ШАРНИРНАЯ МУФТА НАСОСНЫХ ШТАНГ Российский патент 2013 года по МПК E21B17/04 

Описание патента на изобретение RU2499877C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для использования при механизированном способе добычи нефти с применением штанговой колонны в искривленном стволе скважины.

Известна комбинированная буровая штанга /см. а.с. СССР №1740614, кл. E21B 17/20, 1992/, 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 не пригодно для соединения насосных штанг.

Известна шарнирная муфта штанговой колонны /RU 2124109 кл. E21B 17/00, 27.12.1998/, выполненная в виде стакана с внутренней расточкой и присоединительной резьбой для штанг на одном конце, разрезной опорной втулки, жестко связанной со вторым концом стакана и снабженной конической расточкой, размещенной внутри стакана на уровне его расточки, и полуштанги со сферической головкой, размещенной в расточке стакана и кинематически связанной одновременно с конической расточкой разрезной опорной втулки и торцом штанги, ввернутой в резьбовой конец стакана, а тело полуштанги размещено в осевом отверстии разрезной опорной втулки с радиальным зазором. Недостатком устройства является, отсутствие системы смазки и изоляции шарнирного узла от внешней агрессивной среды, сложность конструкции, высокая вероятность возникновения изгибающего момента на контакте полуштанги со сферическим наконечником и опорной втулкой в искривленных участках ствола скважины.

Известна соединительная муфта насосных штанг /RU 2017930 кл. E21B 17/05, 15.08.1994/, 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. Недостатком данной конструкции является сложность конструкции и невозможность вращения полумуфт относительно друг друга, также отсутствует система смазки и изоляции шарнирного узла от внешней агрессивной среды.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является соединительная муфта насосных штанг /RU 2211909 кл. E21B 17/01, 10.09.2003/, содержащая составной корпус, связанный между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца. При этом данная конструкция, как и предлагаемая, обеспечивает не только поворот частей корпуса (полумуфт) по вертикали, но и их вращение вокруг собственной оси вследствие воздействия нагрузок.

Недостатком известного устройства является отсутствие стопорящего шаровой палец элемента, также конструкцией не предусмотрены система смазки и изоляции от внешней агрессивной среды (механических примесей, воды и т.д.) шарового узла, что в совокупности снижает надежность устройства.

Задачей изобретения является упрощение конструкции шарнирной муфты насосных штанг, исключение воздействия крутильных и изгибающих колонну штанг моментов и увеличение надежности представленного изделия.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства шарнирной муфты насосных штанг, обеспечивающего поворот и взаимное вращение элементов колонны штанг в искривленном стволе подъемных труб, при этом изменение угла поворота осуществляется обратно пропорционально крутящему моменту, возникающему вследствие силы трения между колонной штанг и колонной подъемных труб.

Указанная задача решается тем, что в предложенной шарнирной муфте, корпус, состоящий из двух полумуфт, обеспечивает их взаимное вращение и поворот друг относительно друга, с помощью шарового узла, при этом изоляция данного узла от внешней среды и предотвращение выхода смазывающей жидкости осуществляется с помощью резиновой прокладки и прижимного пыльника. Особенность заключается в том, что шаровой узел включает в себя систему смазки с полиамидной прокладкой обеспечивающих уменьшение износа трущихся зон, при этом седло шарового пальца представляет собой единый корпус с верхней полумуфтой имеющей ребра жесткости, шаровой палец в свою очередь соединяется с нижней полумуфтой присоединительной резьбой и фиксируется стопорным кольцом.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства (продольное сечение устройства); фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - вид В на фиг.1.

Шарнирная муфта насосных штанг содержит верхнюю полумуфту 1 включающую в себя седло 2 шарового пальца 3 с ребрами жесткости 4 и нижнюю полумуфту 5, с установленным в него посредством присоединительной резьбы, упорного бурта 6 и стопорного кольца 7 шаровым пальцем 3, связанные в шаровой узел. Полость шарового узла, заполненная смазывающей жидкостью 8 с вставленной на контакте шарового пальца и седла полиамидной прокладкой 9, изолирована от внешней среды резиновой прокладкой 10 и прижимным пыльником 11.

Устройство работает следующим образом, в наклонно направленных и искривленных скважинах при движении колонны штанг и возникновении изгибающих и крутильных усилии, в случае отсутствия выше по колонне штанг аналогичных устройств, происходит вращение и поворот нижней полумуфты 5 в шаровом узле, включающем седло 2 шарового пальца и шаровой палец 3, при этом нагрузки от нижней полумуфты 5 через шаровой палец 3 и полиамидную прокладку 9 передаются на верхнюю полумуфту 1.

При повороте нижней полумуфты 5 прижимной пыльник 11 толкает резиновую прокладку 10 для предотвращения выхода из шарового узла смазывающей жидкости 8, обеспечивающей в совокупности с установленной полиамидной прокладкой снижение силы трения между седлом шарового пальца 2 и шаровым пальцем 3.

