RU91118U1 - HOLLOW PUMP BAR - Google Patents
HOLLOW PUMP BAR Download PDFInfo
- Publication number
- RU91118U1 RU91118U1 RU2007144461/22K RU2007144461K RU91118U1 RU 91118 U1 RU91118 U1 RU 91118U1 RU 2007144461/22 K RU2007144461/22 K RU 2007144461/22K RU 2007144461 K RU2007144461 K RU 2007144461K RU 91118 U1 RU91118 U1 RU 91118U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- outer diameter
- coupling
- sectional area
- pump
- Prior art date
Links
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
1. Полая насосная штанга, выполненная с возможностью соединения по оси с соединительным элементом, имеющая на концах резьбу, выполненную с возможностью сцепления с резьбой соединительного элемента, отличающаяся тем, что штанга имеет внутренний диаметр D1, выполненный по всей длине штанги, наружный диаметр D2, выполненный в средней части штанги, и наружный диаметр D3, выполненный на концах штанги длиной L1, причем D3 больше D2, при этом на обоих концах штанги выполнена наружная коническая резьба длиной L2, причем L2 всегда меньше L1, а соединительный элемент выполнен в виде муфты и имеет внутреннюю коническую резьбу и наружный диаметр d, соотношение которого с внутренним диаметром штанги D1 находится в диапазоне от 2,0 до 3,0, при этом минимальная площадь сечения штанги Smin рассчитывается за пределами участков штанги длиной L1 по формуле: ! . ! 2. Штанга по п.1, отличающаяся тем, что внутренний диаметр штанги D1 выполнен размером 19,0 мм, а наружный диаметр муфты d выполнен размером 42,2 мм, при этом площадь сечения штанги Smin составляет 289,0 мм2. ! 3. Штанга по п.1, отличающаяся тем, что внутренний диаметр штанги D1 выполнен размером 22,0 мм, а наружный диаметр муфты d выполнен размером 52,2 мм, при этом площадь сечения штанги Smin составляет 637,0 мм2. ! 4. Штанга по п.1, отличающаяся тем, что внутренний диаметр штанги D1 выполнен размером 23,0 мм, а наружный диаметр муфты d выполнен размером 48,3 мм, при этом площадь сечения штанги Smin составляет 389,0 мм2. ! 5. Штанга по п.1, отличающаяся тем, что внутренний диаметр штанги D1 выполнен размером 25,0 мм, а наружный диаметр муфты d выполнен размером 52,2 мм, при этом площадь сечения штанги Smin составляет 490,0 мм2. ! 6. Штанга по п.1, отлича1. The hollow pump rod made with the possibility of connection along the axis with the connecting element, having at the ends of the thread made with the possibility of engagement with the thread of the connecting element, characterized in that the rod has an inner diameter D1 made along the entire length of the rod, the outer diameter D2, made in the middle part of the rod, and the outer diameter D3, made at the ends of the rod with a length L1, and D3 is greater than D2, while at the both ends of the rod an external conical thread is made with a length of L2, moreover, L2 is always smaller than L1, and the connecting the element is made in the form of a coupling and has an internal conical thread and an outer diameter d, the ratio of which with the inner diameter of the rod D1 is in the range from 2.0 to 3.0, while the minimum cross-sectional area of the rod Smin is calculated outside the rod sections of length L1 according to the formula :! . ! 2. The rod according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the rod D1 is 19.0 mm and the outer diameter of the coupling d is 42.2 mm, while the cross-sectional area of the rod Smin is 289.0 mm2. ! 3. The rod according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the rod D1 is 22.0 mm and the outer diameter of the coupling d is 52.2 mm, while the cross-sectional area of the rod Smin is 637.0 mm2. ! 4. The rod according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the rod D1 is made in the size of 23.0 mm, and the outer diameter of the coupling d is made in the size of 48.3 mm, while the cross-sectional area of the rod Smin is 389.0 mm2. ! 5. The rod according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the rod D1 is made in the size of 25.0 mm, and the outer diameter of the coupling d is made in the size of 52.2 mm, while the cross-sectional area of the rod Smin is 490.0 mm2. ! 6. The bar according to claim 1, excellent
Description
Полезная модель относится к области нефтепромыслового машиностроения и предназначена для использования в штанговых глубинно-насосных установках для добычи нефти.The utility model relates to the field of oilfield engineering and is intended for use in sucker rod pumping units for oil production.
