RU69910U1 - CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN - Google Patents
CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN Download PDFInfo
- Publication number
- RU69910U1 RU69910U1 RU2007129042/22U RU2007129042U RU69910U1 RU 69910 U1 RU69910 U1 RU 69910U1 RU 2007129042/22 U RU2007129042/22 U RU 2007129042/22U RU 2007129042 U RU2007129042 U RU 2007129042U RU 69910 U1 RU69910 U1 RU 69910U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- rod
- string
- pump
- connecting device
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к конструкциям насосных штанг и может найти применение при добыче нефти штанговыми насосами в наклонно-направленных скважинах.The proposed utility model relates to the oil industry, in particular to the design of sucker rods and may find application in oil production by sucker rod pumps in directional wells.
В предложенном устройстве решается задача обеспечения предотвращения отворотов в муфтовых соединениях колонны штанг с сохранением, при работе штанговращателя, вращения колонны насосных штанг ниже соединительного устройства.The proposed device solves the problem of ensuring the prevention of flaps in the coupling joints of the rod string while maintaining the rotation of the rod rotator of the pump rod string below the connecting device.
Поставленная задача решается тем, что соединительное устройство для колонны насосных штанг, содержащее цилиндрическую муфту с верхним и нижним ограничителями, в которой размещены цилиндрические шарниры со штоками, связанными с колонной насосных штанг, согласно полезной модели, торцевая поверхность цилиндрических шарниров, расположенных друг против друга, по периметру выполнена рельефной в виде радиальных зубьев с односторонним направлением, обеспечивающих вращение по часовой стрелке, причем верхний шарнир со штоком подпружинены относительно верхнего ограничителя цилиндрической муфты при помощи тарельчатых пружин, а шток верхнего шарнира выполнен ступенчатым для ограничения сжатия тарельчатых пружин в цилиндрической муфте.The problem is solved in that the connecting device for the string of pump rods, containing a cylindrical sleeve with upper and lower stops, in which are placed cylindrical joints with rods connected to the string of pump rods, according to a utility model, the end surface of cylindrical joints located opposite each other, along the perimeter is embossed in the form of radial teeths with one-sided direction, providing clockwise rotation, and the upper hinge with the rod is spring-loaded relative relative to the upper limiter of the cylindrical clutch using plate springs, and the rod of the upper hinge is made stepped to limit compression of the disk springs in the cylindrical clutch.
Данное устройство устанавливают в подвеске штанг в местах наибольшего изменения угла наклона скважины и над насосом на первой штанге. Обеспечение релаксации напряжения колонны штанг на этих участках при каждом начале движения штанг вверх позволяет предотвратить отвороты за счет свободного вращения штанг совместно с нижним шарниром в соединительном устройстве. Устройство позволяет составить колонну насосных штанг из отдельных участков, объединенных в единую подвеску при ходе ее вниз с обеспечением вращения всей подвески, и разъединенных в начале хода вверх для релаксации напряжения в случае проявление такового при эксплуатации скважин. Кроме этого, соединительное устройство за счет наличия тарельчатых пружин дополнительно выполняет демпфирующую функцию, что снижает динамические нагрузки в колонне насосных штанг, способствующие отворотам штанг в муфтовых соединениях при эксплуатации наклонных скважин.This device is installed in the suspension of the rods in the places of the greatest change in the angle of inclination of the well and above the pump on the first rod. Ensuring the relaxation of the voltage of the rod string in these areas at each start of the upward movement of the rods prevents the flaps due to the free rotation of the rods together with the lower hinge in the connecting device. The device allows you to compose a string of sucker rods from separate sections, combined into a single suspension during its downward movement to ensure rotation of the entire suspension, and disconnected at the beginning of the upward movement to relax stress in the event of such a manifestation during well operation. In addition, the connecting device due to the presence of Belleville springs additionally performs a damping function, which reduces the dynamic loads in the string of pump rods, contributing to the flaps of the rods in the coupling joints when operating deviated wells.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к конструкциям насосных штанг и может найти применение при добыче нефти штанговыми насосами в наклонно-направленных скважинах.The proposed utility model relates to the oil industry, in particular to the design of sucker rods and may find application in oil production by sucker rod pumps in directional wells.
