компенсатор динамических нагрузок штанг

Формула изобретения

Компенсатор динамических нагрузок глубинно-насосных штанг, предназначенный для соосного размещения между колонной штанг и штанговым насосом, содержащий плунжер, размещенный в цилиндрическом корпусе, заполненном рабочей жидкостью, перетекающей через перепускные отверстия при работе плунжера из верхней части цилиндрического корпуса в нижнюю, отличающийся тем, что вышеуказанные отверстия выполнены в виде, по крайней мере, одного паза на плунжере и, по крайней мере, одной кольцевой канавки на его внешней поверхности, при этом пазы и канавки расположены по отношению друг к другу таким образом, чтобы полости, образованные ими, пересекались между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добыче нефти штанговыми глубинными насосами, в частности к компенсаторам динамических нагрузок штанг.

Известен компенсатор веса глубинно-насосных штанг, содержащий цилиндр, связанный с насосно-компрессорными трубами (НКТ), и поршень, концентрично размещенный относительно штанг и связанный с ним [1].

Недостатком указанного компенсатора является то, что каналы, выполненные в цилиндре, а также уплотнения являются причиной утечки скважинной продукции из НКТ в затрубное пространство.

Известен также компенсатор веса глубинно-насосных штанг, состоящий из цилиндра, связанного с НКТ, поршня, установленного на глубинно-насосных штангах, и уплотнения. Пространство между поршнем и уплотнением связано с затрубным пространством посредством каналов [2].

Однако через каналы в цилиндре происходит утечка продукции скважины из НКТ в затрубье, снижая при этом надежность работы компенсатора.

Существует компенсатор динамических нагрузок штанг по техническому решению наиболее близкий к предлагаемому, содержащий штанговый насос, цилиндр с рабочей поверхностью, плунжер, связанный с колонной штанг, и колонну НКТ, в котором по концам рабочей поверхности цилиндра выполнены отверстия, выполняющие роль каналов для перетекающей жидкости [3].

В известном компенсаторе сечения отверстий определяют количество жидкости при перетоке. А поскольку жидкость, как правило, содержит механические примеси, то имеет место эрозионный износ, увеличивающий диаметры отверстий и ухудшающий компенсацию динамических нагрузок штанг, в результате чего приходится предъявлять особые требования к износостойкости материала, что связано с дополнительными затратами.

Цель изобретения состоит в повышении надежности компенсатора, увеличении его ресурса и снижении затрат, связанных с его изготовлением, и сводится к созданию такой системы отверстий для перетекающей жидкости, которая бы могла влиять на ее гидравлическое сопротивление не только за счет сечения отверстий, но и за счет их длины. Размещение этих отверстий на плунжере упрощает устройство.

Сущность изобретения сводится к тому, что в компенсаторе динамических нагрузок глубинно-насосных штанг, предназначенном для соосного размещения между колонной штанг и штанговым насосом, содержащем плунжер, размещенный в цилиндрическом корпусе, заполненном рабочей жидкостью, перетекающей через пропускные отверстия при работе плунжера из верхней части цилиндрического корпуса в нижнюю, вышеуказанные отверстия выполнены в виде, по крайней мере, одного паза на плунжере и, по крайней мере, одной кольцевой канавки на его внешней поверхности, при этом пазы и канавки расположены по отношению друг к другу таким образом, чтобы их полости пересекались между собой.

На чертеже схематически изображен предлагаемый компенсатор динамических нагрузок штанг в продольном разрезе.

Устройство, согласно настоящему изобретению, состоит из цилиндра 1 штангового насоса, в котором размещен плунжер 2 штангового насоса с нагнетательным клапаном 3 и всасывающим клапаном 4. Плунжер 2 посредством муфты 5 и штока 6 соединен с плунжером компенсатора 7, размещенным в цилиндре 10. В компенсаторе 7 имеются кольцевая канавка 8 и продольные пазы 9. Цилиндр 10 через переходную муфту 11 соединен с колонной насосно-компрессорных труб 12.

Компенсатор работает следующим образом: после его спуска в скважину на колонне штанг имеют место знакопеременные усилия, заставляющие колонну штанг совершать возвратно-поступательные движения.

При ходе плунжера 2 штангового насоса вверх плунжер компенсатора 7 стремится в крайнее нижнее положение. Жидкость из-под плунжера 7 через продольные пазы 9 и кольцевую канавку 8 стремится наполнить цилиндр 10. При ходе плунжера 2 вниз за счет его трения о стенки цилиндра 1 и потерь в нагнетательном клапане 3 плунжер компенсатора 7 стремится в крайнее верхнее положение, вытесняя при этом жидкость из полости цилиндра 10 над собой через продольные пазы 9 и кольцевую канавку 8. В результате перетока жидкости через продольные пазы 9 и кольцевую канавку 8 создается эффект демпфирования. Выбор соответствующего сечения и длины отверстий, а также их взаимное расположение позволяет повысить эффективность демпфирования за счет удлинения пути для перетекающей жидкости и изменения гидравлического сопротивления.

Предлагаемый компенсатор позволяет уменьшить ускорение плунжера штангового насоса, компенсирует удлинение насосных штанг и снимает ударные динамические нагрузки, действующие на колонну насосных штанг, так как в результате перетока жидкости по системе паз - канавка создается усилие меньшее, нежели усилие, создаваемое в колонне штанг.

Источники информации

1. Муравьев Н.М. и др. Насосная эксплуатация скважин за рубежом, Москва, Недра, 1967.

2. А.С. СССР №183079, кл. F 04 В 47/00, 1966.

3. Полезная модель к свидетельству РФ №7443, кл. Е 21 В 43/00, 1998 (прототип).