depth of several hundred meters to 2000 meters (in some cases up to 3000 m).

В скважине, оборудованной ШГН, подача жидкости осуществляется глубинным плунжерным насосом, который приводится в действие с помощью специального привода (станка-качалки) посредством колонны штанг. Станок-качалка преобразует вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение подвески штанг.In a well equipped with SHGN, the fluid is supplied by a deep plunger pump, which is driven by a special drive (rocking machine) through a rod string. The rocking machine converts the rotational motion of the electric motor into the reciprocating motion of the suspension rods.

Известна колонна штанг, состоящая из штанг конечной длины, соединенных между собой с помощью муфт [ГОСТ 13877-96 «Штанги насосные и муфты штанговые», Глава 4 «Конструкция, основные параметры и размеры», стр.3, 4, 5, рис.2, 3, копия прилагается].A well-known column of rods, consisting of rods of finite length, interconnected using couplings [GOST 13877-96 “Pump rods and rod couplings”, Chapter 4 “Design, basic parameters and dimensions”, pp. 3, 4, 5, Fig. 2, 3, copy attached].

Данное техническое решение принято в качестве прототипа для всех заявленных объектов.This technical solution was made as a prototype for all declared facilities.

Недостатками такой колонны являются ненадежность и недолговечность работы из-за разрушений муфт и штанг вследствие воздействия циклических нагрузок при возвратно поступательном движении колонны. Цикличность нагрузок обусловлена тем, что при движении вниз штанги воспринимают сжимающие нагрузки, вызванные сопротивлением перемещению в скважине, а при подъеме - растягивающие нагрузки. При этом при подъеме создается ситуация, когда привод качалки (штангового глубинного насоса) начинает поднимать штанги, а сами штанги в скважине на большой глубине еще находятся в режиме перемещения внутрь - вниз.The disadvantages of this column are the unreliability and fragility of the work due to the destruction of the couplings and rods due to the effects of cyclic loads during the reciprocating movement of the column. The cyclic nature of the loads is due to the fact that when moving down, the rods perceive compressive loads caused by resistance to movement in the well, and when lifting, tensile loads. In this case, when lifting, a situation is created when the rocking drive (sucker rod pump) starts to raise the rods, and the rods themselves in the well at a great depth are still in the mode of moving inwards - downwards.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по ведению в колонну штанг амортизирующего устройства, гасящего за счет работы тарельчатых пружин пиковые нагрузки, что приводит к повышению долговечности и надежности насосной установки за счет снижения растягивающих напряжений в штанговой колонне при циклическом нагружении.This utility model is aimed at solving the technical problem of guiding a cushioning device into the rod string that dampens peak loads due to the operation of the disk springs, which increases the durability and reliability of the pump unit by reducing tensile stresses in the rod string during cyclic loading.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности работы глубинно-насосного оборудования, эксплуатационной надежности и долговечности штанг и муфт за счет снижения величины циклических напряжений, воздействующих на штанговую колонну, и снижения частоты обрыва штанг в наклонных и спиралевидных скважинах.The technical result achieved in this case is to increase the efficiency of the downhole pumping equipment, the operational reliability and durability of the rods and couplings by reducing the magnitude of the cyclic stresses acting on the rod string and reducing the breakage frequency of the rods in deviated and spiral wells.

Указанный технический результат для первого объекта достигается тем, что амортизатор штанговый, установленный между двумя штангами, характеризуется тем, что содержит шток, выполненный на одном конце с возможностью свинчивания муфтой, связанной со свободным концом одной штанги и на теле которого закреплены тарельчатые пружины, собранные в отдельные пакеты, и цилиндрообразный корпус, выполненный с возможностью свинчивания со свободным концом другой штанги и в полости которого установлен указанный шток с возможностью перемещения относительно корпуса и сжатия пакетов тарельчатых пружин. При этом полость между корпусом и штоком может быть заполнена рабочей жидкостью, а шток может быть выполнен с поршнем, в котором выполнено по крайней мере одно отверстие для перетекания жидкости из одной части полости в другую ее часть.The specified technical result for the first object is achieved in that the rod shock absorber installed between the two rods is characterized by the fact that it contains a rod made at one end with the possibility of screwing up a sleeve connected to the free end of one rod and the disk springs assembled in individual packages, and a cylindrical body made with the possibility of screwing with the free end of the other rod and in the cavity of which the specified rod is installed with the possibility of moving relative The casing and compression of the cup spring packages. In this case, the cavity between the body and the stem can be filled with a working fluid, and the stem can be made with a piston in which at least one hole is made for fluid to flow from one part of the cavity to another part of it.