Известна соединительная муфта насосных штанг, состоящая из двух частей корпуса, связанных между собой шарнирным соединением в виде шарового пальца. Верхняя и нижняя части корпуса имеют присоединительные резьбовые концы для колонны штанг и по два ролика, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, которые обеспечивают скольжение по стенке насосно-компрессорных труб с целью предотвращения касания корпуса муфты к трубе в наклонных скважинах. Шаровой палец позволяет вращаться обеим частям корпуса муфты относительно друг друга, что уменьшает напряжение от изгиба штанг и отвороты муфт. (Патент РФ №2017930, Е21В 17/5, опубл 15.08.1994).A known coupling of sucker rods, consisting of two parts of the housing, interconnected by a swivel in the form of a spherical finger. The upper and lower parts of the housing have connecting threaded ends for the rod string and two rollers located in mutually perpendicular planes, which provide sliding along the wall of the tubing to prevent the coupling housing from touching the pipe in deviated wells. The ball finger allows both parts of the coupling body to rotate relative to each other, which reduces the stress from the bending of the rods and the flaps of the couplings. (RF patent №2017930, ЕВВ 17/5, publ. 08/15/1994).
Недостатками данного технического решения являются сложность конструкции и изготовления, низкая надежность в работе, обусловленная геометрическими параметрами шарового пальца, на который действуют растягивающие усилия колонны насосных штанг. Не обеспечивается полноценная очистка насосно-компрессорных труб (НКТ) от АСПО из-за отсутствия вращения скребков-центраторов на колонне штанг ниже расположения соединительной муфты при работе штанговращателя. Кроме этого, отсутствие вращения плунжера в насосе приводит к быстрому одностороннему износу плунжерной и клапанной пары в наклонно-направленных скважинах.The disadvantages of this technical solution are the complexity of the design and manufacture, low reliability, due to the geometric parameters of the ball pin, which is exerted by the tensile forces of the pump rod string. Full-fledged cleaning of the tubing from the paraffin is not ensured due to the lack of rotation of the centralizer scraper on the rod string below the location of the coupler during operation of the rod changer. In addition, the lack of rotation of the plunger in the pump leads to rapid unilateral wear of the plunger and valve pair in directional wells.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является соединительное устройство для колонны насосных штанг, принятое нами за прототип, содержащее присоединительные муфты, связанные с колонной насосных штанг, и двух цилиндрических полумуфт, соединенных между собой обоймами воедино, в которых размещены цилиндрические шарниры. Каждый шарнир выполнен заодно с соответствующей присоединительной муфтой с возможностью свободного вращения относительно друг друга (Патент РФ №2237792, опубл. 10.10.2004 г. прототип).The closest to the claimed utility model in terms of features is a connecting device for a string of pump rods, which we adopted as a prototype, containing couplings connected to a string of pump rods, and two cylindrical coupling halves interconnected by cages together, in which cylindrical joints are placed. Each hinge is made integral with the corresponding coupling with the possibility of free rotation relative to each other (RF Patent No. 2237792, publ. 10.10.2004, prototype).
Данное устройство также не обеспечивает вращение колонны насосных штанг, расположенной ниже соединительного устройства. В связи с этим не происходит качественная очистка НКТ от АСПО скребками-центраторами ниже расположения This device also does not provide rotation of the string of pump rods located below the connecting device. In this regard, there is no high-quality cleaning of tubing from paraffin scavengers with centralizing scrapers below
соединительного устройства и происходит односторонний износ плунжерной и клапанной пары глубинного штангового насоса. Кроме этого, выполнение корпуса муфты, испытывающей радиальные усилия в наклонных скважинах, из двух разъемных частей, соединенных между собой обоймами, снижает ее прочность.the connecting device and there is one-sided wear of the plunger and valve pair of the deep sucker rod pump. In addition, the implementation of the clutch housing, experiencing radial forces in deviated wells, from two detachable parts interconnected by clips, reduces its strength.
В предложенном устройстве решается задача обеспечения предотвращения отворотов в муфтовых соединениях колонны штанг с сохранением, при работе штанговращателя, вращения колонны насосных штанг ниже соединительного устройства.The proposed device solves the problem of ensuring the prevention of flaps in the coupling joints of the rod string while maintaining the rotation of the rod rotator of the pump rod string below the connecting device.