Из уровня техники известны насосные штанги, которые свинчивают в штанговую колонну, передающую возвратно-поступательное или вращательное движение от точки подвеса штанги поверхностного привода к плунжеру глубинного насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения, на концах которого имеются участки с резьбой для присоединения соединительных элементов. Штанги соединяются между собой муфтами в штанговую колонну. Например, ГОСТ 13877-80 предусматривает изготовление штанг номинальной длиной 8000 мм. для подбора необходимой длины подвески колонны изготовляются укороченные штанги длиной 1000, 1200, 1500, 2000 и 3000 мм. Для соединения штанг одинаковых размеров выпускают соединительные муфты, а штанг разных размеров - переводные муфты. Штанги поставляют с навинченными на один конец муфтами. Открытая резьба штанги и муфты защищается колпачками или пробками.BACKGROUND OF THE INVENTION Pump rods are known in the art that are screwed into a rod string transmitting a reciprocating or rotational movement from a suspension point of a surface drive rod to a plunger of a downhole pump. The rod is a rod of circular cross section, at the ends of which there are sections with a thread for attaching the connecting elements. The rods are interconnected by couplings in a rod column. For example, GOST 13877-80 provides for the manufacture of rods with a nominal length of 8000 mm. To select the required column suspension length, shortened rods of 1000, 1200, 1500, 2000 and 3000 mm length are manufactured. To connect rods of the same size, couplings are produced, and rods of different sizes are transferable couplings. The rods are delivered with couplings screwed onto one end. The open thread of the rod and coupling is protected by caps or plugs.
Известна насосная штанга (RU 2169250 С1, 20.06.2001), обеспечивающая передачу возвратно-поступательного движения от привода к штанговому насосу, содержащая стержень из композиционного полимерного материала, например стеклопластика, установленные с двух сторон на концах указанного стержня металлические головки, имеющие соединительную часть с резьбовым элементом и установочную часть с внутренней полостью, включающей кольцевые цилиндрические зоны и кольцевые конические зоны, причем диаметры кольцевых цилиндрических зон и наименьшие диаметры кольцевых конических зон больше наружного диаметра стержня, и имеющей упорную поверхность в плоскости, перпендикулярной оси головки, для фиксации на ней концевой части стержня, а также адгезив, заполняющий пространство между поверхностью внутренней полости установочной части головки и наружной поверхностью стержня с образованием адгезионного соединения и конических клиньев, обеспечивающих крепление головок к стержню. Недостатком является использование полимерного материала, что значительно снижает прочность штанги и может привести к образованию микротрещин на ее поверхности.A known sucker rod (RU 2169250 C1, 06/20/2001), providing the transfer of reciprocating motion from the drive to the sucker rod pump, comprising a rod made of composite polymer material, such as fiberglass, metal heads installed on both sides of the ends of the rod having a connecting part with a threaded element and an installation part with an internal cavity including annular cylindrical zones and annular conical zones, the diameters of the annular cylindrical zones and the smallest diameters The end conical zones are larger than the outer diameter of the rod, and having a thrust surface in a plane perpendicular to the axis of the head for fixing the end part of the rod on it, as well as adhesive filling the space between the surface of the inner cavity of the mounting part of the head and the outer surface of the rod with the formation of an adhesive joint and conical wedges that secure the heads to the rod. The disadvantage is the use of a polymer material, which significantly reduces the strength of the rod and can lead to the formation of microcracks on its surface.
Известны металлические конструкции штанг насосных с муфтами, выполненных в виде стержня круглого сечения, которые изготавливаются в соответствии с ГОСТ Р51161-2002. Основное назначение этих штанг - передача возвратно-поступательного движения от привода станка-качалки, расположенного на устье нефтяной скважины, к плунжеру глубинного штангового насоса, находящегося в скважине. Основными параметрами известных конструкций штанг являются:Known metal construction of sucker rods with couplings made in the form of a rod of circular cross section, which are made in accordance with GOST R51161-2002. The main purpose of these rods is to transfer the reciprocating motion from the drive of the rocking machine located at the mouth of the oil well to the plunger of the deep-well pump located in the well. The main parameters of the known rod designs are:
1. Наружный диаметр муфты (d), который определяет необходимый внутренний диаметр насосных труб, внутри которых происходит возвратно-поступательное движение штанг с муфтами. Обычно наружный диаметр муфт выбирают таким, чтобы колонна штанг с муфтами могла свободно перемещаться в колонне насосных труб - НКТ 73, например, с диаметром канала 62 мм или в НКТ 89 диаметр канала 76 мм.1. The outer diameter of the coupling (d), which determines the necessary internal diameter of the pump pipes, inside which the reciprocating movement of the rods with the couplings. Typically, the outer diameter of the couplings is chosen so that the rod string with the couplings can move freely in the tubing string — tubing 73, for example, with a duct diameter of 62 mm or tubing 89 with a duct diameter of 76 mm.
2. Площадь в минимальном сечении (S), которая определяет допустимые эксплуатационные нагрузки на колонну штанг. Чем больше площадь сечения, тем меньше уровень внутренних напряжений и больше запас усталостной прочности конструкции.2. The area in the minimum section (S), which determines the permissible operational loads on the rod string. The larger the cross-sectional area, the lower the level of internal stresses and the greater the margin of fatigue strength of the structure.
Недостатком известных конструкций штанг является отсутствие у них внутреннего продольного канала, который в ряде случаев необходим для обеспечения технологических процессов, применяемых при добыче нефти, например обеспечение подъема или закачки жидкости от глубинного насоса к устью скважины по колонне труб и обратно, а также отбора жидкости с двух пластов одновременно и др.A disadvantage of the known rod designs is their lack of an internal longitudinal channel, which in some cases is necessary to ensure the technological processes used in oil production, for example, to provide lifting or pumping fluid from the deep pump to the wellhead along the pipe string and vice versa, as well as fluid withdrawal two layers at the same time, etc.