Указанный технический результат для второго объекта достигается тем, что штанговая глубинная насосная установка, содержащая привод глубинного плунжерного насоса, выполненный в виде станка-качалки, преобразующего вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение подвески, к которой прикреплена колонна соединенных между собой штанг, часть из которых расположена над землей, снабжена амортизатором, установленным между размещенными над землей двумя штангами или первой штангой и подвеской, который содержит шток, выполненный на одном конце с The specified technical result for the second object is achieved by the fact that the sucker-rod pump unit containing the plunger pump drive is designed as a rocking machine, which converts the rotational movement of the electric motor into reciprocating suspension movement, to which a column of interconnected rods is attached, part of which is located above the ground, is equipped with a shock absorber installed between two rods placed above the ground or the first rod and the suspension, which contains the rod, executed at one end with

возможностью свинчивания со свободным концом штанги или подвески и на теле которого закреплены тарельчатые пружины, и цилиндрообразный корпус, выполненный с возможностью свинчивания со свободным концом другой штанги и в полости которого установлен указанный шток с возможностью перемещения относительно корпуса и сжатия указанных пружин.the possibility of screwing with the free end of the rod or suspension and on the body of which disk-shaped springs are fixed, and a cylindrical body made with the possibility of screwing with the free end of the other rod and in the cavity of which the specified rod is mounted with the ability to move relative to the body and compress said springs.

Указанный технический результат для третьего объекта достигается тем, что в штанговой колонне насосной установки, состоящей из штанг, связанных между собой муфтами и погруженных в скважину, между штангами по длине части колонны, расположенной в скважине, установлены дистантно расположенные относительно друг друга пружинные амортизаторы.The specified technical result for the third object is achieved by the fact that in the rod string of the pump installation, consisting of rods connected by couplings and immersed in the well, spring shock absorbers distantly located relative to each other are installed between the rods along the length of the column part located in the well.

Для этого объекта пружинный амортизатор содержит шток, выполненный на одном конце с возможностью свинчивания муфтой, связанной со свободным концом одной штанги и на теле которого закреплены тарельчатые пружины, собранные в отдельные пакеты, и цилиндрообразный корпус, выполненный с возможностью свинчивания со свободным концом другой штанги и в полости которого установлен указанный шток с возможностью перемещения относительно корпуса и сжатия пакетов тарельчатых пружин.For this object, the spring shock absorber contains a rod made on one end with the possibility of screwing up a sleeve connected to the free end of one rod and on the body of which are Belleville springs assembled in separate packages, and a cylinder-shaped housing made with the possibility of screwing with the free end of the other rod and in the cavity of which the specified rod is mounted with the possibility of movement relative to the housing and compression of the cup spring packages.

В этом пружинном амортизаторе полость между корпусом и штоком может быть заполнена рабочей жидкостью, а шток может быть выполнен с поршнем, в котором выполнено по крайней мере одно отверстие для перетекания жидкости из одной части полости в другую ее часть.In this spring shock absorber, the cavity between the body and the stem can be filled with a working fluid, and the stem can be made with a piston in which at least one hole is made for fluid to flow from one part of the cavity to another part of it.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present utility model is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.

На фиг.1 - штанговый амортизатор, поперечный разрез;Figure 1 - rod shock absorber, cross section;

фиг.2 - штанговая глубинная насосная установка;figure 2 - rod deep pumping unit;

фиг.3 - колонна штанг в скважине с амортизаторами.figure 3 - column of rods in the well with shock absorbers.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается решение по замене жесткой штанговой колонны на упругую за счет установки нескольких амортизаторов по длине всей колонны.According to this utility model, a solution is considered for replacing a rigid rod string with an elastic one by installing several shock absorbers along the entire length of the column.

