Глубинно-насосная установка

 

1. ГЛУБИННОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА , включающая станок-качалку и соединенную с узлом подвески и с плунжерным насосом колонну насосных штанг с резьбовыми соединениями и с гибкими элементами , конць которых закреплены в полумуфтах , отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет снижения поперечных и продольных вибраций колонны насосных штанг, узел подвески снабжен узлом поворота и фиксации полированного штока колонны насосных штанг, плунжерный насос имеет средство фиксации от поворота плунжера, гибкие элементы штанг выполнены из упругого материала и подкручены в направлении свинчивания резьбовых соединений колонны насосных штанг. 2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полумуфты, образуют полость для расположения гибкого элемента и между их близлежащими торцами установлен упругий элемент. 3.Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся i тем, что в качестве упругого материала для гибкого элемента используют ленту из хро (Л мо-марганцево-ванадиевой стали. N3 СХ) со

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

@%я.уел»-:, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3525217/22-03 (22) 23.12.82 (46) 23.10.84. Бюл. № 39 (72) В. В. Семенов, В. А. Бахвалов и В. А. Опалев (7l ) Пермский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.276.53 (088.8) (56) 1. Дрэготеску Н. Д. Глубиннонасосная добыча нефти. М., «Недра», 1966, с. 420.

2. Авторское свидетельство СССР № 829853, кл. Е 21 В 17/00, 1979 (прототип). (54) (57) 1. ГЛУБИННОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА, включающая станок-качалку и соединенную с узлом подвески и с плунжерным насосом колонну насосных штанг с резьбовыми соединениями и с гибкими элементами, концы которых закреплены в полумуфтах, отличающаяся тем, что, с целью

„SU, l 120089 A

3(59E 21 В 17/00; Е 21 В 43/00 повышения надежности работы за счет снижения поперечных и продольных вибраций колонны насосных штанг, узел подвески снабжен узлом поворота и фиксации полированного штока колонны насосных штанг, плунжерный насос имеет средство фиксации от поворота плунжера, гибкие элементы штанг выполнены из упругого материала и подкручены в направлении свинчивания резьбовых соединений колонны насосных штанг.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полумуфты образуют полость для расположения гибкого элемента и между их близлежащими торцами установлен упругий элемент.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве упругого материала для гибкого элемента используют ленту из хромо-марганцево-ванадиевой стали.

1120089

55

Изобретение относится к добыче нефти из скважин, в частности к штанговым глубиннонасосным установкам.

Известна глубиннонасосная установка, включающая в себя станок-качалку, колонну насосных штанг, которая заканчивается на поверхности полированным штоком. Последний посредством узла подвески присоединен к головке балансира станка-качалки.

Внизу колонна насосных штанг соединена с плунжером глубинного насоса (!).

Недостатком этой установки является то, что в процессе откачки жидкости в колонне штанг возникают поперечные и продольные колебания колонны, что приводит к вибрации колонны, к изгибу и обрыву штанг и самопроизвольному их раскручиванию.

Все это снижает надежность работы глубиннонасосной установки.

Наиболее близкой к изобретению является глубиннонасосная установка, включающая станок-качалку и соединенную с узлом подвески и плунжерным насосом колонну насосных штанг с резьбовыми соединениями и с гибкими элементами, концы которых закреплены в полумуфтах (2).

В известной установке возникающие при работе колонны штанг поперечные вибрации колонны снижаются за счет выполнения соединительных звеньев между штангами в виде гибких элементов, однако известная конструкция не устраняет продольные вибрации колонны, вызванные циклическими усилиями. Кроме того, известная конструкция не исключает отворачивание штанг, возникающее в колонне под действием крутящих моментов за счет контактных знакопеременных сил трения штанг о стенки насосно-компрессорных труб. Вместе с этим при эксплуатации колонны штанг с гибкими элементами требуется установка в нижней части колонны штанги с утяжеленным гизом для исключения обрыва и изгиба гибких связей. Все это снижает надежность работы глубиннонасосной установки в целом.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет снижения поперечных и продольных вибраций колонны штанг.

Указанная цель дости гается тем, что в глубиннонасосной установке, включающей станок-качалку и соединенную с узлом подвески и с плунжерным насосом колонну насосных штанг с резьбовыми соединениями и с гибкими элементами, концы которых закреплены в полумуфтах, узел подвески снабжен узлом поворота и фиксации полированного штока колонны насосных штанг, плунжерный насос имеет средство фиксации от поворота плунжера, гибкие элементы штанг выполнены из упругого материала и подкручены в направлении свинчивания резьбовых соединений колонны насосных штанг.