Известны варианты конструкций штанг насосных полых с приваренными головками и муфтами и с внутренним продольным каналом, которые изготавливаются также в соответствии с ГОСТ Р51161-2002. Конструкции полых штанг, изготовленных в соответствии с ГОСТ Р51161-2002, позволяют передавать возвратно-поступательное движение от привода станка-качалки к плунжеру погружного насоса. При сравнении полых штанг со штангами, выполненными в виде стержня круглого сечения, (ГОСТ Р51161-2002), видно, что штанги имеют одинаковые наружные габариты муфт (d), но меньшую величину площади в минимальном сечении (S), что обуславливает их меньшую надежность при эксплуатации, при этом штанги по ГОСТ Р51161-2002 имеют внутренний продольный канал диаметром от 8,5 до 11,0 мм. Наличие продольного канала позволяет реализовать новую возможность, а именно закачивать по продольному каналу с устья скважины на плунжер глубинного насоса различные реагенты, улучшающие свойства откачиваемой жидкости. Однако из-за ограничения размеров диаметров продольного канала (от 8,5 мм до 11,0 мм) по этому каналу невозможно откачивать жидкость из продуктивного пласта до устья скважины, поскольку в этом случае гидравлические потери составят от 350 до 110 атмосфер, что может привести к зависанию плунжера глубинного насоса в верхнем положении, а также к существенному превышению давления, достигнутого при опрессовке, что является недостатком аналогов. Еще одним недостатком аналогов является наличие сварного шва в конструкции штанг. Известно, что сварные конструкции имеют низкую усталостную прочность и их использование при изготовлении погружного оборудования нежелательно. Еще одним недостатком аналога являются цилиндрические резьбы, которые не обеспечивают герметичность резьбового соединения при повышенном давлении в канале полых труб.Known design options for sucker rods with welded heads and couplings and with an internal longitudinal channel, which are also made in accordance with GOST R51161-2002. The design of hollow rods made in accordance with GOST R51161-2002 allows the reciprocating movement from the drive of the rocking machine to the plunger of the submersible pump. When comparing hollow rods with rods made in the form of a rod of circular cross section (GOST R51161-2002), it can be seen that the rods have the same outer dimensions of the couplings (d), but have a smaller area in the minimum section (S), which leads to their lower reliability during operation, while the rods according to GOST R51161-2002 have an internal longitudinal channel with a diameter of 8.5 to 11.0 mm. The presence of a longitudinal channel makes it possible to realize a new opportunity, namely, to pump through the longitudinal channel from the wellhead to the plunger of the deep pump various reagents that improve the properties of the pumped liquid. However, due to the limited size of the diameters of the longitudinal channel (from 8.5 mm to 11.0 mm), it is impossible to pump fluid from the reservoir to the wellhead through this channel, since in this case hydraulic losses will be from 350 to 110 atmospheres, which can lead to to the hanging of the plunger of the deep pump in the upper position, as well as to a significant excess of the pressure achieved during crimping, which is a drawback of analogues. Another disadvantage of analogues is the presence of a weld in the design of the rods. It is known that welded structures have low fatigue strength and their use in the manufacture of submersible equipment is undesirable. Another disadvantage of the analogue are cylindrical threads, which do not ensure the tightness of the threaded connection at high pressure in the channel of hollow pipes.
Существенные недостатки аналога - штанги насосной полой с приваренными головками и муфтами по ГОСТ Р51161-2002 - это малая площадь минимального сечения, негерметичность резьбовых соединений, а также невозможность по их продольному каналу откачивать жидкость из скважины из-за его малых размеров.Significant disadvantages of the analogue - pump hollow rods with welded heads and couplings in accordance with GOST R51161-2002 - are the small area of the minimum cross-section, leakage of threaded joints, as well as the inability to pump fluid from the well through their longitudinal channel due to its small size.
Известна «Удлиненная сборка колонны для передачи движения» (RU 2003129631/06 А, 2003.09.26), содержащая полые насосные штанги и соединительные элементы, соединенные друг с другом по оси между приводом устья нефтяной скважины, и глубинным роторным насосом, расположенным в скважине, причем каждая полая насосная штанга имеет конец с внутренней резьбой, выполненной с возможностью сцепления с наружной резьбой соединительного элемента, при этом свободный конец каждой полой насосной штанги содержит кольцевой заплечик для передачи крутящего момента. Недостатком такой конструкции является монофункциональность штанги, а именно: использование только для передачи крутящего момента при работе на скважине с роторным насосом в сборке колонны насосных труб для откачки жидкости из скважины. Наличие заплечиков увеличивает наружный диаметр штанговой колонны, что исключает ее использование в колонне насосных труб малого диаметра, а также использование в штанговой колонне для обеспечения возвратно-поступательного движения от станка-качалки, находящегося на устье скважины, к глубинному штанговому насосу. Однако конструкция насосной штанги этого технического решения по существенным признакам является наиболее близкой к решаемой задаче, поэтому это техническое решение взято за прототип заявленной полезной модели.Known "Extended Assembly of the column for the transmission of motion" (RU 2003129631/06 A, 2003.09.26), containing hollow sucker rods and connecting elements connected to each other along the axis between the drive of the mouth of the oil well, and a deep-well rotary pump located in the well, moreover, each hollow pump rod has an end with an internal thread made to engage with the external thread of the connecting element, while the free end of each hollow pump rod contains an annular shoulder for transmitting torque. The disadvantage of this design is the monofunctionality of the rod, namely: the use only for transmitting torque when working in the well with a rotary pump in the assembly of the string of pump pipes for pumping fluid from the well. The presence of shoulders increases the outer diameter of the rod string, which excludes its use in the string of pumping pipes of small diameter, as well as its use in the rod string to provide reciprocating movement from the rocking machine located at the wellhead to the deep rod pump. However, the design of the pump rod of this technical solution, according to the essential features, is the closest to the problem being solved, therefore this technical solution is taken as a prototype of the claimed utility model.
