Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
НАСОСНАЯ ШТАНГА
НАСОСНАЯ ШТАНГА

НАСОСНАЯ ШТАНГА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к нефтепромысловому машиностроению и предназначено для использования при механизированном способе добычи нефти из скважины с применением штанговой глубиннонасосной установки. Сущность изобретения: насосная штанга дополнительно содержит фиксирующую цилиндрическую зону внутренней полости ниппеля, а с каждого конца стержня из стеклопластика на его наружной поверхности имеются продольные пазы, оси которых параллельны оси стержня, а длина продольных пазов больше длины фиксирующей цилиндрической зоны, при этом внутренние поверхности продольных пазов стержня вместе с поверхностями фиксирующей цилиндрической зоны и рабочей цилиндрической зоны внутренней полости установочной части ниппеля образуют продольные каналы. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2052627
Класс(ы) патента: E21B17/01
Номер заявки: 95104932/03
Дата подачи заявки: 11.04.1995
Дата публикации: 20.01.1996
Заявитель(и): Бикчентаев Рафик Мидхатович; Алиевский Павел Александрович; Оганесов Владимир Арменакович; Калюжный Виктор Иванович; Гасумов Борис Ашотович
Автор(ы): Бикчентаев Рафик Мидхатович; Алиевский Павел Александрович; Оганесов Владимир Арменакович; Калюжный Виктор Иванович; Гасумов Борис Ашотович
Патентообладатель(и): Бикчентаев Рафик Мидхатович; Алиевский Павел Александрович; Оганесов Владимир Арменакович; Калюжный Виктор Иванович; Гасумов Борис Ашотович
Описание изобретения: Изобретение относится к нефтепромысловому машиностроению и предназначено для использования при механизированном способе добычи нефти из скважины с применением штанговой глубиннонасосной установки.
Известна насосная штанга (авт. свид. СССР N 1677237, 1991), включающая металлический стержень, жестко связанный с расположенными по его концам резьбовыми головками. Для предохранения стержня от агрессивного воздействия пластовой жидкости на нем концентрично установлен корпус, состоящий из набора чередующихся упругих и износостойких втулок.
Данное техническое решение обеспечивает в определенной степени защиту от коррозии металлического стержня и дает возможность увеличить долговечность и надежность насосной штанги. Однако такая конструкция имеет значительный вес за счет использования металлического стержня и защитного корпуса, а также высокую жесткость, что создает значительные трудности для эффективной эксплуатации штанговым методом нефтяных скважин, в особенности глубоких и наклонных скважин, а также увеличивает энергозатраты.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство, представляющее собой насосную штангу со стержнем из стеклопластика (патент США N 4822201, 1989).
Указанное устройство включает в себя сплошной цилиндрический стержень из стеклопластика и ниппели, установленные с двух сторон на концах указанного стержня. Ниппели имеют соединительную часть с резьбовым элементом и установочную часть с внутренней полостью для размещения стержня. Внутренняя полость имеет дно и входное отверстие. Стенки внутренней полости представляют собой поверхность, образованную цилиндрическими и коническими поверхностями с расположенными от дна к входному отверстию распределенными по оси ниппеля кольцевыми зонами, донной конической зоной, находящейся у дна внутренней полости, примыкающей к ней рабочей цилиндрической зоной, а также входной цилиндрической зоной, находящейся у входного отверстия внутренней полости, и расположенными между указанными цилиндрическими зонами парными коническими зонами. Одна из зон пары имеет конусность, направленную ко дну внутренней полости зона прямого конуса, а другая конусность, направленную к входному отверстию внутренней полости зона обратного конуса. В направлении от дна внутренней полости к ее входному отверстию каждая зона обратного конуса имеет угол конусности меньше, чем угол конусности зоны обратного конуса предшествующей парной конической зоны. Пространство между внутренней полостью ниппеля и поверхностью стержня из стеклопластика заполнено адгезивом, который обеспечивает крепление ниппелей к стержню за счет образования адгезионного соединения и конических клиньев.
