SU914750A1

SU914750A1 - Shock absorber of pumping rod string

Info

Publication number: SU914750A1
Application number: SU802907306A
Authority: SU
Inventors: Vladimir A Bakhvalov; Lev I Lokshin; Vladimir A Opalev; Valerij V Pugachevskij
Original assignee: Perm Gni Pi Neftyanoj Promy
Priority date: 1980-04-09
Filing date: 1980-04-09
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к глубиннонасосному оборудованию,в частности к элементам штанговых колонн насосных установок, предназначенных для подъема пластовой жидкости из скважин.The invention relates to downhole equipment, in particular to the elements of the sucker rod columns of pumping units, designed to lift reservoir fluid from wells.

Известен амортизатор насосной штанговой колонны, содержащий корпус с выступами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу с выступами на наружной поверхности и взаимодействующий с вытупами тяги и корпуса комплект упругих элементов. Γΐ3.Known shock pump rod column, comprising a housing with protrusions on the inner surface, concentrically placed in it thrust with protrusions on the outer surface and interacting with the outlet thrust and the housing set of elastic elements. Γΐ3.

Недостатком устройства является то, что при выходе из строя даже одного упругого элемента появляется свободный ход тяги относительно корпуса, вызывающий появление ударных нагрузок, приводящих к поломке остальных упругих элементов й обрыву штанг.The disadvantage of this device is that when even one elastic element fails, a free stroke of thrust relative to the body appears, causing the appearance of shock loads leading to breakage of the remaining elastic elements and the breakage of the rods.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности являетсяThe closest to the invention to the technical essence is

22

амортизатор насосной штанговой колонны, включающий корпус с проточками на внутренней поверхности , концентрично размещенную в нем тягу с выступами на наружной поверхности, расположенный между ними комплект упругих элементов с упорными кольца^· ми по торцам и узел ограничения хода амортизатора, выполненный в виде подпружиненного кольца и установленный с' возможностью взаимодействия с выступами тяги и проточками корпуса [2].a shock absorber of the pumping rod column, comprising a housing with grooves on the inner surface, a thrust located on the outer surface concentrically with protrusions on the outer surface, a set of elastic elements with thrust rings between the ends and a shock-absorber limiting unit arranged in the form of a spring-loaded ring and installed with the ability to interact with the protrusions of the thrust and the grooves of the body [2].

Однако срабатывание узла ограничения хода происходит только в одном, заранее заданном положении.However, the actuation of the stroke limiter occurs only in one, predetermined position.

Так, если выполнить проточку под амортизатор на внутренней поверхности корпуса на расстоянии, обеспечивающим жесткое соединение тягд с корпусом при выходе из строя только одного упругого элемента, амортизатор обеспечит после этого жесткое соединение тяги с корпусом, хотя всеSo, if you perform a groove under the shock absorber on the inner surface of the body at a distance, providing a rigid connection of the body with the body when only one elastic element fails, the shock absorber will then provide a rigid connection of the rod to the body, although all

зs

оставшиеся целыми упругие элементы будут в бездействии. Если обеспечить срабатывание ограничителя хода После выхода из строя всех упругих Элементов в комплекте, то после Поломки одного из них остальные упругие элементы под действием ударных нагрузок, ^возникающих в резуль- _:тате свободного хода тяги относительно корпуса, выходят.из строя очень быстро. В любом случае такой амортизатор имеет ограниченный срок службы: при выходе из строя одного или части упругих элементов остальные упругие элементы или быстро выходят из строя, или выключаются из ' работы амортизатора, не вырабатывая своего номинального моторесурса.the remaining intact elastic elements will be inactive. If you provide a travel stop operation after the failure of all the elastic elements in the set, after the failure of one of them the other elastic elements under the influence of shock loads ^ occurring in the _results: Tate freewheeling traction relative to the housing, vyhodyat.iz down very quickly. In any case, such a shock absorber has a limited service life: when one or a part of the elastic elements fails, the remaining elastic elements either quickly fail or turn off from the operation of the shock absorber without producing their nominal lifespan.