Предлагаемое устройство позволяет снизить износ шарового узла, частоту отворотов и обрывов колонны штанг вследствие уменьшения влияния напряжения изгиба и кручения на искривленных участках ствола скважины, что в комплексе способствует повышению надежности работы шарнирной муфты насосных штанг в наклонно направленных скважинах и повышению межремонтного периода насосного оборудования.

Похожие патенты RU2499877C1

название год авторы номер документа
ШТАНГОВАЯ КОЛОННА 1997
  • Зубаиров С.Г.
  • Токарев М.А.
RU2124109C1
СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛОННЫ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2002
  • Кормишин Е.Г.
  • Винокуров В.А.
  • Гафиятуллин Х.Х.
  • Костяницын Г.М.
RU2237792C2
ШТАНГОВАЯ КОЛОННА 2017
  • Зубаиров Сибагат Гарифович
  • Хафизов Ильдар Фанилевич
  • Янкин Артем Борисович
RU2667397C1
ШТАНГОВАЯ КОЛОННА 2006
  • Зубаиров Сибагат Гарифович
  • Токарев Михаил Андреевич
  • Салихов Искандер Александрович
  • Халимов Фирдавис Гарифович
  • Исангулов Денислам Римович
RU2310733C2
ШАРНИРНЫЙ ПЕРЕХОДНИК ДЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2016
  • Нагуманов Марат Мирсатович
  • Камильянов Тимербай Сабирьянович
  • Ахметшагиев Фанис Кашипович
  • Котляров Артем Леонидович
RU2622560C1
МУФТА СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ДЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2005
  • Надршин Альберт Сахабович
  • Самородов Алексей Аркадьевич
  • Эпштейн Аркадий Рувимович
RU2307228C2
СТЫКОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО 2003
  • Галай Михаил Иванович
  • Никитин Вячеслав Михайлович
  • Эпштейн А.Р.
RU2266407C2
ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2006
  • Галай Михаил Иванович
  • Демяненко Николай Александрович
  • Лобов Александр Иванович
RU2312968C1
СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА НАСОСНЫХ ШТАНГ 2001
  • Газаров А.Г.
  • Эпштейн А.Р.
  • Буранчин А.Р.
RU2211909C2
СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛОННЫ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2011
  • Халимов Радик Расифович
  • Набиуллин Рустем Фахрасович
  • Гусманов Айнур Рафкатович
  • Губаев Рим Салихович
  • Сулейманов Фарид Баширович
RU2456429C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 499 877 C1

Реферат патента 2013 года ШАРНИРНАЯ МУФТА НАСОСНЫХ ШТАНГ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для использования при механизированном способе добычи нефти с применением штанговой колонны в искривленном стволе скважины. Соединительная муфта насосных штанг включает составной корпус, содержащий полую верхнюю и нижнюю полумуфты. Полумуфты связаны между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца. Шаровой палец установлен в нижней полумуфте посредством присоединительной резьбы и соединен с верхней полумуфтой в седле по сферической поверхности с зазором, заполненным смазывающей жидкостью. При этом верхняя полумуфта имеет ребра жесткости на контакте шарового пальца с седлом установлена полиамидная прокладка. Весь узел изолирован от внешней среды резиновой прокладкой и прижимным пыльником. Конструкция позволяет снизить износ шарового узла, частоту отворотов и обрывов колонны штанг вследствие уменьшения воздействия напряжения изгиба и кручения на искривленных участках ствола скважины. Такая конструкция способствует повышению надежности работы шарнирной муфты насосных штанг в наклонно направленных скважинах и повышению межремонтного периода колонны штанг. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 499 877 C1

Соединительная муфта насосных штанг, включающая составной корпус, содержащий полую верхнюю и нижнюю полумуфты, связанные между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца, установленного в нижней полумуфте посредством присоединительной резьбы и соединенного с верхней полумуфтой в седле по сферической поверхности с зазором, отличающаяся тем, что верхняя полумуфта имеет ребра жесткости, зазор заполнен смазывающей жидкостью, на контакте шарового пальца с седлом установлена полиамидная прокладка и весь шаровой узел изолирован от внешней среды резиновой прокладкой и прижимным пыльником.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2499877C1

СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА НАСОСНЫХ ШТАНГ 2001
  • Газаров А.Г.
  • Эпштейн А.Р.
  • Буранчин А.Р.
RU2211909C2
МУФТА СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ДЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ 2005
  • Надршин Альберт Сахабович
  • Самородов Алексей Аркадьевич
  • Эпштейн Аркадий Рувимович
RU2307228C2
Способ получения строительного материала и устройство для осуществления способа 1945
  • Лапшин П.В.
SU67219A1
CN 201412080 Y, 24.02.2010
WO 03080989 A1, 02.10.2003
US 2005211444 A1, 29.09.2005.

RU 2 499 877 C1

Авторы

Кочеков Михаил Артемьевич

Ситдиков Марат Ринатович

Ишемгужин Игорь Евгеньевич

Даты

2013-11-27Публикация

2012-04-27Подача