Канатная насосная штанга



Канатная насосная штанга
Канатная насосная штанга
Канатная насосная штанга
Канатная насосная штанга
Канатная насосная штанга
Канатная насосная штанга
Канатная насосная штанга

 


Владельцы патента RU 2527275:

Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК И.М. Губкина") (RU)

Изобретение относится к насосным штангам, используемым в установках для добычи жидкости из скважин штанговыми скважинными насосами и штанговыми винтовыми насосами, и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин, скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей. Канатная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от поверхностного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоит из тела штанги и головки штанги с соединительной резьбой. При этом в качестве тела штанги используется канат закрытой конструкции с Z, X и О-образными проволоками, а в качестве головки штанги используется заделка, обеспечивающая равномерное нагружение всех проволок каната. Кроме того, канатная насосная штанга может быть выполнена с возможностью передачи вращательного движения от поверхностного привода к рабочему органу скважинного насоса, при этом заделки снабжены узлом, предотвращающем проворот каната в заделке. Технический результат заключается в повышении эффективности работы канатных штанг при эксплуатации нефтяных наклонно-направленных скважин и нефтяных скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к насосным штангам, используемым в установках для добычи жидкости из скважин штанговыми скважинными насосами и штанговыми винтовыми насосами, и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин, скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей.

В качестве аналога авторами принята насосная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от наземного штангонасосного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоящая из цельнометаллического тела штанги и головки штанги с соединительной резьбой (ГОСТ 13877-96 Штанги насосные и муфты штанговые. Технические условия).

Недостатками данной насосной штанги являются:

- низкая эксплуатационная надежность штанг, обусловленная тем что, колонна штанг в месте интенсивного набора кривизны движется внутри эксплуатационной колонны, что будет приводить к протирам эксплуатационной колонны и преждевременному износу и обрыву самих штанг;

- частый обрыв штанг, обусловленный большими напряжениями, возникающими в приводе из-за возвратно-поступательного движения колонны штанг.

При этом из уровня техники известна заделка канатной насосной штанги для соединения конца каната с плунжером штангового насоса, состоящая из корпуса, двух конических втулок, зажимной гайки, клиновых вкладышей и стальных клиньев, служащих для заделки конца каната (Ивановский В.Н., Пузанов О.В., Каштанов B.C., Деговцов А.В. «Скважинные насосные установки с канатными штангами». Совершенствование техники и технологии добычи нефти в НГДУ «Покачевнефть». М.: «Нефть и газ», 1993 г., с.80-107).

Недостатками данной заделки канатной насосной штанги являются:

- низкая надежность захвата каната, обусловленная возможным выходом стальных клиньев из заделанного конца каната при циклических нагрузках;

- сложность подъема канатной штанги при заклинивании плунжера штангового насоса;

- низкая эксплуатационная надежность штанг насосной установки, обусловленная невозможностью передачи вращательного движения плунжеру штангового насоса или ротору винтового штангового насоса;

- частый обрыв штанг, обусловленный проворотом каната в захвате.

Наиболее близким устройством, взятым авторами в качестве прототипа, является канатная насосная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от наземного штангонасосного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоящая из каната, прикрепляемого с одной стороны к полированному штоку, а с другой - к захвату каната вставного насоса (Ивановский В.Н. Вопросы эксплуатации малодебитных скважин механизированным способом // Инженерная практика, №7, 2010 г., С.4-15).

Недостатками данной насосной штанги являются:

- низкая эксплуатационная надежность штанг, обусловленная конструкцией каната, приводящей к преждевременному износу и обрыву штанг;

- низкая надежность захвата каната, обусловленная неравномерным нагружением всех проволок каната;

- частый обрыв штанг, обусловленный проворотом каната в захвате.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности работы канатных штанг при эксплуатации нефтяных наклонно-направленных скважин и нефтяных скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей.

Технический результат достигается тем, что канатная насосная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от поверхностного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоит из тела штанги и головки штанги с резьбой. При этом, согласно изобретению, в качестве тела штанги используется канат закрытой конструкции с Z, X и O-образными проволоками, а в качестве головки штанги используется заделка, обеспечивающая равномерное нагружение всех проволок каната. Кроме того, на конце заделок штанги расположена резьба, обеспечивающая соединение с насосом, полированным штоком или колонной штанг.

Кроме того, канатная насосная штанга может быть выполнена с возможностью передачи вращательного движения от поверхностного привода к рабочему органу скважинного насоса, при этом заделки дополнительно снабжены узлом, предотвращающим проворот каната в заделке.

