Амортизатор насосной штанговой колонны

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>977684 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.03. 81 (21) 3266041/22-03 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 30,11.82. Бюллетень М 44 (и) и.кл.

Е 21 В 17/07

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (531УДК 622. 276 (088.8) Дата опубликования описания 30. 11.82

В.A.Бахвалов, Л.И.Локшин, В.В.Семенов и С.Б.Шафран (72) Авторы изобретения

Производственное ордена Трудового Красного

Знамени объединение "Пермьнефть" (71) Заявитель (54) АМОРТИЗАТОР НАСОСНОЙ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ

Изобретение относится к глубинно-насосному оборудованию, в частности к элементам штанговых колонн насосных установок, предназначенных для подъема пластовой жидкости из скважин.

Известен амортизатор насосной штанговой колонны, содержащий корпус, тяги с выступами на наружной поверх ности, концы которых концентрично размещены в корпусе, и упругие элементы, взаимодействующие между выступами корпуса и выступами"тяг ).1).

Однако каждый упругий элемент в этом амортизаторе подвергается всей величине нагрузки, которая действует на1колойну штанг. Поскольку величина такой нагрузки во многих случаях превышает допустимую величину нагру жения упругих элементов, в качестве: которых обычно устанавливают тарельчатые пружины, то последние быстро выходят из строя. Тарельчатые пружины крошатся, в результате чего заведенные в корпус амортизатора тяги получают свободный ход, увели чивая ударные нагрузки на колонну штанг, что приводит к ее обрыву;

Наиболее близким к предлагаемому является амортизатор насосной штанговой колонны, включающий корпус с выступами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу с выступами на наружной поверхности и установленные между выступами тяги и корпуса, упругие элементы в виде образованных тарельчатыми пружинами ,секций разной жесткости, между которыми установлены плоские ограничительные шайба (,2).

Однако тареЛьчатые пружины секций при выполнении ограничительных шайб деформируются на величинут равную высоте внутреннего конуса тарельчатых пружин.При такой величине деформации пружины работают в зоне упругопластических деформаций,в.пружи20 нах возникают пластические остаточные деформации и в результате между пружинами упругого элемента и выступами .тяги и корпуса появляется зазор, до-, пускающий свободный ход тяги относи-, тельно корпуса RMopTHЗВтОРа, Появле» " свободного хода тяги относительно корпуса приводит к возникновению ударных нагрузок в процессе работы колонны штанг, В результате действия

30 ударных нагрузок упругие элементы преждевременно выходят из строя (на977б84 пример, из-эа поломки пружин), что снижает долговечность амортизатора.

Цель изобретения - повышение долговечности амортизатора за счет обеспечения работы упругих элементов в области упругих деформаций.

Указанная цель достигается тем, что в амортизаторе насосной штанго- ° вой колонны, включающем корпус с выступами на внутренней поверхности,кон-, центрично размещенную в нем тягу с 10 выступами на наружной поверхности, установленные между выступами тяги и корпуса упругие элементы в виде образованных тарельчатыми пружинами секций разной жесткости 5 и установленные для взаимодействия с ними ограничйтельные шайбы,последние имеют конусную торцовую поверхность с конусностью, соответствующей конусности поверхностей та- р0 рельчатых пружин при их максимально допустимой рабочей деформации.

Причем ограничительные шайбы могут быть установлены как внутри секций тарельчатых пружин, так и между ними. 25

На фиг. 1 показан амортизатор насосной штанговой колонны, продольный разрез; на фиг. 2 — расположение ограничительных колец внутри секций тарельчатых пружин; на фиг. 3 — то же, между секциями тарельчатых пружин.

Амортизатор насосной штанговой колонны содержит корпус 1 с выстунами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу 2 с выступами на наружной поверхности и установленные между выступами корпуса и тяги упругие элементы в виде, например, восьми секций разной жесткости. Наружные секции образова- 40 ны двумя тарельчатыми пружинами 3.

Другие секции выполнены из пакетов тех же пружин. Количество пружин в пакете увеличивается,к среднему выступу тяги, достигая четырех тарель- 45 чатых пружин в пакете (восьми в секции). Таким образом, секции имеют разную жесткость и имеют разные максимально допустимые усилия при одной и той же величине максимально допус- 50 тимой рабочей деформации. В каждой секции для взаимодействия с пружинами установлены ограничительные шайбы, имеющие конусную торцовую поверхость с конусностью, соответствую- 55 ей конусности поверхностей тарельчатых пружин при их.максимально допустимой рабочей деформации.

Ограничительные шайбы могут быть уртановлены внутри секций тарельча- 60 тых пружин (фиг. 2) и иметь на концах поясок с параллельными торцами для повышения жесткости секций. Ограничительные шайбы могут быть установлены между секциями тарельчатых 65 пружин (фиг. 3), шайбы при этом центрируются относительно корпуса амортизатора.

Работает амортизатор насосной штанговой колонны следующим образом;

Под действием растягивающих или сжимающих нагрузок, действующих на колонну штанг, пружины деформируются, В первую очередь деформируются пружины, составляющие. внешние секции, жесткость которых наименьшая. При усилии на штанге, равном максимально допустимой рабочей нагрузке (для секции данной жесткости), внутренние конусные поверхности тарельчатых пружин 3 плотно прилегают к конусным поверхностям шайбы 4. При этом секция работает как жесткое тело, не деформируясь под действием нагрузок, превышающих максимально допустимые рабочие нагрузки для секций данной жесткости.При дальнейшем росте. нагрузки, действующей на колонну штанг, в работу вступают секции с более высокой жесткостью и весь процесс повторяется. Таким образом, в работе участвуют все секции комплекта упругих элементов, вступая в работу последовательно: сначала менее жесткие секции упругих элементов, затем более жесткие. Следует также отметить,что независимо от величины нагрузки на коромысле станка-качалки деформация тарельчатых пружин строго регламентирована, а это ведет к повышению долговечности тарельчатых пружин в секциях малой жесткости до уровня долговечности тарельчатых пружин в секциях наибольшей жесткости ° При этом повышается долговечность пружин в секциях большой жесткости и увеличивается долговечность амортизатора в целом.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого амортизатора заключается в снижении затрат при добыче нефти 3а счет повышения долговечности насосно-штанговой колонны.

Формула изобретения

1. Амортизатор насосной штанговой колонны, содержащий корпус с выступами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу с выступами на наружной поверхности, установленные между выступами тяги и корпуса упругие элементы в виде образованных тарельчатыми пружинами секций разной жесткости и установленные для взаимодействия с ними ограничительные шайбы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения долговечности амортизатора путем обеспечения работы упругих элементов в области упругих деформаций, ограни977684 (Риг.7 (РигЗ (Риз. Е чительные шайбы имеют конусную торцовую поверхность с конусностью, соответствующей конусности поверхностей тарельчатых пружин при их максимально . допустимой рабочей деформации.

2. Амортизатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что огранйчительные шайбы установлены внутри секций тарельчатых пружин.

3. Амортизатор по п.1, о т л и -" ч а ю шийся тем, что ограничительные шайбы установлены между секциями тарельчатых пружин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 481691, кл. E 21 B 17/07, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 301424, кл. Е 21 В 17/07, 1970 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9148/41

Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4