Поставленная задача решается тем, что соединительное устройство для колонны насосных штанг, содержащее цилиндрическую муфту с верхним и нижним ограничителями, в которой размещены цилиндрические шарниры со штоками, связанными с колонной насосных штанг, согласно полезной модели, торцевая поверхность цилиндрических шарниров, расположенных друг против друга, по периметру выполнена рельефной в виде радиальных зубьев с односторонним направлением, обеспечивающих вращение по часовой стрелке, причем верхний шарнир со штоком подпружинены относительно верхнего ограничителя цилиндрической муфты при помощи тарельчатых пружин, а шток верхнего шарнира выполнен ступенчатым для ограничения сжатия тарельчатых пружин в цилиндрической муфте.The problem is solved in that the connecting device for the string of pump rods, containing a cylindrical sleeve with upper and lower stops, in which are placed cylindrical joints with rods connected to the string of pump rods, according to a utility model, the end surface of cylindrical joints located opposite each other, along the perimeter is embossed in the form of radial teeths with one-sided direction, providing clockwise rotation, and the upper hinge with the rod is spring-loaded relative relative to the upper limiter of the cylindrical clutch using plate springs, and the rod of the upper hinge is made stepped to limit compression of the disk springs in the cylindrical clutch.
Сущность технического решения.The essence of the technical solution.
Основной причиной отворота в муфтовых соединениях насосных штанг, оборудованных скребками-центраторами в наклонных скважинах, заключается в следующем. Поворотный механизм штанговращателя периодически работает на заворот (по часовой стрелке) при движении колонны насосных штанг вниз. При этом верхняя часть колоны штанг поворачивается, а нижняя часть ее испытывает торможение вращению в зоне интенсивного искривления скважины из-за большого трения скребков и центраторов о внутреннюю поверхность стенки НКТ. То же самое может происходить при заклинивании плунжера в цилиндре насоса. После нескольких циклов поворота верхней части колонны штанг (в каждом цикле поворот колонны, в зависимости от типа штанговращателя - на 1°10'-5,5°), в нижней части колонны накапливается критическая величина напряжения упругих сил с отрицательным моментом откручивания, обуславливающим отворот в муфтовых соединениях в переходном моменте движения подвески штанг вверх, т.е. когда отсутствует вращение колонны шанговращателем и при минимальном значении растягивающих сил в резьбовых соединениях муфт из-за разгрузки веса колонны штанг на этих участках.The main reason for the flap in the coupling joints of the sucker rods equipped with centralizer scrapers in deviated wells is as follows. The rotary mechanism of the rod rotator periodically works to turn (clockwise) when the column of pump rods moves down. At the same time, the upper part of the rod string rotates, and its lower part experiences inhibition in rotation in the zone of intense curvature of the well due to the high friction of the scrapers and centralizers on the inner surface of the tubing wall. The same can happen when the plunger is jammed in the pump cylinder. After several cycles of rotation of the upper part of the rod string (in each cycle, the rotation of the column, depending on the type of the rotator, is 1 ° 10'-5.5 °), a critical value of the stress of elastic forces accumulates in the lower part of the column with a negative unscrewing moment causing the lap in coupling joints in the transition moment of the rod suspension upward movement, i.e. when there is no rotation of the column with the ring changer and with a minimum value of tensile forces in the threaded joints of the couplings due to the unloading of the weight of the rod string in these sections.
Обеспечение релаксации напряжения колонны штанг на этих участках при каждом начале движения штанг вверх позволяет предотвратить отвороты за счет свободного Ensuring the relaxation of the tension of the rod string in these areas at each start of the upward movement of the rods prevents lapels due to free
вращения штанг совместно с нижним шарниром в соединительном устройстве. Данное устройство устанавливают в подвеске штанг в местах наибольшего изменения угла наклона скважины и над насосом на первой штанге. Это позволяет составить колонну насосных штанг из отдельных участков, объединенных в единую подвеску при ходе ее вниз с обеспечением вращения всей подвески, и разъединенных в начале хода вверх для релаксации напряжения в случае проявление такового при эксплуатации скважин.rotation of the rods together with the lower hinge in the connecting device. This device is installed in the suspension of the rods in the places of the greatest change in the angle of inclination of the well and above the pump on the first rod. This allows you to compose a string of pump rods from separate sections, combined into a single suspension during its downward movement to ensure rotation of the entire suspension, and disconnected at the beginning of the upward movement to relax stress in the event of such a manifestation during well operation.