Дополнительная ударная растягивающая нагрузка, (возникающая при изменении направления движения колонны) на жесткую штанговую колонну передается по всей длине колонны и воспринимается вся полностью всеми деталями. Дополнительная ударная растягивающая нагрузка при воздействии на упругую штанговую колонну, также передается по длине штанговой колонны, но, проходя через штанговые амортизаторы, уменьшается по величине и далее воспринимается штанговой колонной. Иначе говоря, дополнительная ударная растягивающая нагрузка, воздействующая на упругую штанговую колонну, уменьшается, проходя через амортизаторы, за счет снятия в последних пиковых моментов этой нагрузки.An additional shock tensile load (arising from a change in the direction of movement of the column) to the rigid rod column is transmitted along the entire length of the column and is completely accepted by all the details. An additional shock tensile load when acting on an elastic rod string is also transmitted along the length of the rod string, but passing through the rod shock absorbers decreases in size and is then perceived by the rod string. In other words, an additional shock tensile load acting on the elastic rod string is reduced passing through the shock absorbers due to the removal of this load at the last peak moments.

Для решения поставленной задачи используется штанговый амортизатор 1 (фиг.1), который конструктивно состоит из пакетов тарельчатых пружин 2, закрепленных на теле штока 3, выполненном на одном конце с винтовой головкой 4 для возможности свинчивания с муфтой 5, связанной со свободным концом одной штанги 6. Шток 3 размещен в полости цилиндрообразного корпуса 7, выполненного с возможностью свинчивания со свободным концом другой штанги 8. Таким образом, шток размещен в полости корпуса 7 с возможностью перемещения относительно него и сжатия пакетов тарельчатых пружин. Для придания упругой характеристике сжатия пружин соответствующей плавности нарастания усилия или для обеспечения гашения в конце хода ударных нагрузок в амортизаторе полость между корпусом и штоком может быть заполнена рабочей жидкостью (масло), в этом случае шток 3 выполняется с поршнем 9, в котором выполнено по крайней мере одно отверстие 10 для перетекания жидкости из одной части полости в другую ее часть. Создание дополнительного гидравлического сопротивления обеспечивает изменение темпов гашения нагрузок за счет регулирования скорости перетекания масла при передвижении штока 3.To solve this problem, a rod shock absorber 1 is used (Fig. 1), which structurally consists of disk cup springs 2 mounted on the body of the rod 3, made at one end with a screw head 4 for the possibility of screwing with a sleeve 5 connected to the free end of one rod 6. The rod 3 is placed in the cavity of the cylinder-shaped housing 7, made with the possibility of screwing with the free end of the other rod 8. Thus, the rod is placed in the cavity of the housing 7 with the possibility of movement relative to it and compression of the packages arelchatyh springs. In order to give the spring compression elastic characteristic an appropriate smoothness of the increase in force or to ensure shock absorption at the end of the stroke in the shock absorber, the cavity between the body and the rod can be filled with a working fluid (oil), in this case the rod 3 is made with a piston 9, in which at least at least one hole 10 for the flow of fluid from one part of the cavity to another part of it. The creation of additional hydraulic resistance provides a change in the rate of damping of loads by adjusting the speed of oil flow during the movement of the rod 3.

Амортизатор соединяется одним резьбовым концом с муфтой штанговой колонны, а другим резьбовым концом с штангой штанговой колонны.The shock absorber is connected with one threaded end to the coupling of the rod column, and the other threaded end to the rod of the rod column.

При приложении ударной растягивающей нагрузки, шток 3 перемещается в корпусе 7, пакеты тарельчатых пружин 2 сжимаются. Происходит гашение пиковых нагрузок за счет упругой деформации этих пружин.When a shock tensile load is applied, the rod 3 moves in the housing 7, the disk spring packages 2 are compressed. Peak loads are damped due to the elastic deformation of these springs.