Данное техническое решение обеспечивает за счет использования стержня из стеклопластика значительное снижение веса насосной штанги, уменьшение ее жесткости и высокую коррозионную стойкость в пластовой жидкости.
Недостатком данного технического решения является отсутствие надежной фиксации стержня во внутренней полости ниппеля соосно его продольной оси, что не обеспечивает равномерного распределения адгезива в пространстве между внутренней полостью ниппеля и поверхностью стержня и не создает оптимальных условий для образования адгезионного соединения и конических клиньев. В результате существенно уменьшается надежность данной конструкции.
Целью изобретения является увеличение надежности и долговечности насосной штанги.
Это достигается тем, что между донной конической зоной и рабочей цилиндрической зоной внутренней полости установочной части ниппеля выполнена фиксирующая цилиндрическая зона, имеющая внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра рабочей цилиндрической зоны и больше наружного диаметра стержня. На наружной поверхности обоих концов стержня из стеклопластика параллельно его оси выполнены продольные пазы. Длина продольных пазов больше длины фиксирующей цилиндрической зоны, а внутренние поверхности продольных пазов на стержне вместе с поверхностями фиксирующей цилиндрической зоны и рабочей цилиндрической зоны внутренней полости установочной части ниппеля образуют продольные каналы для перемещения адгезива.
Продольные пазы могут располагаться попарно симметрично относительно оси стержня друг напротив друга. При этом попарно симметричные продольные пазы могут соединяться между собой, образуя сплошные прорези, проходящие через ось стержня.
На фиг. 1 показана насосная штанга, включающая стержень 1 из стеклопластика, на каждом конце которого установлен ниппель 2.
На фиг. 2 показан в разрезе узел крепления стержня из стеклопластика 1 в ниппеле 2 с помощью адгезива 3. Ниппель имеет соединительную часть 4 с резьбовым элементом 5 и установочную часть 6 с внутренней полостью 7, предназначенной для размещения стержня 1. Внутренняя полость 7 включает дно 8 и входное отверстие 9 с расположенными между ними донной конической зоной 10, фиксирующей цилиндрической зоной 11, рабочей цилиндрической зоной 12, парными коническими зонами 13, 14 и 15 и входной цилиндрической зоной 16. Все указанные зоны внутренней полости являются кольцевыми. Парные конические зоны внутренней полости включают коническую зону с конусностью, направленной ко дну зону прямого конуса, и коническую зону с конусностью, направленной к входному отверстию зону обратного конуса. В направлении от дна 8 к входному отверстию 9 внутренней полости 7 каждая зона обратного конуса имеет угол конусности меньше, чем угол конусности зоны обратного конуса предшествующей парной конической зоны. Внутренний диаметр фиксирующей цилиндрической зоны 11 меньше, чем внутренний диаметр рабочей цилиндрической зоны 12, и больше, чем наружный диаметр стержня 1. С каждого конца стержня на его наружной поверхности имеются продольные пазы 17, оси которых параллельны оси стержня. Длина продольных пазов 17 больше, чем длина фиксирующей цилиндрической зоны 11. Внутренние поверхности продольных пазов 17 вместе с поверхностями фиксирующей цилиндрической зоны 11 и рабочей цилиндрической зоны 12 образуют продольные каналы 18. Пространство между внутренней полостью 7 установочной части 6 ниппеля 2 и поверхностью стержня 1 заполнено адгезивом 3.
На фиг. 3, 4 и 5 показаны различные варианты выполнения продольных пазов, имеющихся на наружной поверхности стержня с каждого его конца.
На фиг. 3 показано расположение пазов без попарной симметрии относительно оси стержня; на фиг. 4 показаны пазы, расположенные попарно симметрично относительно оси стержня; на фиг. 5 показаны попарно симметричные продольные пазы, соединенные между собой и образующие сплошные прорези, проходящие через ось стержня.