Технической задачей заявленной полезной модели является обеспечение передачи возвратно-поступательного движения от станка-качалки, находящегося на устье скважины, к глубинному штанговому насосу для подъема жидкости от глубинного штангового насоса к устью скважины и закачки жидкости с устья скважины на плунжер глубинного штангового насоса посредством использования колонны насосных труб малого диаметра.The technical task of the claimed utility model is to provide reciprocating motion from the rocking machine located at the wellhead to the deep-well pump for lifting fluid from the deep-well pump to the wellhead and pumping fluid from the well-head to the plunger of the deep-well pump by using a column small diameter pumping pipes.
Технический результат достигается за счет известной полой насосной штанги, выполненной с возможностью соединения по оси с соединительным элементом, имеющей на концах резьбу, выполненную с возможностью сцепления с резьбой соединительного элемента, согласно полезной модели штанга имеет внутренний диаметр D1, наружный диаметр D2 и участки длины штанги L1, расположенные на ее концах, которые выполнены диаметром D3, большим, чем D2, при этом на обоих концах штанги выполнена наружная коническая резьба длиной L2, причем L2 всегда меньше L1, а соединительный элемент выполнен в виде муфты и имеет внутреннюю коническая резьбу и наружный диаметр а, соотношение которого с внутренним диаметром штанги D1 находится в диапазоне от 2,0 до 3,0, при этом минимальная площадь сечения штанги Smin рассчитывается за пределами участков L1 по формуле:The technical result is achieved due to the well-known hollow pump rod, made with the possibility of connecting along the axis with a connecting element having a thread at the ends, made to engage with the thread of the connecting element, according to a useful model, the rod has an inner diameter D1, an outer diameter D2 and sections of the length of the rod L1 located at its ends, which are made with a diameter D3 larger than D2, while at the both ends of the rod an external conical thread is made with a length of L2, and L2 is always smaller than L1, and connect ny member is a sleeve and has an internal conical thread and an outer diameter a, which is the ratio of internal diameter D1 rod is in the range from 2.0 to 3.0, the minimum area S min is calculated boom section outside areas L1 formula :
, ,
а варианты исполнения штанги выбираются в соответствии с таблицей 1.and rod options are selected in accordance with table 1.
Дополнительно на концах штанги выполнен участок квадратного сечения длиной L3 для захвата под ключ.Additionally, at the ends of the rod, a square section of length L3 is made for a turnkey grip.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:The essence of the utility model is illustrated by drawings:
На фиг.1 изображен общий вид полой насосной штанги.Figure 1 shows a General view of a hollow pump rod.
На фиг.2 изображена схема закачки жидкости с устья скважины на плунжер глубинного штангового насоса.Figure 2 shows a diagram of the injection of fluid from the wellhead to the plunger of a deep-well pump.
На фиг.3 изображена схема подъема жидкости от глубинного штангового насоса к устью скважины.Figure 3 shows a diagram of the rise of fluid from a deep-well pump to the wellhead.
На фиг.4 представлен график потери давления в полых насосных штангах с различными диаметрами продольного канала в сравнении с аналогами.Figure 4 presents a graph of pressure loss in hollow sucker rods with different diameters of the longitudinal channel in comparison with analogues.
На фиг.5 изображен общий вид полой насосной штанги с участками квадратного сечения для захвата под ключ.Figure 5 shows a General view of a hollow pump rod with square sections for a turnkey capture.
Заявленная полая насосная штанга содержит штангу 1 и соединительный элемент 2 (фиг.1) и, являясь элементом штанговой колонны 3 (фиг.2, 3), используется в составе штанговой глубинно-насосной установки 4 (фиг.2, 3). Штанга 1 и соединительный элемент 2 расположены соосно и ориентированны по оси прямого цилиндра.The claimed hollow pump rod contains a rod 1 and a connecting element 2 (figure 1) and, being an element of the rod string 3 (figure 2, 3), is used as part of the rod deep pump unit 4 (figure 2, 3). The rod 1 and the connecting element 2 are coaxial and oriented along the axis of the straight cylinder.
Штанга 1 (фиг.1) имеет внутренний диаметр D1, наружный диаметр D2 и участки длины штанги L1, расположенные на ее концах, которые выполнены наружным диаметром D3, при этом D3 выполнен больше, чем D2.The rod 1 (figure 1) has an inner diameter D1, an outer diameter D2 and length sections of the rod L1 located at its ends, which are made with an outer diameter D3, while D3 is made larger than D2.
