устройство для эксплуатации насосных штанг в скважине

Формула изобретения

Устройство для эксплуатации насосных штанг в скважине, включающее роликовый узел, состоящий из цилиндрического корпуса с установленными на осях и выступающими над его поверхностью роликами, шарнирный узел, отличающееся тем, что ролики размещены рядами, расположенными перпендикулярно оси цилиндрического корпуса, в каждом ряду ролики размещены по окружности через 120° с наклоном их оси к образующей цилиндрического корпуса под углом 60-80° и выполнены из полимерного износостойкого материала типа полиуретана, или полиамида, или фторопласта, при этом роликовый узел выполнен с возможностью соединения с аналогичными узлами, шарнирным узлом или насосными штангами посредством резьбового соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при создании устройств для эксплуатации насосных штанг в скважине, необходимых для защиты штанг глубинно-насосных установок от износа и проворота подвески штанг.

Известен протектор штанговый, включающий контактирующие с поверхностью колонны насосно-компрессорных труб центрирующие шары и два цилиндрических полукорпуса, в сопрягаемой торцовой полости между которыми размещены опоры качения центрирующих шаров, выполненные в виде эксцентрично смещенных относительно них рядов шариков меньшего диаметра (Патент РФ №2012769, опубл. 1994.05.15).

Известный протектор сложен по конструкции, не способен компенсировать крутящие нагрузки на штанги.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является центратор штанговый, выполненный секционным, каждая секция содержит один ролик, соединение секций между собой выполнено шарнирным, а соединение центратора со штангами осуществляется через штанговые головки, шарнирно связанные с секциями центратора (Патент РФ №2176717, опубл. 2001.12.10 - прототип).

Известный центратор достаточно прост по конструкции, однако не способен компенсировать крутящие нагрузки на штанги.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения компенсации крутящих нагрузок на штанги.

Задача решается тем, что в устройстве для эксплуатации насосных штанг в скважине, включающем роликовый узел с секциями с роликами и соединительными элементами и шарнирный узел, согласно изобретению в роликовом узле в секциях ролики расположены рядами, ряды расположены перпендикулярно оси роликового узла, в каждом ряду ролики размещены в осях по окружности через 120° с наклоном оси вращения каждого ролика к образующей роликового узла в месте расположения ролика 60-80°, ролики установлены выступающими над поверхностью роликового узла, ролики выполнены из полимерного износостойкого материала типа полиуретана, полиамида, фторопласта, а соединительные элементы с торцов цилиндрического шарнирного узла выполнены с условием закрепления второго торца второго цилиндрического шарнирного узла в первом торце первого цилиндрического шарнирного узла.

На фиг.1 представлен роликовый узел устройства для эксплуатации насосных штанг в скважине, на фиг.2-4 - сечение по А-А, Б-Б, В-В на фиг.1 соответственно.

Роликовый узел состоит из цилиндрического корпуса 1, на поверхности которого размещены ролики 2, закрепленные на осях 3 с возможностью вращения. Ролики 2 и оси 3 расположены рядами. Каждый ряд перпендикулярен оси 4 корпуса 1. В каждом ряду размещены по 3 ролика по окружности через 120° с наклоном оси вращения 3 каждого ролика к образующей 5 цилиндрического корпуса =60-80°. Ролики 2 выступают над поверхностью корпуса 1. Ролики 2 выполнены из полимерного износостойкого материала типа полиуретана, полиамида, фторопласта.

С одного торца 6 роликовый узел имеет наружную резьбу 7, с другого торца 8 роликовый узел имеет внутреннюю резьбу 9, ответную резьбе 7.

На фиг.5 представлен роликовый узел, соединенный с шарнирным узлом.

В корпус 1 роликового узла по резьбе 9 ввернут переводник 10, который ввернут в цилиндр 11 с шаровой поверхностью 12, в которой размещен шток 13 с шаровой опорой 14. Шаровая опора 14 установлена в шаровой поверхности 12 с возможностью вращения и качания.

Устройство работает следующим образом.

В скважине определяют места наибольших изгибов ствола и соответственно места наибольших истирающих нагрузок, оказываемых штангами на внутреннюю поверхность колонны насосно-компрессорных труб. Определяют также направление закручивания штанг при их движении вверх и вниз. При монтаже колонны штанг в местах наибольших истирающих нагрузок размещают предлагаемое устройство. Имеется возможность для собирания нескольких устройств последовательно через торцевые резьбы 7 и 9. Через резьбы последних торцов соединяют устройства с шарнирными узлами и штангами.

При движении штанг и устройств вверх и вниз ролики 2 задают вращение, соответствующее направлению закручивания штанг, а шарнирный узел компенсирует нагрузки вращения и изгибные нагрузки. В результате секции штанг, разделенные устройством, перестают испытывать нагрузки закручивания одна секция от другой. Подбором места расположения устройства ликвидируют нагрузки закручивания на полированный шток станка-качалки, к которому подвешивается колонна штанг.

Полированный шток работает только на подъем и спуск штанг.

Применение предложенного устройства позволит обеспечить компенсацию крутящих нагрузок на штанги.