ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ ШТАНГОВАЯ КОЛОННА Российский патент 1997 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования при механизированном способе добычи жидкости из скважины.

Известна глубинно-насосная штанговая колонна, состоящая из набранных по меньшей мере в две ступени насосных штанг, имеющих в пределах ступени одинаковый условный диаметр тела и соединенных друг с другом в ступени посредством соединительных муфт, а ступени соединены посредством переходных муфт. В пределах каждой ступени колонны соединительные муфты соединяют штанги, имеющие один условный диаметр тела и один размер резьбы головок штанг. Такие муфты имеют профиль и размеры внутренней резьбы, соответствующие профилю и размеру наружной резьбы головок штанг, входящих в ступень. Переходная муфта, осуществляющая механическое соединение между собой смежных ступеней, а именно: соединение крайних в ступенях насосных штанг, имеющих разный условный диаметр тела и разный размер головок штанг, представляет собой сквозную втулку и выполнена с каждого конца с различной внутренней резьбой. Резьба переходной муфты с одного конца соответствует профилю и размеру резьбы головки крайней в одной ступени насосной штанги, а с другого конца резьба муфт соответствует профилю и размеру резьбы головки крайней штанги в смежной ступени (см. Штанги насосные и муфты к ним. Технические условия, ГОСТ 13877-80Е. Гос. комитет СССР по стандартам. М. с. 26).

Однако известная глубинно-насосная колонна имеет низкую эксплуатационную надежность ввиду образования в центре переходных муфт концентраторов напряжения, вызванных прерыванием внутренней резьбы как одного, так и другого размеров. Как следствие вероятность безотказной работы переходной муфты в колонне будет ниже, чем у других элементов колонны (штанг, соединительных муфт), что снижает межремонтный период работы глубинно-насосной колонны.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности глубинно-насосной штанговой колонны за счет обеспечения равных показателей вероятности безотказной работы элементам колонны.

Поставленная цель достигается тем, что в известной глубинно-насосной штанговой колонне, состоящей из набранных по меньшей мере в две ступени насосных штанг, соединенных друг с другом в ступени посредством соединительных муфт, а ступени соединены посредством переходных муфт, новым является то, что переходная муфта, связывающая две смежные ступени, выполнена с одинаковой по всей длине внутренней резьбой, при этом головки крайних смежных ступенях насосных штанг выполнены с одинаковой наружной резьбой, идентичной внутренней резьбе переходной муфты.

В настоящее время из общедоступных источников научно-технической информации нам не известны глубинно-насосные штанговые колонны, в компоновку которых входили бы элементы с одинаковыми показателями вероятности безотказной работы.

Поэтому заявляемое устройство, по нашему мнению, соответствует критерию "новизна".

Выполнение переходной муфты, связывающей крайние насосные штанги в смежных ступенях, с одинаковой по всей длине внутренней резьбой, при этом выполнение головок этих крайних штанг (при разной величине условных диаметров тела штанг) с одинаковой наружной резьбой, идентичной резьбе переходной муфты, позволяет исключить образование в центре переходных муфт колонны концентраторов напряжений, тем самым исключить из колонны слабое звено, благодаря чему повышается эксплуатационная надежность всей колонны в целом, увеличить межремонтный период работы колонны.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают в совокупности с известными признаками получение новых свойств, отраженных в цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, что изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена заявляемая колонна.

Колонна состоит из насосных штанг 1, соединительных муфт 2 и переходной муфты 3.

В зависимости от распределения нагрузки на колонну по ее длине при подъеме жидкости из скважины, насосные штанги 1, имеющие одинаковый условный диаметр тела, и соответствующие диаметру размеры внешней резьбы головок, объединены в ступень. Например, насосные штанги 1, имеющие условный диаметр тела, равный 22 мм, образуют первую ступень I, а насосные штанги 1, имеющие условный диаметр тела, равный 19 мм, образуют вторую ступень II.

Соединительные муфты 2 внутри каждой ступени I и II соединяют между собой насосные штанги 1 с одинаковыми наружными размерами резьбы головок штанг. Переходная муфта 3 выполнена сквозной с одинаковой по всей длине внутренней резьбой. Переходная муфта 3 связывает между собой крайние штанги в смежных ступенях I и II, имеющих разные условные диаметры тела, а именно: крайняя штанга в ступени I имеет диаметр тела 22 мм, а крайняя штанг в ступени II имеет диаметр тела 19 мм. Головка 4 крайней штанги в ступени I выполнена с размерами резьбы, соответствующими размерам резьбы головки 5 крайней штанги в ступени II, т. е. обе головки 4 и 5 штанг выполнены с наружной резьбой, идентичной внутренней резьбе переходной муфты 3.

В таблице приведены конструктивные размеры элементов двухступенчатой глубинно-насосной штанговой колонны.

Из таблицы следует, что переходная муфта в известной по прототипу колонне имеет разные присоединительные размеры для крайних штанг в смежных ступенях.

В конструкции заявляемой колонны этот недостаток устранен благодаря выполнению присоединительного размера головки крайней в ступени I штанги, равным присоединительному размеру головки крайней штанги в ступени II, поэтому присоединительная муфта имеет одинаковую по всей длине резьбу, идентичную по профилю и размерам присоединительных размеров головок крайних штанг в смежных ступенях.

Таким образом, заявляемое решение позволяет исключить из конструкции слабое звено концентраторы напряжений в переходной муфте, тем самым обеспечить равную для всех элементов глубинно-насосной штанговой колонны вероятность безотказной работы, повышая тем самым эксплуатационную надежность колонны.

При этом изготовление переходной муфты с одинаковой по всей длине резьбой более технологично. А выполнение переходной муфты с внутренней резьбы, идентичной наружной резьбе головок крайних в смежных ступенях штанг, позволяет к тому же уменьшить номенклатуру муфт, применяемых для механического соединения штанг в колонне.

Использование: предназначенная при механизированном способе добычи жидкости из скважин. Сущность; глубинно-насосная штанговая колонна состоит из набранных по меньшей мере в две ступени насосных штанг, имеющих в пределах ступени одинаковый условный диаметр тела и соединенных друг с другом в ступень посредством соединительных муфт, а ступени соединены посредством переходной муфты, выполненной сквозной с одинаковой по всей длине внутренней резьбой, при этом головки крайних в смежных ступенях насосных штанг, выполнены с одинаковой наружной резьбой, идентичной внутренней резьбе переходной муфты 1 табл., 1 ил.

1 Глубинно-насосная штанговая колонна, состоящая из набранных по меньшей мере в две ступени насосных штанг, соединенных одна с другой в ступени посредством соединительных муфт, а ступени соединены посредством переходных муфт, отличающаяся тем, что переходная муфта, связывающая две смежные ступени, выполнена с одинаковой по всей длине внутренней резьбой, при этом головки крайних в смежных ступенях насосных штанг выполнены с одинаковой наружной резьбой, идентичной резьбе переходной муфты.