СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО НАСОСНОЙ ШТАНГИ ДЛЯ ВИНТОВОГО НАСОСА Российский патент 2014 года по МПК E21B17/42 E21B17/00 

НАЗНАЧЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к штанговым устройствам и используется в нефтяных скважинах на месторождениях нефти, особенно в специальных устройствах насосных штанг для привода винтовых насосов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычные насосные штанги для привода винтовых насосов на месторождениях включают в себя общие насосные штанги и штанги с веерообразным оголовком. Две насосные штанги соединены с помощью общей втулки. Один торец втулки связан резьбой с концом одной штанги, а другой торец связан резьбой с соответствующим концом другой насосной штанги. Поскольку соединение использует только резьбу, насосные штанги имеют низкую прочность на кручение и в основном используются в скважинных насосах с возвратно-поступательным линейным движением. Когда насосные штанги имеют веерообразные оголовки, вращение в винтовой насос передается хорошо, но связи между втулками и насосными штангами быстро ослабевают, что ведет к аварии, тем самым снижая эффективность работы винтовых насосов.

В связи с вышеописанными проблемами одной целью изобретения является создание такого соединения для штанговых винтовых насосов, которое имеет высокую прочность на кручение и устойчиво к нагрузкам на разрыв.

Для достижения вышеуказанной цели в соответствии с одним из вариантов изобретения предусмотрено соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса, содержащее стержень штанги с расположенной на нем направляющей накидной втулкой, при этом на одном торце стержня штанги выполнены клиновидный паз и внешняя резьба, а на другом торце стержня штанги выполнен клиновидный выступ, вблизи которого расположена позиционирующая гайка, которая во взаимодействии с направляющей накидной втулкой образует разъемное соединение на другом торце стержня штанги.

Для большей надежности предотвращения разрыва штанги на стержне штанги между позиционирующей гайкой и клиновидным выступом расположена внутренняя гайка.

Таким образом, направляющая накидная втулка стабильно фиксируется в осевом направлении посредством позиционирующей гайки и внутренней гайки.

Наружная накидная гайка расположена на стержне штанги и выполнена с возможностью взаимодействия с направляющей накидной втулкой. Направляющая накидная втулка надежно зафиксирована в осевом направлении с помощью накидной гайки.

На одном конце направляющей накидной втулки выполнен внутренний выступ с возможностью взаимодействия с позиционирующей гайкой, а другой конец направляющей накидной втулки снабжен внутренней соединительной резьбой. Внутреннее резьбовое соединение направляющей накидной втулки одной штанги взаимодействует с внешним резьбовым соединением стержня другой штанги. Таким образом, две штанги подключены через направляющую накидную втулку, которая фиксирует их в осевом направлении посредством позиционирующей гайки.

Разъемное соединение, выполненное в виде резьбового соединения, удобно для разборки.

Преимущества изобретения приведены ниже. Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса содержит стержень штанги с расположенной на нем направляющей накидной втулкой, при этом на одном торце стержня штанги выполнены клиновидный паз и внешняя резьба, а на другом торце стержня штанги выполнен клиновидный выступ, вблизи которого расположена позиционирующая гайка, которая во взаимодействии с направляющей накидной втулкой образует разъемное соединение на другом торце стержня штанги. Клиновидный паз одного стержня штанги входит в зацепление с клиновидным выступом другого стержня штанги, чем достигается надежное соединение двух стержней насосных штанг. Область соединения двух стержней насосных штанг окружена направляющей накидной втулкой, которая фиксирует две насосные штанги в осевом направлении.

При этом обеспечиваются тонкая настройка длины штанги, беззазорное соединение стержней штанги и надежная контровка. В результате соединение может передавать большой крутящий момент, тем самым повышая прочность на кручение всей колонны штанг для винтовых насосов скважин. Кроме того, позиционирующая гайка, внутренняя гайка и накидная гайка фиксируют направляющую накидную втулку в осевом направлении. Таким образом, сборная насосная штанга не будет ослабевать и будет устойчива к разрыву, что позволит избежать несчастных случаев. При этом повышается эффективность работы, а себестоимость производства снижается. Следовательно, изобретение создает технический результат.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена конструктивная схема соединительного устройства насосной штанги, на фиг. 2 - конструктивная схема соединения двух стержней насосной штанги.