На обоих концах штанги выполнена наружная коническая резьба длиной L2, причем L2 всегда меньше L1 (фиг.1), при этом площадь сечения штанги Smin рассчитывается за пределами участков L1. Дополнительно, как вариант, на концах штанги может быть выполнен участок квадратного сечения длиной L3 для захвата под ключ (фиг.5).At both ends of the rod, an external conical thread with a length of L2 is made, and L2 is always smaller than L1 (Fig. 1), while the cross-sectional area of the rod S min is calculated outside the sections L1. Additionally, as an option, at the ends of the rod, a square section of length L3 can be made for a turnkey capture (Fig. 5).
Соединительный элемент выполнен в виде муфты и имеет внутреннюю коническую резьбу и наружный диаметр d, размер которого находится в зависимости от размера внутреннего диаметра штанги D1 с величиной разности диаметров находящейся в диапазоне от 2,0 до 2,4. Муфта выполнена с возможностью сборки полых насосных штанг в штанговую колонну 3 (фиг.2, 3).The connecting element is made in the form of a coupling and has an internal conical thread and an outer diameter d, the size of which depends on the size of the inner diameter of the rod D1 with a diameter difference in the range from 2.0 to 2.4. The coupling is made with the possibility of assembling the hollow sucker rods in the rod string 3 (Fig.2, 3).
Полая насосная штанга в сборке штанги с муфтой образует продольный канал 5 (фиг.1), при этом продольный канал 5 образует сплошной цилиндрический канал внутри колонны насосных труб малого диаметра 6 (фиг.2, 3), например, марки НКТ 73 (диаметр канала 62 мм) или марки НКТ 89 (диаметр канала 76 мм), и посредством передачи возвратно-поступательного движения от станка-качалки 7, находящегося на устье скважины, к глубинному штанговому насосу 8 обеспечивает закачивание и дозирование технологических жидкостей (фиг.2). При этом заявленная полая насосная штанга благодаря возможности увеличения внутреннего диаметра продольного канала может быть использована также для удаления из скважины технологических жидкостей и механических примесей (фиг.3). Кроме того, такая штанга может быть использована в составе штанговой колонны при добыче нефти из двух нефтяных пластов одновременно (фиг.3), что свидетельствует о ее полифункциональности и что отличает ее от прототипа.The hollow pump rod in the assembly of the rod with the sleeve forms a longitudinal channel 5 (Fig. 1), while the longitudinal channel 5 forms a continuous cylindrical channel inside the column of pump pipes of small diameter 6 (Fig. 2, 3), for example, tubing 73 (channel diameter 62 mm) or of tubing 89 (channel diameter 76 mm), and by transmitting reciprocating motion from the rocking machine 7 located at the wellhead to the deep-well sucker rod pump 8, it provides pumping and dosing of process fluids (FIG. 2). Moreover, the claimed hollow pump rod due to the possibility of increasing the internal diameter of the longitudinal channel can also be used to remove technological fluids and solids from the well (Fig. 3). In addition, such a rod can be used as part of a rod column for oil production from two oil reservoirs at the same time (figure 3), which indicates its multifunctionality and that distinguishes it from the prototype.
Использование заявленной полой насосной штанги дает возможность, регулировать в зависимости от требований заданного технологического режима работы штанговой колонны, уровни прочности штанговой колонны, при воздействии осевой растягивающей нагрузки и внутреннего давления, которые зависят от площади сечения штанги, которая рассчитывается в самом узком месте. Выбирая необходимое соотношение размерных параметров, рассчитываем минимальную площадь сечения штанги по формуле:The use of the claimed hollow pump rod makes it possible to adjust, depending on the requirements of a given technological mode of operation of the rod string, the strength levels of the rod string when subjected to axial tensile load and internal pressure, which depend on the cross-sectional area of the rod, which is calculated in the narrowest place. Choosing the necessary ratio of dimensional parameters, we calculate the minimum cross-sectional area of the rod according to the formula:
. .
Полученные данные отражены в таблице 2:The data obtained are shown in table 2:
- при внутреннем диаметре штанги D1 размером 19,0 мм; а наружном диаметре муфты d размером 42,2 мм, площадь сечения штанги Smin составляет 289,0 мм2;- with the inner diameter of the rod D1 measuring 19.0 mm; and the outer diameter of the coupling d of 42.2 mm in size, the cross-sectional area of the rod S min is 289.0 mm 2 ;
- при внутреннем диаметре штанги D1 размером 22,0 мм; а наружном диаметре муфты d размером 52,2 мм, площадь сечения штанги Smin составляет 637,0 мм2.- with the inner diameter of the rod D1 size 22.0 mm; and the outer diameter of the coupling d of size 52.2 mm, the cross-sectional area of the rod S min is 637.0 mm 2 .