На фиг.1 изображено соединительное устройство; на фиг.2 - поперечный разрез по линии А-А на фиг.1.Figure 1 shows a connecting device; figure 2 is a transverse section along the line aa in figure 1.
Соединительное устройство для колонны штанг состоит из корпуса цилиндрической муфты 1 с верхним 2 и нижним 3 ограничителями, между которыми размещены цилиндрические шарниры 4 и 5 с соответствующими штоками 6 и 7 для соединения с насосными штангами. Торцевые поверхности цилиндрических шарниров 4 и 5, расположенные друг против друга по периметру, выполнены в виде радиальных зубьев 8 и 9 с односторонним направлением. В корпусе муфты 1 между ограничителем 2 и цилиндрическим шарниром 4 на штоке 6 размещены тарельчатые пружины 10. Шток 4 выполнен ступенчатым с буртиком 11, ограничивающим чрезмерное сжатие пружины 10 растягивающей силой в соединительном устройстве от веса нижней части колонны штанг.The connecting device for the rod string consists of a housing of a cylindrical coupling 1 with upper 2 and lower 3 stops, between which are placed cylindrical hinges 4 and 5 with corresponding rods 6 and 7 for connection with pump rods. The end surfaces of the cylindrical hinges 4 and 5, located opposite each other around the perimeter, are made in the form of radial teeths 8 and 9 with one-sided direction. In the housing of the coupling 1 between the stopper 2 and the cylindrical hinge 4 on the rod 6, Belleville springs 10 are placed. The rod 4 is made stepwise with a shoulder 11 limiting the excessive compression of the spring 10 by the tensile force in the connecting device from the weight of the lower part of the rod string.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Соединительное устройство для колонны штанг устанавливают в подвеске штанг в местах наиболее вероятного отворота муфтового соединения (на участке наибольшего изменения профиля кривизны скважины) и над насосом.The connecting device for the rod string is installed in the rod suspension in the places of the most probable flange of the coupling connection (at the site of the greatest change in the profile of the well curvature) and above the pump.
Во время работы глубинного насоса при перемещении головки балансира станка качалки и подвески штанг вниз за счет разгрузки штанг на наклонном участке скважины и усилия тарельчатой пружины 10 происходит опережающее движение верхней части подвески относительно участка колонны ниже соединительного устройства. При этом цилиндрический шарнир 4 перемещается вниз, и зубья 8 входят в зацепление с зубьями 9 цилиндрического шарнира 5. Происходит объединение двух участков колонны штанг выше и ниже соединительного устройства и совместное вращение их при работе штанговращателя. В начале движения головки балансира станка качалки и связанного с ним верхнего участка подвески вверх, ступенчатый шток 6 цилиндрического шарнира 4 также перемещается вверх. При этом зубья 8 выходят из зацепления с зубьями 9 и тарельчатые пружины 10 сжимаются, принимая часть веса колонны штанг, расположенной ниже соединительного устройства. При этом дальнейшее сжатие их ограничивается буртиком 11 ступенчатого штока 6. В момент отцепления зубьев 8, 9 цилиндрических шарниров 4, 5 соединительное устройство еще не испытывает полного During operation of the submersible pump, when the head of the balancer of the rocking machine and the rod suspension is moved down due to the unloading of the rod on the inclined section of the well and the force of the Belleville spring 10, the advance of the upper part of the suspension relative to the column section below the connecting device occurs. In this case, the cylindrical hinge 4 moves downward, and the teeth 8 engage with the teeth 9 of the cylindrical hinge 5. There is a union of two sections of the rod string above and below the connecting device and their joint rotation during the operation of the rod rotator. At the beginning of the movement of the head of the balancer of the rocking machine and the upper section of the suspension connected with it up, the stepped rod 6 of the cylindrical hinge 4 also moves up. In this case, the teeth 8 disengage from the teeth 9 and the Belleville springs 10 are compressed, taking part of the weight of the rod string located below the connecting device. Moreover, their further compression is limited by the shoulder 11 of the stepped rod 6. At the moment of detachment of the teeth 8, 9 of the cylindrical joints 4, 5, the connecting device does not yet experience complete
веса нижней части колоны штанг и при этом, при наличии напряжения упругих сил с отрицательным моментом откручивания, происходит свободное вращение цилиндрического шарнира 5 в муфте 1 и с ним подвески штанг ниже соединительного устройства.the weight of the lower part of the column of rods and in this case, in the presence of a tension of elastic forces with a negative torque, there is a free rotation of the cylindrical hinge 5 in the coupling 1 and with it the suspension of the rods below the connecting device.