Цель изобретений - увеличение срока службы амортизатора за счет сохранения режима работы амортизатора при отказе части упругих элементов.The purpose of the invention is to increase the service life of the shock absorber by maintaining the mode of operation of the shock absorber in the event of failure of a part of the elastic elements.

Цель достигается тем, что узел ограничения хода амортизатора выполнен в виде двух пар подпружиненных фиксаторов, расположенных по обе стороны от упорных колец и жестко с ними связанных, причем одна пара подпружиненных фиксаторов имеет выступы на внутренней поверхности, ответные выступам? тяги, а другая пара фиксаторов имеет выступы на наружной поверхности, ответные проточкам корпуса.The goal is achieved by the fact that the node limiting the stroke of the shock absorber is made in the form of two pairs of spring-loaded retainers located on both sides of the stop rings and rigidly connected with them, with one pair of spring-loaded retainers having protrusions on the inner surface responding to the projections? thrust, and another pair of retainers has protrusions on the outer surface, the response to the grooves of the housing.

На чертеже изображен амортизатор насосной штанговой колонны, разрез.The drawing shows the shock absorber pump rod column, section.

Амортизатор насосной штанговой колонны содержит корпус 1, в котором концентрично размещены тяга 2 и комплект упругих элементов 3 с упорными кольцами 4 и 5, одно из которых расположено на верхнем , а другое на нижнем его торце. На тяге 2 установлен узел ограничения хода амортизатора, выполненный в виде двух пар фиксаторов. Одна пара фиксаторов 6 и 7 жестко связана с помощью втулок 8 и 9 соответственно с нижним упорным кольцом 5, а другая пара фиксато· ров 10 и I1 жестко связана с помощью втулок 12 и 13 соответственно с верхним упорным кольцом 4. Фиксаторы 6 и 10 имеют выступы 14 на наружной поверхности, ответные выступам 15 корпуса, а фиксаторы 7 и 11 имеют выступы 16 на внутренней поверхности’, ответные выступам 17 тя914750 4The shock absorber of the sucker rod column includes a housing 1, in which the thrust 2 and the set of elastic elements 3 with stop rings 4 and 5 are concentrically placed, one of which is located on the upper and the other on its lower end. On the mount 2 installed node limiting the stroke of the shock absorber, made in the form of two pairs of latches. One pair of clamps 6 and 7 is rigidly connected with sleeves 8 and 9, respectively, with the lower thrust ring 5, and the other pair of fixers 10 and I1 are rigidly connected with sleeves 12 and 13, respectively, with the upper thrust ring 4. Clamps 6 and 10 have the protrusions 14 on the outer surface, the response to the projections 15 of the housing, and the latches 7 and 11 have protrusions 16 on the inner surface ', the response to the protrusions 17 and 914750 4

ги, и установлены с возможностью их взаимодействия. ·gi, and installed with the possibility of their interaction. ·

Фиксаторы 6,7, 10 и 11 имеют пружины' 18-2I,Clamps 6,7, 10 and 11 have springs' 18-2I,

Корпус 1 с внутренней стороны име ет заплечики 22 и 23, а на наружной поверхности втулок 9 и 13 выполнены аналогичные заплечики 24 и 25.The housing 1 on the inner side has shoulders 22 and 23, and on the outer surface of the sleeves 9 and 13 are similar to the shoulders 24 and 25.

Выступы 17 тяги и выступы 15 10 корпуса выполнены так, что допускают под действием осевых нагрузок перемещение фиксаторов 7 и 11 тяги 2 и фиксаторов 6 и 10 корпуса 1 тольКЬ в одном направлении - навстречу друг 15 ДРУгу.The protrusions 17 of the thrust and the protrusions 15 of the body are made so that, under the action of axial loads, the movement of the clips 7 and 11 of the thrust 2 and the clips 6 and 10 of the body 1 is only in one direction - towards each other 15 to a Friend.