- при внутреннем диаметре штанги D1 размером 23,0 мм; а наружном диаметре муфты d размером 48,3 мм, площадь сечения штанги Smin составляет 389,0 мм2.- with the inner diameter of the rod D1 measuring 23.0 mm; and the outer diameter of the coupling d of size 48.3 mm, the cross-sectional area of the rod S min is 389.0 mm 2 .
- при внутреннем диаметре штанги D1 размером 25,0 мм; а наружном диаметре муфты d размером 52,2 мм, площадь сечения штанги Smin составляет 490,0 мм.- with the inner diameter of the rod D1 measuring 25.0 mm; and the outer diameter of the coupling d is 52.2 mm, the cross-sectional area of the rod S min is 490.0 mm.
Проведя сравнительный анализ с известными штангами делаем вывод, что размеры диаметров заявленной полой насосной штанги рассчитаны таким образом, что площадь минимального сечения штанги Smin находится в пределах размеров штанг -аналогов по ГОСТ Р51161-2002 (см. таблицу 2), причем площадь сечения полой насосной штанги Smin рассчитывается за пределами участков L1 в самом узком месте полой насосной штанги.After a comparative analysis with the known rods, we conclude that the diameters of the declared hollow sucker rods are calculated so that the minimum cross-sectional area S min is within the dimensions of the rod-analogs according to GOST R51161-2002 (see table 2), and the cross-sectional area the sucker rod S min is calculated outside the sections L1 at the narrowest point of the hollow sucker rod.
Как видно из таблицы 2 значения площади сечения заявленной штанги находятся в пределах установленных ГОСТом. Полученные результаты в сравнении с аналогом по ГОСТ Р51161 - 2002 свидетельствуют о том, что заявленная полая насосная штанга по своим характеристикам не уступает аналогам, а по функциональным возможностям прототипу.As can be seen from table 2, the values of the cross-sectional area of the claimed rod are within the limits established by GOST. The results obtained in comparison with the analogue in accordance with GOST R51161-2002 indicate that the claimed hollow pump rod in its characteristics is not inferior to analogues, but in terms of functionality of the prototype.
Полая насосная штанга работает следующим образом.Hollow sucker rod operates as follows.
С помощью муфты 2 штанга 1 (фиг.1) устанавливается в штанговую колонну 3 (фиг.2, 3), являющуюся составным элементом штанговой глубинно-насосной установки 4. Приводом станка-качалки 7 задают возвратно-поступательные движения с величиной хода и частотой, соответствующими заданному режиму работы глубинно-насосной установки. Штанговая колонна 3 осуществляет передачу движения от станка-качалки 7 к плунжеру глубинного штангового насоса 8, реализуя таким образом основную функцию штанговой глубинно-насосной установки - процесс добычи нефти, а также производя при этом откачку или закачку жидкости в скважину.Using the coupling 2, the rod 1 (Fig. 1) is installed in the rod column 3 (Figs. 2, 3), which is an integral element of the sucker rod pumping unit 4. The reciprocating machine 7 sets the reciprocating motion with the magnitude of the stroke and frequency, corresponding to the specified operating mode of the deep-well pumping unit. The rod column 3 transmits the movement from the rocking machine 7 to the plunger of the deep rod pump 8, thus realizing the main function of the rod deep pump installation - the process of oil production, as well as pumping or pumping fluid into the well.
Полые насосные штанги предназначены для передачи движения от привода станка-качалки плунжеру глубинного штангового насоса при непрерывной или периодической подаче в полость насосных труб 6 ингибиторов коррозии, ингибиторов против отложения парафина, растворителей парафина, теплоносителей, деэмульгаторов, жидкости гидрозащиты глубинного штангового насоса. Откачка нефти при этом может производиться как по продольному каналу 5 штанговой колонны 3 (фиг.2, 3), так и по кольцевому пространству между наружным диаметром штанговой колонны 3 и внутренним диаметром колонны насосных труб 6.Hollow sucker rods are designed to transmit movement from the rocking machine drive to the plunger of the deep sucker rod pump while continuously or periodically supplying 6 corrosion inhibitors, inhibitors against deposition of paraffin, paraffin solvents, coolants, demulsifiers, and hydraulic protection fluid from the sucker rod pump into the pump pipe cavity. Oil can be pumped out both along the longitudinal channel 5 of the rod string 3 (FIGS. 2, 3) and in the annular space between the outer diameter of the rod string 3 and the inner diameter of the pump pipe string 6.
Штанговая колонна работает в тяжелых условиях, на нее действуют агрессивная скважинная среда и переменные нагрузки, приводящие к накоплению усталостных явлений в штанговой колонне. Кроме этого, штанговая колонна изнашивается вследствие трения о внутренние поверхности насосных труб.The rod string operates in difficult conditions, it is affected by an aggressive downhole environment and variable loads, leading to the accumulation of fatigue phenomena in the rod string. In addition, the rod string wears out due to friction against the inner surfaces of the pump tubes.
