НАСОСНАЯ ШТАНГА Российский патент 2002 года по МПК E21B17/00 F04B47/00 

Устройство предназначено для использования в насосах для подъема жидкости из скважин в нефтяной промышленности.

Общеизвестна и находит всеобщее применение насосная штанга, включающая тело, по концам которого выполнены головки. Головка штанги состоит из присоединительной резьбы, упорного бурта для отказа резьбы, профилированной части - квадрата для вращения штанги ключом и опорного бурта, под который обычно захватывается штанга штанговым элеватором (1).

Особенностью данной конструкции является то, что в случае Производства спускоподъемных операций (СПО) по одноэлеваторной технологии, т.е. с помощью одного элеватора, постоянно подвешенного к крюку талевого блока, колонну штанг на устье скважины приходится устанавливать на опорный бурт, подставив под последний откидную или подкладную вилку, а захват штанги элеватором производить за квадрат и упорный бурт резьбы.

Однако при захвате штанги элеватором за квадрат в процессе свинчивания-развинчивания вместе со штангой вращается и элеватор и крюк, на котором висит элеватор. Участие во вращении штанги элеватора с крюком, имеющих существенно больший маховый момент инерции, вызывает опасные сотрясения элементов талевого блока, а при производстве свинчивания вручную создает дополнительные трудности из-за сил инерции и трения в подвижных частях талевого блока, вовлеченных во вращательное движение.

Имеется еще следующий, иногда являющийся даже более существенным, недостаток известной штанги. Этот недостаток проявляется при производстве СПО по одноэлеваторной технологии на скважинах, где наблюдается значительное отложение парафина на штангах - тогда для установки элеватора на квадрат штанги приходится производить дополнительные манипуляции для очистки штанги от осадков и определения ориентации граней квадрата с целью совмещения последнего с зевом элеватора.

По указанным двум причинам с известкой насосной штангой редко используется одноэлеваторная технология выполнения СПО, хотя такая технология обладает рядом преимуществ перед традиционной двухэлеваторной технологией производства СПО.

Изобретение имеет главной целью ускорение и повышение безопасности выполнения СПО со штангами путем совершенствования одноэлеваторной технологии CПО.

Поставленная цель достигается тем, что на головках штанги выполнен второй опорный бурт, расположенный от первого на расстоянии, равном сумме высоты корпуса штангового элеватора и длины резьбы штанги.

На фиг. 1 изображена предложенная насосная штанга; на фиг.2 изображена схема подвески ее на талевом блоке в момент свинчивания или развинчивания, а также показана установка колонны предложенных штанг на устье ремонтируемой штанги; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

Предложенная штанга состоит из тела 1, резьбы 2, упорного бурта 3, квадрата 4, опорного бурта 5. Второй опорный бурт 6 выполнен от бурта 5 на таком расстоянии, что между ними помешается корпус штангового элеватора 7 и, кроме того, остается осевой люфт - Δ, равный, по крайней мере, длине резьбы штанги.

Работа с предложенными штангами в процессе производства СПО.

При производстве СПО с помощью двух элеваторов последними захватывают штангу под любой из опорных буртов 5 и 6 и все операции остаются без изменений.

На фиг.2 показано выполнение СПО с предложенными штангами по одноэлеваторной технологии. При этом колонна штанг 8 устанавливается (подвешивается) на устье 9 скважины на втором опорном бурте 6, подставив под него откидную вилку 10. Свинчиваемая или развинчиваемая штанга подвешивается на штанговом элеваторе 7, установленном под первый опорный бурт 5, при этом применяется обычный элеватор с захватом за круглую часть штанги, в результате чего обеспечивается вращение штанги относительно элеватора в процессе свинчивания-развинчивания.

Благодаря этому во время свинчивания-развинчивания штанговый элеватор 7 и крюк талевого блока 11 остается неподвижными. Кроме того, последние не участвуют и в осевом движении штанги в процессе свинчивания-развинчивания, т. к. между опорными буртами 5, 6 и корпусом элеватора 7 имеется осевой люфт - Δ. По указанным причинам делается менее трудоемким ручное свинчивание штанг. Кроме того, захватывание элеватором тела штанги не вызывает трудностей и при отложениях парафина, т.к. ориентация элеватора относительно круглой части гораздо проще, чем относительно граней квадрата, которых к тому же и не видно из-за отложений парафина. С другой стороны, при работе с одним элеватором, постоянно подвешенным на талевом блоке, отпадают операции снятия одного элеватора с крюка 11 и установки на него другого элеватора. Более того, отпадает принципиальная надобность в крюке 11 с открывающимся зевом для пропуска штропа элеватора, при одноэлеваторной технологии СПО вместо крюка может быть использован промежуточный простейший штроп.

Изложенное свидетельствует, что предложенная конструкция штанги дает возможность объединить достоинства одноэлеваторных технологий СПО, устранив их недостатки, в результате чего становится возможным расширить производство работ со штангами по одноэлеваторной технологии.

По мнению авторов, изобретение может иметь следующие преимущественные области применения:
по основному назначению, т.е. для организации СПО со штангами по одноэлеваторной технологии;
при изготовлении насосных штанг с приваренными головками. В указанных конструкциях контактный сварочный шов между головкой и телом рекомендуется совместить со вторым опорным буртом, что дает возможность снизить рабочие напряжения растяжения в сварном шве в несколько раз;
при изготовлении насосных штанг с телом из композитного волокнистого материала. В таких конструкциях второй опорный бурт можно использовать как органичную часть узла соединения между металлической головкой и композитным стержнем-телом штанги;
для оснащения колонн штанг центраторами с целью борьбы с продольным изгибом насосных труб, уменьшения трения и износа и т.д. При этом использование предложенной штанги решает задачу осевой фиксации центраторов, для чего достаточно разместить их между двумя опорными буртами, например, на нижних концах штанг.

Источник информации
1. RU 2052627 C1, 20.01.1996.

Устройство предназначено для использования в насосах для подъема жидкости из скважин в нефтяной промышленности. Предложенная штанга состоит из тела и головок по обоим концам. Головка включает резьбу с упорным буртом, профилированную часть - квадрат и два опорных бурта. Расстояние между первым и вторым опорными буртами в головке равно высоте корпуса штангового элеватора плюс длина резьбы. В процессе спускоподъемных операций штанга захватывается элеватором под первый опорный бурт, а под второй опорный бурт устанавливается откидная (подкладная) вилка, на которой висит колонна штанг в процессе свинчивания-развинчивания верхней штанги, удерживаемой элеватором. Благодаря этому спускоподъемные операции выполняются с помощью одного, постоянно подвешенного к талевому блоку штангового элеватора, захватывающего штангу за круглую часть под опорным буртом. Усовершенствуется технология спускоподъемных операций со штангами в процессе ремонта скважин. 3 ил.

Насосная штанга, состоящая из тела и головок, включающих резьбу с упорным буртом, профилированную часть для захвата ключом и опорный бурт, отличающаяся тем, что на головках штанги выполнен второй опорный бурт, расположенный от первого на расстоянии, равном сумме высоты корпуса штангового элеватора и длины резьбы штанг.