Кроме того, заделка канатной насосной штанги может включать корпус, первую и вторую конические втулки, клиновые вкладыши, зажимную гайку, вкрученную в верхнюю часть корпуса, при этом в конец каната, расположенный в заделке, вставлены стальные клинья, при этом клиновые вкладыши расположены между первой и второй коническими втулками, а в нижней части корпуса расположена дополнительная втулка с внутренней резьбой, при этом в дополнительную втулку ввинчена стопорная гайка, выполненная с возможностью предотвращения выхода стальных клиньев из конца каната, кроме того, конец каната ниже клиновых вкладышей выполнен с бандажом для предотвращения раскручивания и распушения проволок каната.

Кроме того, в корпусе в месте расположения второй конической втулки могут быть выполнены пазы, а на второй конической втулке - наружные шлицы, входящие в зацепление с пазами в корпусе и воспринимающие крутящий момент, при этом коническая поверхность втулки имеет углубленные пазы, предотвращающие проворот каната в конической втулке.

Кроме того, заделка канатной насосной штанги может включать корпус, первую и вторую конические втулки, клиновые вкладыши, при этом в конец каната, расположенный в заделке, вставлены стальные клинья, при этом в верхнюю часть корпуса установлено упорное кольцо, охватывающее канат и закрепленное в корпусе срезными винтами, при этом клиновые вкладыши расположены между первой и второй коническими втулками, а в нижней части корпуса расположена дополнительная втулка с внутренней резьбой, кроме того, в дополнительную втулку ввинчена стопорная гайка, выполненная с возможностью предотвращения выхода стальных клиньев из конца каната, а конец каната ниже клиновых вкладышей выполнен с бандажом для предотвращения раскручивания и распушения проволок каната.

На фиг.1 показан общий вид канатной насосной штанги, на фиг.2 - сечение А-А тела штанги, на фиг.3 - канатная насосная штанга для передачи вращательного движения, на фиг.4 показан первый вариант заделки канатной насосной штанги, на фиг.5 - второй вариант заделки канатной насосной штанги, на фиг.6 и фиг.7 - вариант выполнения заделки канатной штанги, предотвращающей проворот каната.

Канатная насосная штанга состоит из каната 1 закрытой конструкции с Z-образными 4, X-образными 5 и O-образными проволоками, а также заделок 2, обеспечивающих равномерное нагружение всех проволок каната. На конце заделок имеется резьба 3, обеспечивающая соединение с насосом, полированным штоком или с обычной колонной штанг.

При использовании каната для передачи вращательного движения от поверхностного привода к рабочему органу скважинного насоса заделки 2 снабжены узлом 6, предотвращающим проворот каната в заделке.

Длина каната 1 может быть различной, канатная насосная штанга может быть установлена только в месте интенсивного набора кривизны скважины (в месте перехода в боковой ствол скважины), а может соединять полированный шток с плунжером штангового насоса или в случае использования канатных штанг для передачи вращательного движения - с винтом штангового винтового насоса.

Прилегание каната к обсадной трубе в месте изгиба скважины происходит по большей поверхности, чем бы это было в случае использования обычных штанг. Большая поверхность взаимодействия каната с колонной насосно-компрессорных труб соответственно обеспечивает более равномерный износ и каната, и колонны труб.

При эксплуатации наклонно-направленных скважин и скважин с боковыми стволами канатная насосная штанга существенно снижает вероятность обрыва штанг, обеспечивая при этом повышение эффективности эксплуатации скважины.

Z, X и O-образные проволоки обеспечивают более высокую прочность закрытой конструкции каната по сравнению с обычным изготовлением каната. Заделка, выполненная по концам каната, обеспечивает равномерное нагружение всех проволок каната. А заделка, снабженная узлом, предотвращающим проворот каната в заделке, позволяет передавать вращательное движение от наземного привода к рабочему органу скважинного насоса.

В первом варианте выполнения (фиг.4) заделка канатной насосной штанги состоит из корпуса 13, в верхней части которого установлена зажимная гайка 17. Внутри корпуса 13 установлена первая коническая втулка 8 с клиновыми вкладышами 9, служащими для удержания каната 1. Ниже первой конической втулки 8 установлена вторая коническая втулка 15, внутри которой с помощью стальных клиньев 12 заделан конец каната 1. Бандаж 10 служит для предотвращения преждевременного раскручивания и распушения проволок каната 1. В нижней части корпуса установлена втулка 14 с внутренней резьбой, в которую вкручена стопорная гайка 11. Втулка 14 служит также для соединения заделки с плунжером штангового насоса.

Заделка канатной насосной штанги по второму варианту выполнения (фиг.5) отличается от заделки по первому варианту выполнения тем, что в верхней части корпуса 13 вместо зажимной гайки 17 установлено упорное кольцо 18, закрепленное в корпусе срезными винтами 19.