Таким образом, при каждом ходе колонны штанг вниз соединительное устройство принудительно вращает нижнюю часть подвески штанг, а также плунжер в цилиндре насоса и тем самьм предотвращает отвороты в резьбовых соединениях штанговых муфт и односторонний износ в плунжерной и клапанной паре.Thus, at each stroke of the rod string down, the connecting device forcibly rotates the lower part of the rod suspension, as well as the plunger in the pump cylinder and thereby prevents the flaps in the threaded joints of the rod couplings and one-way wear in the plunger and valve pair.
Кроме этого, соединительное устройство за счет наличия тарельчатых пружин дополнительно выполняет демпфирующую функцию, что снижает динамические нагрузки в колонне насосных штанг, способствующие отворотам штанг в муфтовых соединениях при эксплуатации наклонных скважин.In addition, the connecting device due to the presence of Belleville springs additionally performs a damping function, which reduces the dynamic loads in the string of pump rods, contributing to the flaps of the rods in the coupling joints when operating deviated wells.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129042/22U RU69910U1 (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129042/22U RU69910U1 (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU69910U1 true RU69910U1 (en) | 2008-01-10 |
Family
ID=39020569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007129042/22U RU69910U1 (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU69910U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106869847A (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-20 | 贵州高峰石油机械股份有限公司 | A kind of underground right-hand thread drilling tool Refloatation method and the back-off joint for being used |
-
2007
- 2007-07-27 RU RU2007129042/22U patent/RU69910U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106869847A (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-20 | 贵州高峰石油机械股份有限公司 | A kind of underground right-hand thread drilling tool Refloatation method and the back-off joint for being used |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2754645C (en) | Sucker rod centralizer | |
| RU69910U1 (en) | CONNECTING DEVICE FOR PUMP BAR COLUMN | |
| CN107091060B (en) | Multi-stage water power pressurizer based on mechanical device | |
| US7647963B2 (en) | Interconnect rod for sucker rod string | |
| WO2018132915A1 (en) | Sucker rod centralizer | |
| CN201794552U (en) | Large-diameter fracturing packer | |
| CN201554633U (en) | Falling object protective oil pump capable of performing annulus logging | |
| RU2241853C1 (en) | Deep-well sucker-rod pump self-adjusting controllable suction valve | |
| RU2622560C1 (en) | Swivel adapter for pumping stands | |
| CN209875076U (en) | Anti-drop and anti-eccentric wear device for sucker rod | |
| RU2310733C2 (en) | Sucker rod string | |
| RU2534268C2 (en) | Unit for alignment of pump sucker rods | |
| WO2010104412A1 (en) | Oil well plunger pumping | |
| NO20180149A1 (en) | Apparatus for transferring a reciprocating movement from a machinery arranged at a surface to a device located downhole in a subterranean well, and method of producing well fluids | |
| CN202900073U (en) | High-inclination well hollow sucker rod self-righting device | |
| CN202745799U (en) | Large-diameter self-locking packer | |
| CN105570118A (en) | Tube pump standing valve | |
| RU2258837C2 (en) | Method of and device to provide operation of suction valve of deep-well sucker-rod pump | |
| RU2312968C1 (en) | Articulated sucker rod connection | |
| RU190751U1 (en) | DEVICE FOR DISCHARGING OF PIPES IN THE WELL | |
| RU2124109C1 (en) | Rod string | |
| AU2013273635A1 (en) | Polished rod protector and alignment sleeve | |
| CN109386248A (en) | Hydraulic jarring jam releasing tool | |
| CN201884005U (en) | Sucker rod string accelerator | |
| CN103256012A (en) | Multifunctional centralizing and oil increasing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100728 |