В процессе эксплуатации штанговой колонны на полую насосную штангу действуют следующие нагрузки:During operation of the rod string, the following loads act on the hollow pump rod:
- статические - вес штанговой колонны с учетом силы плавучести и вес столба жидкости над плунжером глубинного штангового насоса высотой от динамического уровня жидкости, за вычетом объема, занимаемого штанговой колонной;- static - the weight of the rod column, taking into account the buoyancy force and the weight of the liquid column above the plunger of the deep rod pump, height from the dynamic level of the liquid, minus the volume occupied by the rod column;
- динамические - силы инерции движущихся масс штанговой колонны и жидкости, так как их движение осуществляется с ускорением, а также силы вибрации, обусловленные волновыми явлениями, возникающими в штанговой колонне при работе насоса;- dynamic - the inertia forces of the moving masses of the rod string and fluid, since their movement is accelerated, as well as the vibration forces caused by wave phenomena occurring in the rod string during pump operation;
- силы трения штанговой колонны о трубы и жидкость, возникающие при откачке высоковязких жидкостей и эмульсий, их значение может быть соизмерено с весом колонны;- frictional forces of the rod string against pipes and liquids arising from the pumping out of highly viscous fluids and emulsions, their value can be commensurate with the weight of the string;
- сжимающие напряжения, которые возникают при ходе вниз полых насосных штанг при откачке вязких жидкостей и эмульсий и которые отрицательно влияют на долговечность работы штанговой колонны.- compressive stresses that occur during the downward movement of the hollow sucker rods during the pumping out of viscous fluids and emulsions and which adversely affect the durability of the rod string.
Разрушение штанговой колонны носит усталостный характер. Для длительной работы штанговой колонны необходимо уметь правильно ее рассчитать и подобрать.The destruction of the rod column is fatigue. For long-term operation of the rod column, you must be able to correctly calculate and select it.
При работе штанговой колонны в стандартных условиях используют полые насосные штанги с малым наружным диаметром, а в жестких условиях, при которых возникают сжимающие напряжения при ходе вниз штанговой колонны при откачке вязких жидкостей и эмульсий, требующих усиления данного участка, применяют полые насосные штанги большего диаметра.When operating the rod string under standard conditions, hollow sucker rods with a small outer diameter are used, and under severe conditions that cause compressive stresses during the downward stroke of the rod string when pumping viscous fluids and emulsions that require reinforcing this section, hollow sucker rods of larger diameter are used.
На долговечность работы штанговой колонны большое влияние оказывает конструкция и технология изготовления полой насосной штанги, а также применяемые при изготовлении методы упрочнения, особенно состояние наружной поверхности тела штанги. Изготовление штанг без усиления прочности может привести к образованию микротрещин на теле штанги, которые выступают концентратами напряжений и очагами коррозии.The durability of the rod string is greatly influenced by the design and manufacturing technology of the hollow pump rod, as well as the hardening methods used in the manufacture, especially the condition of the outer surface of the rod body. The manufacture of rods without reinforcing strength can lead to the formation of microcracks on the body of the rod, which act as stress concentrates and centers of corrosion.
Заявленная полая насосная штанга может быть изготовлена, например, из стали марки 40Х ГОСТ 4543-71, при этом для повышение усталостной прочности штанги, наружная поверхность штанги имеет два наружных диаметра D2 и D3, причем D3, на участке которого выполнена резьба, всегда больше, чем D2. Также конструкцией заявленной полой насосной штанги предусмотрено наличие участков длины штанги L1 на ее концах, которые всегда больше, чем длина резьбы с участками L2.The claimed hollow pump rod can be made, for example, of steel grade 40X GOST 4543-71, while to increase the fatigue strength of the rod, the outer surface of the rod has two outer diameters D2 and D3, and D3, on the section of which the thread is made, is always larger, than D2. Also, the design of the claimed hollow pump rod provides for the presence of sections of the length of the rod L1 at its ends, which are always greater than the length of the thread with sections L2.
На графике. (фиг.4) показаны потери давления в полых насосных штангах с различными диаметрами продольного канала в сравнении, например, с аналогами, где А - потери давления в полых насосных штангах, изготовленных по ГОСТ Р51161 - 2002; Б - потери давления в полых насосных штангах заявленной полезной модели. Проведя сравнительный анализ по потерям давления внутри полых насосных штангах с различным диаметром продольного канала делаем вывод, что потери давления в заявленной полой насосной штанге значительно меньше, чем в аналогах.On the chart. (figure 4) shows the pressure loss in the hollow sucker rods with different diameters of the longitudinal channel in comparison, for example, with analogues, where A is the pressure loss in the hollow sucker rods made in accordance with GOST R51161 - 2002; B - pressure loss in the hollow sucker rods of the claimed utility model. After a comparative analysis of the pressure loss inside the hollow sucker rods with different diameters of the longitudinal channel, we conclude that the pressure loss in the claimed hollow sucker rod is much less than in analogues.
Заявленная полая насосная штанга обладает следующими достоинствами:The claimed hollow sucker rod has the following advantages:
1. Наружный диаметр муфт d практически равен, а в отдельных случаях меньше, чем у конструкций аналога и прототипа, что не накладывает ограничений по применимости заявляемой конструкции.1. The outer diameter of the couplings d is almost equal, and in some cases less than that of the structures of the analogue and prototype, which does not impose restrictions on the applicability of the claimed design.