Амортизатор с одной стороны глухим торцом корпуса I, а с другой стороны наружным концом тяги 2 соеди· няется с колонной насосных штанг, являясь ее составным элементом. ’On one side, a shock absorber with a blind end of hull I, and on the other side, with the outer end of the thrust 2, is connected to the column of pump rods, being its component. ’

Амортизатор насосной штанговой колонны работает следующим образом.The shock absorber pump rod column works as follows.

Поскольку колонна насосных штанг ₂₅ (в некоторых участках ее длины)Since the column of pump rods ₂₅ (in some parts of its length)

может подвергаться растягивающим осевым нагрузкам или же сжимающим, конструкция данного амортизатора предусматривает поглощение как тех, так и других осевых нагрузок.may be subjected to tensile axial loads or compressive, the design of this shock absorber provides for the absorption of both those and other axial loads.

При растяжении штанговой колонны тяга 2 стремится выйти из корпуса 1. При этом фиксатор 11 через втулку 13 и упорное кольцо 4, гася нагрузку, сжимает комплект упругих элементов 3, передавая усилие на корпус 1 через втулку 8 и фиксатор 6. До тех пор,.пока упругие элементы 3 целы, величина хода тяги 2 относительно корпуса 1 при растяжении 40When the rod column is stretched, the thrust 2 tends to exit the body 1. In this case, the retainer 11 through the sleeve 13 and the stop ring 4, quenching the load, compresses the set of elastic elements 3, transmitting the force to the body 1 through the sleeve 8 and the retainer 6. So far. while the elastic elements 3 are intact, the stroke of the thrust 2 relative to the body 1 when stretched 40

штанговой колонны не превышает величины Н, т.е. заплечик 25 не коснется торца фиксатора 10, а торец фиксатора 7 не коснется заплечика 23. Если при растяжении штанговой колонны происходит поломка упругого элемента 3 (одного или сразу нескольких) , ход тяги 2 относительно корпуса 1 превышает величину Н. В результате заплечик 25 втулки 13 при⁵⁰ ходит в соприкосновение с торцом фик; сатора 10, а торец фиксатора 7 с заплечиком 23, перемещая по сводим выступам фиксатор 10 корпуса и фиксатор '7 тяги навстречу друг дру⁵⁵ гу на величину хода вышедших из строя упругих элементов, исключая тем самым образование свободного хода тяги 2 относительно кор914750rod column does not exceed the value of H, i.e. the shoulder 25 does not touch the end of the retainer 10, and the end of the retainer 7 does not touch the shoulder 23. If an elastic element 3 (one or several) breaks during tension of the rod column, the stroke of the thrust 2 relative to the body 1 exceeds the value N. As a result, the shoulder 25 of the sleeve 13 at ⁵⁰ walks in contact with the butt fic; 10, and the end of the retainer 7 with the shoulder 23, moving the retainer 10 of the body and the retainer '7 thrust towards each other ⁵⁵ gu by the lugs to the protrusion of the failed elastic elements, thereby eliminating the formation of free running thrust 2 relative to kor914750

пуса 1, что могло бы привести к образованию ударных нагрузок, влекущих за собой преждевременный выход из строй оставшихся упругих элементов. 5pus 1, which could lead to the formation of shock loads, leading to a premature failure of the remaining elastic elements. five

При сжатии штанговой колонны тяга 2 стремится переместиться далее внутрь корпуса· 1 , При этом фиксатор 7 через втулку 9 и упорное кольцо 5, гася нагрузку, сжимает комп- »0 лект упругих элементов 3, передавая усилие на корпус 1 через втулку 12 и фиксатор 10. Величина хода тяги 2 относительно корпуса 1 при сжатии штанговой колонны, когда все упру- ,5 гие элементы цели, так же как и при растяжении, не превышает величины Н. ,When the rod string is compressed, the thrust 2 tends to move further into the body · 1. At that, the latch 7 through the sleeve 9 and the stop ring 5, quenching the load, compresses the comp-0 0 of the elastic elements 3, transmitting the force to the body 1 through the sleeve 12 and the latch 10 . The magnitude of the stroke of the thrust 2 relative to the body 1 during compression of the rod column, when all the elastic, 5 gie elements of the target, as well as under tension, do not exceed the magnitude of N.,