На чертежах используются следующие обозначения: Клиновидный паз 1; Внешняя резьба 2; Стержень 3 штанги; Накидная гайка 4; Внутренний выступ 5; Позиционирующая гайка 6; Внутренняя гайка 7; Клиновидный выступ 8; Направляющая накидная втулка 9; Соединительная внутренняя резьба 10. Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса содержит направляющую накидную втулку 9 с внутренним выступом 5 с одной стороны и с внутренней соединительной резьбой 10 с другой стороны, стержень 3 штанги, выполненный с наружной резьбой с двух сторон, а также с клиновидным пазом 1 на одном торце и с клиновидным выступом 8 на другом торце, накидную гайку 4 и позиционирующую гайку 6, при этом со стороны клиновидного выступа 8 на стержне 3 установлены накидная гайка 4 и направляющая накидная втулка 9, внутри которой до контакта с ее внутренним выступом 5 на стержень 3 установлена позиционирующая гайка 6, причем клиновидный выступ 8 выполнен с возможностью его размещения в клиновидном пазу 1 соседнего стержня 3 при соединении последнего с направляющей накидной втулкой 9. Устройство снабжено внутренней гайкой 7, навинченной со стороны клиновидного выступа 8 на стержень 3 до контакта с позиционирующей гайкой 6. Накидная гайка 4 навинчена на стержень 3 до контакта с направляющей накидной втулкой 9. Внутренний выступ 5 направляющей накидной втулки 9 выполнен с возможностью взаимодействия с позиционирующей гайкой 6. Соединение направляющей накидной втулки 9 с соседним стержнем 3 выполнено в виде разъемного соединения внешней резьбы 2 последнего с внутренней резьбой 10 накидной втулки 9.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на фиг. 1, соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса включает в себя стержень 3 штанги и расположенную на нем направляющую накидную втулку 9. Клиновидный паз 1 расположен на одном торце стержня 3 штанги. Внешняя резьба (резьбовое соединение) 2 вблизи клиновидного паза 1 расположено на одном торце стержня 3 штанги, а клиновидный выступ 8 расположен на другом торце стержня 3 штанги. Позиционирующая гайка 6 расположена вблизи клиновидного выступа 8 и удерживает направляющую накидную втулку 9, позволяя при этом быстро сочленять (например, резьбовым соединением резьбы 2 и резьбы 10) соседние стержни 3 штанг. Внутренняя гайка 7 расположена с возможностью перемещения (например, по резьбе) по стержню 3 штанги между позиционирующей гайкой 6 и клиновидным выступом 8. Накидная гайка 4 расположена с возможностью перемещения (например, по резьбе) по стержню 3 штанги и удерживает направляющую накидную втулку 9. Выступ 5 расположен внутри с одного конца направляющей накидной втулки 9 для взаимодействия с позиционирующей гайкой 6, а другой конец направляющей накидной втулки 9 снабжен внутренней соединительной резьбой 10 для сочленения резьбовым соединением с резьбой 2 с верхнего торца соседнего (сопрягаемого) стержня 3 штанги.

Процесс соединения показан на фиг. 1 и фиг. 2. На теле стержня 3 штанги последовательно расположены накидная гайка 4 и направляющая накидная втулка 9. Позиционирующая гайка 6 и внутренняя гайка 7 завинчиваются при вращении. Позиционирующая гайка 6 и выступ 5 направляющей накидной втулки 9 фиксируют последнюю в осевом направлении. После этого клиновидный выступ 8 первого стержня 3 штанги входит в клиновидный паз 1 второго стержня 3 штанги, чтобы добиться соединения двух стержней 3 втулкой 9, навинчиваемой резьбой 10 на внешнюю резьбу 2 второго стержня 3. Когда накидная гайка 4 затянута, втулка 9 с помощью позиционирующей гайки 6, внутренней гайки 7 и накидной гайки 4 надежно фиксируется в осевом направлении, обеспечивая надежное соединение двух стержней 3 штанги между собой. Заявляемое техническое решение - произвести тонкую настройку и надежную контровку длины штанги и обеспечить беззазорное соединение стержней штанги. Данное соединение эффективно улучшает прочность на кручение связанных стержней насосных штанг. Число стержней насосных штанг определяется реальными потребностями, и, таким образом, множество последовательно соединенных стержней насосных штанг образуют единую штанговую цепь. Следует отметить, что приведенные примеры предназначены для описания, а не для ограничения изобретения. Для специалиста в данной области очевидно, что без отступления от изобретения в его более широких аспектах могут быть сделаны изменения и модификации, которые охватываются формулой изобретения.

Изобретение относится к соединениям насосных штанг для привода винтовых насосов. Техническим результатом является повышение прочности на кручение и устойчивости к нагрузкам на разрыв. Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса содержит накидную втулку с внутренним уступом с одной стороны и внутренней резьбой с другой стороны, стержень штанги, накидную гайку и позиционирующую гайку. Стержень штанги выполнен с наружной резьбой, а также клиновидным пазом на одном торце и с клиновидным выступом на другом торце. При этом со стороны клиновидного выступа на стержне установлены накидная гайка и направляющая накидная втулка, внутри которой до контакта с ее внутренним уступом на стержень установлена позиционирующая гайка. Клиновидный выступ выполнен с возможностью его размещения в клиновидном пазу соседнего стержня при соединении последнего с направляющей накидной втулкой. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса, содержащее направляющую накидную втулку с внутренним уступом с одной стороны и с внутренней резьбой с другой стороны, стержень штанги, выполненный с наружной резьбой, а также с клиновидным пазом на одном торце и с клиновидным выступом на другом торце, накидную гайку и позиционирующую гайку, при этом со стороны клиновидного выступа на стержне установлены накидная гайка и направляющая накидная втулка, внутри которой до контакта с ее внутренним уступом на стержень установлена позиционирующая гайка, причем клиновидный выступ выполнен с возможностью его размещения в клиновидном пазу соседнего стержня при соединении последнего с направляющей накидной втулкой.

2. Соединительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено внутренней гайкой, навинченной со стороны клиновидного выступа на стержень до контакта с позиционирующей гайкой.

3. Соединительное устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что накидная гайка навинчена на стержень до контакта с направляющей накидной втулкой.

4. Соединительное устройство по п.3, отличающееся тем, что внутренний выступ направляющей накидной втулки выполнен с возможностью взаимодействия с позиционирующей гайкой.
5. Соединительное устройство по п.4, отличающееся тем, что соединение направляющей накидной втулки с соседним стержнем выполнено в виде разъемного соединения внешней резьбы последнего с внутренней резьбой накидной втулки.