В штанговой глубинной насосной установке (фиг.2), которая содержит привод глубинного плунжерного насоса 11. Этот привод выполнен в виде станка-качалки 12, преобразующей вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение подвески 13, к которой прикреплена колонна соединенных между собой штанг, часть из которых расположена над землей. В такой установке пружинный амортизатор может быть установлен между размещенными над землей двумя штангами или первой штангой 8 и подвеской 13. Конструкция этого пружинного амортизатора соответствует описанию штангового амортизатора по фиг.1. На фиг.3 показана штанговая колонна насосной установки по фиг.2, состоящая из штанг 6 и 8, связанных между собой муфтами 5 и погруженных в скважину, при этом между штангами по длине части колонны, расположенной в скважине, установлены дистантно расположенные относительно друг друга пружинные амортизаторы 1 конструкции, соответствующей описанию штангового амортизатора по фиг.1. Пружинные амортизаторы устанавливают над участками штанг (над интервалами глубин), в которых по статистическим данным по разрыву этих штанг, соединенных в жесткую конструкцию (без амортизаторов) в данной скважине зафиксированы поломки не оснащенных указанными амортизаторами штанг.In a sucker rod pumping unit (Fig. 2), which contains a deep plunger pump drive 11. This drive is made in the form of a rocking machine 12, which converts the rotational movement of the electric motor into reciprocating movement of the suspension 13, to which a column of interconnected rods is attached, some of which are located above the ground. In such an installation, a spring shock absorber can be installed between two rods placed above the ground or the first rod 8 and the suspension 13. The design of this spring shock absorber corresponds to the description of the rod shock absorber of FIG. 1. Figure 3 shows the rod string of the pumping installation of figure 2, consisting of rods 6 and 8, interconnected by couplings 5 and immersed in the well, while between the rods along the length of the column located in the well, are installed distantly relative to each other spring shock absorbers 1 design corresponding to the description of the rod shock absorber of figure 1. Spring shock absorbers are installed over sections of the rods (over depth intervals), in which, according to the statistics on the rupture of these rods connected in a rigid structure (without shock absorbers), failures not equipped with the indicated shock absorbers of the rods are recorded in this well.

Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с использованием машиностроительных технологий, который обычно применяются при изготовлении штанг и муфт для ШГН. Полезная модель позволяет существенно повысить долговечность колонны за счет исключения пиковых нагрузок при циклическом нагружении.This utility model is industrially applicable, as it can be manufactured using engineering technology, which is usually used in the manufacture of rods and couplings for SHGN. The utility model can significantly increase the durability of the column by eliminating peak loads during cyclic loading.

Claims

1. A shock absorber rod mounted between two rods, characterized in that it contains a rod made at one end with the possibility of screwing a sleeve associated with the free end of one rod and on the body of which are attached disk springs assembled in separate packages and a cylinder-shaped housing, made with the possibility of screwing with the free end of the other rod and in the cavity of which the specified rod is installed with the ability to move relative to the housing and compress packages of Belleville springs.

2. The shock absorber according to claim 1, characterized in that the cavity between the housing and the stem is filled with a working fluid, and the stem is made with a piston in which at least one hole is made for fluid to flow from one part of the cavity to another part of it.

3. A sucker-rod suction pump installation comprising a suction plunger pump drive made in the form of a rocking machine that converts the rotational movement of an electric motor into a reciprocating suspension movement, to which a column of interconnected rods is attached, some of which are located above the ground, characterized in that that it is equipped with a shock absorber installed between two rods placed above the ground or the first rod and the suspension, which contains a rod made at one end with the possibility of Chivanov the free end of the rod or suspension and which are fixed on the body of the Belleville spring and cylinder-like housing adapted to screwing the free end of the other rod in said cavity whereof a rod movable relative to said housing and the compression springs.

4. The shock absorber according to claim 3, characterized in that the cavity between the housing and the stem is filled with a working fluid, and the stem is made with a piston in which at least one hole is made for fluid to flow from one part of the cavity to another part of it.

5. The rod string of the pumping unit, consisting of rods connected by couplings and submerged in the well, characterized in that between the rods along the length of the column part located in the well, spring shock absorbers distantly located relative to each other are installed.

6. The column according to claim 5, characterized in that the spring shock absorber comprises a rod made at one end with the possibility of screwing a sleeve connected to the free end of one rod and on the body of which are Belleville springs assembled in separate packages and a cylinder-shaped housing made with the possibility of screwing with the free end of the other rod and in the cavity of which the specified rod is installed with the ability to move relative to the housing and compress packages of Belleville springs.

7. The column according to claim 5, characterized in that the spring shock absorber comprises a rod made at one end with the possibility of screwing up with a sleeve connected to the free end of one rod and on the body of which disk-shaped springs are assembled in separate packages and a cylinder-shaped housing made with the possibility of screwing with the free end of the other rod and in the cavity of which the specified rod is mounted with the possibility of movement relative to the housing and compression of the cup spring packages, the cavity between the housing and the rod filling It is not a working fluid, and the rod is made with a piston in which at least one hole is made for fluid to flow from one part of the cavity to another part of it.

8. The column according to claim 5, characterized in that the spring shock absorbers are installed over intervals of depths in which, according to the statistics on the rupture of the rods in this well, breakdowns of the rods not equipped with the indicated shock absorbers are recorded.