В случае, если при сжатии штанговой колонны происходит поломка одного или нескольких упругих элементов 3, 20 ход тяги 2 относительно корпуса 1 превышает величину Н. Тогда заплечик 24 втулки 9 придет в соприкосновение с торцом фиксатора 6, а торец фиксатора 1I - с заплечиком 22, 25If during compression of a rod column, one or several elastic elements 3 fail, the thrust stroke 2 relative to the body 1 exceeds the value N. Then the shoulder 24 of the sleeve 9 will come in contact with the end face of the retainer 6, and the end face of the retainer 1I - with the shoulder 22, 25

перемещая по своим выступам фиксатор 6 корпуса и фиксатор I1 тяги навстречу друг другу на величину хода вышедших из строя упругих элементов, исключая в таких случаях и при ежа- ₃₀тии штанговой колонны образование свободного хода тяги 2 относительно корпуса 1, ведущих к ударным нагрузкам и быстрому выходу из строя остальных упругих элементов.moving the body in its locking projections 6 and retainer I1 thrust towards each other at the stroke of failed elastic elements, except in such cases and under ezha- ₃₀ TII rod string freewheel rod 2 with respect to the formation of the body 1, leading to shock loads and rapid failure of the remaining elastic elements.

По мере выхода из строя упругих элементов 3 расстояние между фиксаторами корпуса и фиксаторами тяги, а, следовательно, и расстояние между упорными кольцами уменьшается .As the elastic elements 3 fail, the distance between the body clamps and the thrust clamps, and, consequently, the distance between the stop rings decreases.

4и4i

После выхода из строя последнего упругого элемента обеспечивается жесткое соединение тяги относительно корпуса и амортизатор начинает работать как жесткий элемент штанговой ₄₅колонны.After the failure of the last elastic element, a rigid connection of the thrust relative to the body is ensured and the shock absorber begins to work as a rigid element of the _45- column string.

Таким образом, при выходе из строя части упругих элементов в амортизаторе исключается свободный ход тяги относительно корпуса, благодаря чему оставшаяся часть целых упругих элементов продолжает работать в номинальном режиме·без ударных нагрузок, и каждый упругий элемент до конца вырабатывает свой ресурс, увеличивая срок службы амортизатора в целом.Thus, in the event of failure of a part of elastic elements in the shock absorber, the free motion of the thrust relative to the body is eliminated, so that the remaining part of the whole elastic elements continues to operate in the nominal mode without impact loads, and each elastic element fully develops its life, increasing the service life of the shock absorber generally.

Технико-экономическая эффективность заключается в уменьшении мате-’ риальных затрат, связанных с добычей нефти, за счет увеличения срока службы амортизатора насосной штанговой колонны.Technical and economic efficiency is to reduce the material costs associated with oil production by increasing the service life of the sucker rod pump column.

Claims

Claim

A shock absorber for a pumping rod column, including a housing with grooves on the inner surface, concentrically placed thrust in it with protrusions on the outer surface, a set of "elastic elements with stop rings on the ends and a shock absorber stroke limiting unit installed between them, and grooves of the case, characterized in that, in order to increase its service life by maintaining the mode of operation when part of the elastic elements fail, the node limiting the stroke of the shock absorber in filled in the form of two pairs of spring-loaded latches located on both sides of the stop rings and rigidly connected with them, moreover, one pair of spring-loaded latches has protrusions on the inner surface, counter thrust projections, and the other pair of latches has protrusions on the outer surface, which respond to the grooves of the case .