Заделка канатной насосной штанги по третьему варианту выполнения (фиг.6 и 7) отличается от заделки по первому варианту выполнения тем, что для исключения проворачивания второй конической втулки 15 в корпусе 13 выполнены пазы 20. При этом сама вторая коническая втулка 15, в которой заделывается конец каната 1, имеет наружные шлицы 21, входящие в зацепление с пазами 20 в корпусе 13 и воспринимающие крутящий момент. Для предотвращения проворота каната в конической втулке коническая поверхность втулки имеет углубленные пазы 22, в которые при распушении конца каната входят его проволоки.

Заделка канатной насосной штанги работает следующим образом. На отрезанный конец каната 1 с бандажом 10 надевается зажимная гайка 17, первая коническая втулка 8 и вторая коническая втулка 15. Конец каната 1 заделывается во второй конической втулке 15 с помощью стальных клиньев 12, которые забиваются в зазоры между проволоками в торец каната. В коническую втулку 8 вставляются клиновые вкладыши 9. Закрепленный в первой и второй конических втулках 8 и 15 конец каната вставляется в корпус 13, при этом зажимная гайка 17 ввинчивается в верхнюю часть корпуса 13. В нижнюю часть корпуса 13 вкручивается втулка 14, внутрь которой вворачивается стопорная гайка 11. При нагружении каната 1 вторая коническая втулка 15 давит на клиновые вкладыши 9, которые, перемещаясь в первой конической втулке 8, обжимают тело каната. Таким образом удерживают его. Первая коническая втулка 8 удерживается в корпусе 13 зажимной гайкой 17. Стопорная гайка 11 предотвращает вылезание стальных клиньев 12 из распушенного во второй конической втулке 15 конца каната 1.

Второй вариант выполнения заделки канатной насосной штанги отличается от первого варианта заделки канатной насосной штанги тем, что в верхней части корпуса 13 вместо зажимной гайки 17 установлено стопорное кольцо 18, закрепленное в корпусе 13 срезными винтами 19. Такая конструкция позволяет освободить конец каната при заклинивании плунжера штангового насоса, при проведении спускоподъемных операций.

Третий вариант заделки канатной насосной штанги отличается от первого варианта заделки канатной насосной штанги тем, что в нижней части корпуса 13 имеются пазы 20, а вторая коническая втулка 15 имеет шлицы 21, входящие в зацепление с пазами 20, что исключает возможность вращения второй конической втулки 15 в корпусе 13. Для предотвращения вращения каната во второй конической втулке 15 ее коническая поверхность имеет углубленные пазы 22, в которые входят отдельные проволоки при распушении конца каната стальными клиньями 12.

Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления канатной насосной штанги и вариантов заделки канатной штанги, а также сопроводительных чертежей, для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации заявленного изобретения. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящего изобретения, следует считать защищенными настоящим изобретением в объеме прилагаемой формулы изобретения.

1. Канатная насосная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от поверхностного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоящая из тела штанги и головки штанги с резьбой, отличающаяся тем, что в качестве тела штанги используется канат закрытой конструкции с Z, X и O-образными проволоками, а в качестве головки штанги используется заделка, обеспечивающая равномерное нагружение всех проволок каната, при этом на конце заделок штанги расположена резьба, обеспечивающая соединение с насосом, полированным штоком или колонной штанг.

2. Канатная насосная штанга по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью передачи вращательного движения от поверхностного привода к рабочему органу скважинного насоса, при этом заделки дополнительно снабжены узлом, предотвращающим проворот каната в заделке.

3. Канатная насосная штанга по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что заделка канатной насосной штанги включает корпус, первую и вторую конические втулки, клиновые вкладыши, зажимную гайку, вкрученную в верхнюю часть корпуса, при этом в конец каната, расположенный в заделке, вставлены стальные клинья, при этом клиновые вкладыши расположены между первой и второй коническими втулками, а в нижней части корпуса расположена дополнительная втулка с внутренней резьбой, при этом в дополнительную втулку ввинчена стопорная гайка, выполненная с возможностью предотвращения выхода стальных клиньев из конца каната, кроме того, конец каната ниже клиновых вкладышей выполнен с бандажом для предотвращения раскручивания и распушения проволок каната.

4. Канатная насосная штанга по п.3, отличающаяся тем, что в корпусе в месте расположения второй конической втулки выполнены пазы, а на второй конической втулке выполнены наружные шлицы, входящие в зацепление с пазами в корпусе и воспринимающие крутящий момент, при этом коническая поверхность втулки имеет углубленные пазы, предотвращающие проворот каната в конической втулке.