2. Площадь в минимальном сечении Smin одинакова или даже больше, чем у аналогов, что гарантирует высокие прочностные свойства заявляемой конструкции.2. The area in the minimum cross section S min is the same or even larger than that of analogues, which guarantees high strength properties of the claimed design.
3. Диаметр внутреннего канала насосных труб от 15,5 до 35 мм обеспечивает при подъеме жидкости минимальные гидравлические потери, не превышающие рекомендуемого давления опрессовки (40 атмосфер).3. The diameter of the internal channel of the pump pipes from 15.5 to 35 mm ensures that when lifting the liquid, minimal hydraulic losses do not exceed the recommended pressure of pressure testing (40 atmospheres).
4. Отсутствие сварного соединения в заявляемой конструкции исключает риск преждевременного усталостного разрушения.4. The absence of a welded joint in the claimed design eliminates the risk of premature fatigue failure.
5. Применение в резьбовом соединении герметичных конических резьб в соответствии, гарантирует герметичность резьбовых соединений при давлениях до 200 атмосфер.5. The use of sealed tapered threads in a threaded connection in accordance with the procedure guarantees the tightness of threaded connections at pressures up to 200 atmospheres.
Заявленная полезная модель полностью решает поставленную техническую задачу. Технический результат заключается в выполнении конструкции полой насосной штанги полифункциональной с возможностью ее использования в штанговой глубинно-насосной установке в составе штанговой колонны для обеспечения возвратно-поступательного движения от привода устья скважины к глубинному штанговому насосу, с осуществлением при этом таких функций, как закачивание технологических жидкостей, удаление из скважины жидкости и механических примесей, а также откачку нефти из двух пластов одновременно, сократив при этом энергетические затраты при подземном ремонте скважин, снизив вероятность осложнения при эксплуатации и подземном ремонте скважин малого диаметра, повысив производительность штанговой глубинно-насосной установки с использованием колонны насосных труб малого диаметра.The claimed utility model fully solves the technical problem. The technical result consists in the design of a hollow pump rod multifunctional with the possibility of its use in a sucker rod pump unit as a part of a sucker rod to provide reciprocating movement from the wellhead drive to a sucker rod pump, while performing functions such as pumping process fluids removal of fluid and mechanical impurities from the well, as well as pumping oil from two layers at the same time, while reducing energy expenses during underground well repair, reducing the likelihood of complications during the operation and underground repair of small-diameter wells, increasing the productivity of a sucker-rod pump installation using a string of pumping pipes of small diameter.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144461/22U RU72023U1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | HOLLOW PUMP BAR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU91118U1 true RU91118U1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=42122498
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144461/22K RU91118U1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | HOLLOW PUMP BAR |
| RU2007144461/22U RU72023U1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | HOLLOW PUMP BAR |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144461/22U RU72023U1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | HOLLOW PUMP BAR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (2) | RU91118U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527275C1 (en) * | 2013-06-24 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК И.М. Губкина") | Rope-type sucker rod |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD845135S1 (en) | 2017-02-24 | 2019-04-09 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Bottle neck with cap |
| USD841471S1 (en) | 2017-02-24 | 2019-02-26 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Bottle |
-
2007
- 2007-11-29 RU RU2007144461/22K patent/RU91118U1/en active
- 2007-11-29 RU RU2007144461/22U patent/RU72023U1/en active IP Right Maintenance
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527275C1 (en) * | 2013-06-24 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК И.М. Губкина") | Rope-type sucker rod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU72023U1 (en) | 2008-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4257707B2 (en) | Threaded fitting | |
| CA2418920C (en) | Screw threaded joint for continuous-profile tubes | |
| CA2508270C (en) | Wear rings for downhole pump | |
| US20190360279A1 (en) | Sucker rods | |
| US9605493B2 (en) | Downhole coupling | |
| EP0203074A4 (en) | Oilwell tubing connection. | |
| RU91118U1 (en) | HOLLOW PUMP BAR | |
| WO2018132915A1 (en) | Sucker rod centralizer | |
| RU2550842C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit (versions) | |
| RU2398091C2 (en) | Hollow bucket rod | |
| RU2527275C1 (en) | Rope-type sucker rod | |
| RU2644797C1 (en) | Oil well pump | |
| WO2019133507A1 (en) | End fitting for sucker rods | |
| WO2010104412A1 (en) | Oil well plunger pumping | |
| RU65945U1 (en) | DESIGN OF PUMPS OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES | |
| CA2855128C (en) | Downhole coupling | |
| RU2533280C1 (en) | Sucker-rod pump with short plunger | |
| US20080289879A1 (en) | Connection Assembly For Drill Collars or Heavy Drill Pipes | |
| WO2019169364A1 (en) | Novel valve configuration for long wearability | |
| RU2699504C1 (en) | Method for operation of oil directional wells and wells with side shafts | |
| RU2707820C1 (en) | Connecting device of two plungers | |
| RU2271430C2 (en) | Pipe string coupling | |
| CN210948572U (en) | Blowout preventer of oil pumping pipe column | |
| CN212867445U (en) | Oil pipe telescopic compensator | |
| RU66470U1 (en) | SEALED CONNECTION OF METAL PIPES WITH A DIAMETER 219-324 MM |