Насосная штанга работает следующим образом.
С помощью резьбового элемента 5, имеющегося на соединительной части 4 ниппеля 2, штанги с помощью муфт соединяются в колонну. Крепление стержня из стеклопластика 1 в установочной части 6 ниппеля производится путем размещения адгезива 6 между наружной поверхностью стержня и внутренней полостью 7 установочной части ниппеля. При этом достигается фиксирование стержня в установочной части ниппеля цилиндрической фиксирующей зоной 11, причем часть адгезива через продольные каналы 18, образованные продольными пазами 17, из донной конической зоны 10 проходит в рабочую цилиндрическую зону 12, обеспечивая равномерное заполнение во всех кольцевых зонах, расположенных между наружной поверхностью стержня и внутренней полостью установочной части ниппеля. Равномерное заполнение адгезивом пространства между внутренней полостью ниппеля и поверхностью стеpжня из стеклопластика обеспечивает работу насосной штанги при высоких нагрузках.
С помощью колонны насосных штанг осуществляется связь между приводом и глубинным штанговым насосом для обеспечения процесса добычи нефти с использованием штанговой скважинной насосной установки. В процессе работы штанговой скважинной насосной установки колонна насосных штанг совершает возвратно-поступательные движения с величиной хода и частотой, соответствующими режиму работы привода.
Предлагаемое техническое решение значительно повышает надежность крепления стержня из стеклопластика к ниппелю, существенно увеличивая тем самым эффективность и долговечность эксплуатации насосной штанги.
Формула изобретения: 1. НАСОСНАЯ ШТАНГА, содержащая сплошной цилиндрический стержень из стеклопластика, ниппели, установленные с двух сторон на концах указанного стержня и имеющие соединительную часть с резьбовым элементом и установочную часть с внутренней полостью для размещения стержня, имеющей дно и входное отверстие, стенки которой представляют собой поверхность, образованную цилиндрическими и коническими поверхностями с расположенными от дна к входному отверстию распределенными по оси ниппеля кольцевыми зонами, донной конической зоной, находящейся у дна внутренней полости, примыкающей к ней рабочей цилиндрической зоной, а также входной цилиндрической зоной, находящейся у входного отверстия внутренней полости, и расположенными между указанными цилиндрическими зонами парными коническими зонами, одна из зон пары имеет конусность, направленную ко дну внутренней полости - зона прямого конуса, а другая - конусность, направленную к входному отверстию внутренней полости - зона обратного конуса, причем в направлении от дна внутренней полости к ее входному отверстию каждая зона обратного конуса имеет угол конусности меньше, чем угол конусности зоны обратного конуса предшествующей парной конической зоны, адгезив, заполняющий пространство между внутренней полостью установочной части ниппеля и поверхностью стержня из стеклопластика с образованием адгезионного соединения и конических клиньев, обеспечивающий крепление ниппелей к стержню, отличающаяся тем, что между донной конической зоной и рабочей цилиндрической зоной внутренней полости установочной части ниппеля выполнена фиксирующая цилиндрическая зона, внутренний диаметр которой меньше внутреннего диаметра рабочей цилиндрической зоны и больше наружного диаметра стержня, а на наружной поверхности обоих концов стержня параллельно его оси выполнены продольные пазы, длина которых больше длины фиксирующей цилиндрической зоны, причем внутренние поверхности продольных пазов стержня вместе с поверхностями фиксирующей цилиндрической зоны и рабочей цилиндрической зоны внутренней полости ниппеля образуют продольные каналы для перемещения адгезива.
2. Штанга по п.1, отличающаяся тем, что продольные пазы, выполненные на наружной поверхности стержня, расположены попарно симметрично относительно оси стержня.
3. Штанга по п.2, отличающаяся тем, что попарно симметричные продольные пазы соединены между собой, образуя сплошные прорези, проходящие через ось стержня.