5. Канатная насосная штанга по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что заделка канатной насосной штанги включает корпус, первую и вторую конические втулки, клиновые вкладыши, при этом в конец каната, расположенный в заделке, вставлены стальные клинья, при этом в верхнюю часть корпуса установлено упорное кольцо, охватывающее канат и закрепленное в корпусе срезными винтами, при этом клиновые вкладыши расположены между первой и второй коническими втулками, а в нижней части корпуса расположена дополнительная втулка с внутренней резьбой, кроме того, в дополнительную втулку ввинчена стопорная гайка, выполненная с возможностью предотвращения выхода стальных клиньев из конца каната, а конец каната ниже клиновых вкладышей выполнен с бандажом для предотвращения раскручивания и распушения проволок каната.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами.

Устройство относится к области нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти механизированным способом, в частности в цепных приводах скважинных штанговых насосов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для добычи нефти из скважин штанговыми насосами.

Изобретение относится к области нефтедобычи, применяется для механизированного способа добычи нефти установками скважинного ШГН. Станок-качалка содержит раму, двигатель, зубчатую рейку с закрепленной к ней колонной штанг.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из глубоких скважин при одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, ее высокой вязкости, наличии агрессивных сред и большой кривизне скважин.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в механизированном способе добычи нефти установками скважинного ШГН (штангового глубинного насоса).

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Наполнитель выполнен твердотельным, верхний конец которого прикреплен к грузоподъемному устройству, а нижний конец прикреплен к нижнему концу штока, возвратно-поступательные движения которого осуществляются за счет подъема и опускания наполнителя.

Устройство предназначено для использования в области нефтедобычи для подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара, реагента) в скважину для очистки скважины. Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, скважинный штанговый насос 2, выпускное устройство 3, колонну штанг 4, 5, станок-качалку, узел 6 кинематической связи колонны штанг 4, 5 со станком-качалкой, промывочный вертлюг 7, шланг 8, устройство 9 подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара или реагента) для очистки скважины.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для добычи нефти установками скважинного штангового глубинного насоса. Станок-качалка содержит раму 3, двигатель 15, два параллельно установленных редуктора 9 привода звездочек цепных передач, расположенных на вертикальных направляющих 4.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной 3.

Изобретение относится к соединениям насосных штанг для привода винтовых насосов. Техническим результатом является повышение прочности на кручение и устойчивости к нагрузкам на разрыв.

Изобретение относится к способам герметизации резьбовых соединений обсадных труб, применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Техническим результатом является обеспечение герметичности резьбового соединения обсадных труб при любых нагрузках и в течение всего срока эксплуатации.

Группа изобретений относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин и может быть использована для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных обсаженных скважин и их крепления с созданием герметичного соединения дополнительных стволов с основным.

Изобретение относится к буровой трубе, способу ее сооружения, покрытию для нанесения на буровую трубу и способу сооружения защищенной таким покрытием буровой трубы.

Изобретение относится к области нефте - и газодобычи. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых выполнены упорные конические трапецеидальные резьбы и конические уплотнительные и упорные торцевые поверхности.

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано при изготовлении колонн для нагнетания теплоносителя в нефтяной пласт. Способ включает коаксиальное размещение внутренней трубы с изоляцией, газопоглотителями и центраторами в наружной трубе.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности креплению обсадными колоннами скважин при их бурении на нефть и газ. Пружинный центратор с автоматической фиксацией на обсадной колонне состоит из центрирующих планок и двух цельнокроенных обечаек.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, в частности к способу и устройству для защиты скважинного оборудования. Способ нанесения защитного покрытия на внутреннюю и наружную поверхности труб включает спуск устройства для нанесения покрытия в колонну труб, расплавление и нанесение его на стенки.

Изобретение относится к буровому инструменту, используемому при бурении взрывных скважин. Буровая штанга содержит корпус, соединенный с ниппелем и муфтой, и защитный кожух с центрирующим кольцом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве длинномерных насосных штанг, которые являются составным элементом колонны штанг глубинного насоса, используемого при добыче нефти. Пруток подвергают механической обработке и правке-полировке. На концах прутка накатывают резьбу, а перед резьбой высаживают утолщение. На утолщение каждого конца прутка устанавливают упорное кольцо и закрепляют. На резьбу навинчивают с натягом резьбовые головки. На одной резьбовой головке выполняют внешнюю и внутреннюю резьбу. На другой резьбовой головке выполняют только внутреннюю резьбу. На боковых поверхностях резьбовых головок предусмотрены лыски. Используют упорное кольцо с коническим отверстием. Установку упорного кольца могут производить под прессом в нагретом или холодном состоянии. В результате обеспечивается повышение надежности насосной штанги и снижение трудоемкости ее изготовления. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.
Наверх