Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации наклонно-направленных или искривленных скважин электроцентробежными насосами.
Известна соединительная муфта насосных штанг (Пат. N 2017930, E 21 В 17/05, оп. 15.08.94, бюл. N 15) для наклонно-направленных или искривленных скважин, содержащая корпус из двух частей, каждая из которых снабжена двумя роликами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, и шарнирное соединение в виде шарового пальца, один конец которого жестко связан с верхней частью корпуса, а другой, посредством полумуфты с внутренней шаровой сферой - с нижней частью корпуса.
Однако известная соединительная муфта непригодна для соединения насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом.
Известна комбинированная буровая штанга (авт.св. 1740614, E 21 В 17/20, оп. 15.06.92, бюл. N 22), содержащая полый корпус с резьбовыми участками по концам. На одном из концов корпуса установлен полый наконечник, имеющий сферическую поверхность в своей средней части. На другом конце корпуса размещена муфта, имеющая внутреннюю сферическую поверхность, ответную сферической поверхности наконечника. В начале взаимодействия каждой очередной штанги с буровым станком резьбовой хвостовик наконечника ввинчивается в резьбовой участок корпуса штанги, передавая крутящий момент всем предшествующим штангам. Однако известное устройство имеет недостаточную степень свободы движения шарнирного узла, что делает ненадежной его работу в наклонно-направленных или искривленных скважинах.
Кроме того, осевое перемещение и вращение наконечника относительно корпуса препятствуют его использованию в системе насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, оборудованным электрокабелем, размещенным в полости труб.
Таким образом возникла проблема создания надежного устройства для соединения насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом при эксплуатации его в наклонно-направленных и искривленных скважинах.
Технический результат - увеличение степени свободы движения шарнирного узла устройства, а также устранение осевого и вращательного перемещения.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном шарнирном устройстве для соединения труб, включающем полый корпус, состоящий по меньшей мере из двух частей, и шарнирный узел, образованный жестко связанной с нижней частью полого корпуса муфтой и втулкой, имеющими сопряженные сферические поверхности, согласно изобретению, втулка имеет сферический фланец, поверхности которого сопряжены с ответными поверхностями муфты и нижней части полого корпуса, при этом фланец втулки размещен в муфте с возможностью ограниченного углового перемещения, а муфта и верхняя часть полого корпуса связаны зубчатым зацеплением.
Целесообразно вышеупомянутое зубчатое зацепление выполнить с расчетным зазором.
Выполнение втулки со сферическим фланцем и сопряжение его сферических поверхностей с ответными сферическими поверхностями муфты и нижней части полого корпуса увеличивает степень свободы движения шарнирного узла с одновременным сохранением герметичности конструкции при любом повороте втулки.
Зубчатое зацепление муфты и верхней части полого корпуса, выполненное с расчетным зазором, позволяет устранить относительное осевое и вращательное перемещение устройства и разместить электрический кабель в полости труб.
Сопоставление предлагаемого устройства с прототипом показало наличие новых элементов (зубчатое зацепление), новой формы выполнения известного элемента (выполнение втулки со сферическим фланцем), а также новых связей между элементами, что свидетельствует о соответствии критерию изобретения "новизна".
Поиск по отличительным признакам показал отсутствие таковых в других изобретениях, что свидетельствует о соответствии критерию "Изобретательский уровень".
На фиг. 1 и 2 представлено предлагаемое устройство в статическом состоянии и в момент работы, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение по А-А.
Предлагаемое устройство включает полый корпус из двух частей 1 и 2, муфты 3, втулки 4 со сферическим фланцем 5. Втулка 4 имеет с муфтой 3 и нижней частью 2 полого корпуса сферические сопрягаемые пары 6 и 7. Муфта 3 снабжена зубьями 8, а полый корпус - зубьями 9. Между зубьями 8 и 9 выполнен расчетный зазор, определяющий угловое отклонение без вращения.
Устройство работает следующим образом. Верхнюю часть 1 полого корпуса крепят к подвеске насосно-компрессорных труб, а нижнюю часть 2 - к муфтовому концу электроцентробежного насоса. Затем колонну труб спускают в наклонную или искривленную скважину на расчетную глубину и включают насос. При этом верхняя часть 1 полого корпуса вместе с втулкой 4 поворачивается от изгибающего усилия насосно-компрессорных труб на определенный угол кривизны места установки, сферические сопрягаемые пары 6 и 7 приходят в движение и втулка 4 занимает положение, определяемое расчетным зазором между зубьями. Насосно-компрессорная труба, которая несет на себе кривизну ствола скважины, поворачивается на шарнирном устройстве и снимает изгибающее усилие. Электроцентробежный насос при этом ложится, сохраняя свою ось прямой.
Таким образом, предлагаемое устройство, обладая необходимой подвижностью, позволяет сохранить высокую работоспособность электроцентробежного насоса и увеличить срок его службы при эксплуатации в наклонно-направленных и искривленных скважинах.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СКВАЖИННЫЙ ТРУБОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ | 2002 |
|
RU2239045C2 |
ШАРНИРНО-КУЛАЧКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ | 2001 |
|
RU2208185C2 |
СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО | 2000 |
|
RU2179232C1 |
СЛИВНОЙ КЛАПАН | 1997 |
|
RU2148704C1 |
СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО | 1997 |
|
RU2144131C1 |
ЗАМКОВАЯ ОПОРА ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА (ВАРИАНТЫ) | 1999 |
|
RU2179264C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ | 2000 |
|
RU2179670C1 |
ШТАНГОВЫЙ ГЛУБИННЫЙ НАСОС | 1998 |
|
RU2140570C1 |
УСТАНОВКА СКВАЖИННОГО ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА | 2000 |
|
RU2187624C2 |
ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ | 1999 |
|
RU2154224C1 |
Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для соединения насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом. Изобретение обеспечивает увеличение надежности работы насоса. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус, состоящий из двух частей, и шарнирный узел, состоящий из муфты, жестко связанной с нижней частью полого корпуса и втулки. Муфта и втулка имеют сферические сопряженные поверхности, при этом втулка имеет сферический фланец, поверхности которого сопряжены с ответными поверхностями муфты и нижней части полого корпуса, фланец втулки размещен в муфте с возможностью ограниченного углового перемещения, а муфта и верхняя часть полого корпуса связаны зубчатым зацеплением. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Комбинированная буровая штанга | 1988 |
|
SU1740614A1 |
Устройство для искривления компоновки испытателя пластов | 1977 |
|
SU652321A1 |
Шарнирный переходник | 1979 |
|
SU819294A1 |
1977 |
|
SU825826A1 | |
Шарнирная муфта преимущественно для бурильной колонны | 1981 |
|
SU1070294A1 |
SU 1290775 A1, 08.01.1985 | |||
Шарнирная муфта бурильной колонны | 1988 |
|
SU1656113A1 |
Гибкая колонна труб | 1988 |
|
SU1760076A1 |
ШАРНИР БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ | 1990 |
|
RU2007536C1 |
Авторы
Даты
2001-07-10—Публикация
2000-11-20—Подача