Причем полумуфты могут образовывать полость для расположения гибкого элемента

25 зо

40 и между их близлежащими торцами установлен упругий элемент, В качестве упругого материала для гибкого элемента используют ленту из хромомарганцево-ванадиевой стали.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая глубиннонасосная установка; на фиг. 2 — узел на фиг. 1; на фиг. 3— вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — узел II на фиг. 1; на фиг. 5 — узел III на фиг. 1.

Глубиннонасосная установка включает станок-качалку 1 и колонну насосных штанг

2, которая вверху соединена с узлом подвески 3, а внизу — с плунжерным насосом 4 (фиг. 1).

Узел подвески 3 (фиг. 1 — 3), связывающий головку балансира станка-качалки с колонной штанг 2, содержит канаты 5, прикрепленные к нижней траверсе 6, которая посредством упоров 7 соединена с верхней траверсой 8. Узел подвески 3 снабжен узлом 9 поворота и фиксации полированного штока 10 колонны насосных штанг 2.

Узел 9 поворота и фиксации выполнен из поворотного диска 11, например, с пазами

12. Диск 11 имеет возможность вращаться относительно верхней траверсы 8. Поворотный диск 11 по конусной поверхности сопряжен с цангой 13, которая затянута гайкой

14. Полированный шток 10, а следовательно, и колонна штанг 2 фиксируются относительно верхней траверсы 8 при помощи фиксатора 15, установленного на оси 16, которая жестко связана с верхней траверсой 8, например, при помощи сварки. Узел 9 поворота и фиксации может быть выполнен также в виде червячной пары. Тогда поворотний диск 11 представляет собой зубчатое колесо, а в качестве фиксатора 15 служит червяк. При этом червяк может быть соединен с валом электродвигателя. В этом случае может быть обеспечена любая величина закрутки колонны штанг, угол которой может меняться по величине как при ходе колонны штанг вниз, так и при ходе колонны штанг вверх.

Гибкие элементы 17 в колонне насосных штанг. 2 (фиг. 4) выполнены из упругого материала, например, в виде стальной ленты из хромо-марганцево-ванадиевой стали.

Гибкие элементы 17 расположены в полости, образованной охватывающими их полумуфтами 18 и 19, между близлежащими торцовыми поверхностями которых установлен упругий элемент 20. Насосные штанги 2 соединены между собой и с полумуфтами

18 и 19 резьбовыми соединениями.

Плунжерный насос 4 (фиг. 5) имеет средства 21 фиксации от поворота плунжера 22. В плунжере 22 глубинного насоса 4 выполнен аксиальный паз 23, а в цилиндре насоса 4 установлено устройство 21 фиксации от поворота. Это устройство 21 фиксации введено в паз 23.

1120089

Установка работает следующим образом.

Колонну штанг 2, зафиксированную от поворота в нижней части посредством устройства 21 фиксации, поворачивают при предварительно выведенном из паза 12 фиксаторе 15 любыми известными средствами, например, ключом, и затем фиксируют пучем введения фиксатора 15 в один из пазов 12 поворотного диска 11. За счет изменения угла поворота диска 1, жестко соединенного с полированным штоком 1О, можно добиться любой подкрутки гибких элементов 17. В результате подкрутки гибких элементов 17 появляется постоянно действующий крутящий момент одного знака по всей длине колонны насосных штанг 2: Величина подкрутки гибких элементов устанавливаетсяся исходя из дина ми ки работы колонны штанг. Динамика работы колонны штанг оценивается по тензограмме работы глубиннонасосной установки. Поскольку величина постоянно действующего крутящего момента по длине насосных штанг превосходит крутящие моменты, вызванные контактными знакопеременными силами трения штанг о стенки насосно-компрессорных труб, тем самым полностью исключается са моотво р ач и ва н ие ш та н г.

При ходе балансира вверх колонна насосных штанг 2, перемещаясь, увлекает за собой плунжер 22 насоса 4. Гибкие элементы 17, предварительно подкрученные, придают новые упругие свойства колонне штанг 2. Поэтому в процессе движения колонны штанг 2 исключаются поперечные и продольные колебания. Одновременно упругие элементы 17 создают постоянно действующий крутящий момент одного знака по всей длине колонны штанг 2 и тем самымисключается самоотворачивание штанг 2.

При ходе балансира в них происходит деформация упругих элементов 20, установленных между торцовыми поверхностями полумуфт 18 и 19, которые охватывают гибкие элементы 17. В результате деформации упругих элементов 20 исключаются продольные вибрации колонны штанг 2, а также не будет изгиба при ходе колонны штанг

2 вниз гибких элементов 17.

Благодаря тому, что гибкие элементы из упругого кручения материала охвачены стаканами, между упорными торцовыми поверхностями которых установлен упругий элемент, исключается деформация гибких элементов, например изгиб, тем самым нет необходимости утяж ел ять колон ну шта н г.

Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении срока службы оборудования, используемого для добычи нефти.

1120089

Составитель В. Родина

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Иванова

Заказ 77!2/24