Протектор для насосных штанг (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК E21B17/10 

2. Протектор для насосных штанг, сод ржащий цилиндрический корпус с соединительными резьбовыми участками и расположенную под углом к его оси направляющую канавку с размещенными в ней опорными щарами, отличающийся тем, что

на корпусе выполнена дополнительная направляющая канавка с опорными щарами, угол наклона которой к оси корпуса не равен углу наклона основной направляющей канавки.

1. Протектор для насосных штанг, содержащий цилиндрический корпус с соединительными резьбовыми участками и расположенную под углом к его оси направляющую канавку с размещенными в ней опорными шарами, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы щтанг за счет уменьшения их вибрации, на корпусе выполнена дополнительная направляющая канавка с опорными шарами, расположенная относительно оси корпуса под углом, равным углу наклона основной направляющей канавки, и имеющая опорные шары, причем диаметр последних неравен диаметру опорных шаров основной направляющей канавки. € сл 00 о rsD

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в искривленных скважинах, эксплуатируемых штанговыми установками.

Известна конструкция . протектора, включающая цилиндрический корпус с соединительными резьбовыми участками по концам и обойму с шариками, закрепленную на наружной поверхности корпуса 1.

Недостаток данного протектора заключается в том, что опоры качения из-за постоянного контакта со стенками обсадной колонны быстро изнашиваются.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является протектор для насосных штанг, включающий цилиндрический корпус с соединительными резьбовыми участками по концам и расположенную под углом к его оси направляющую канавку с размещенными в ней опорными шарами 2.

Недостаток известного протектора заключается в том, что при перекатывании шаров по направляющей канавки в колонне насосных штанг возникают вибрации, приводяшие к преждевременному выходу их из строя.

Цель изобретения - повышение срока службы штанг за счет уменьшения их вибрации.

Указанная цель достигается тем, что в протекторе для насосных штанг, содержащем цилиндрический корпус с соединительными резьбовыми участками и расположенную под углом к его оси направляющую канавку с размещенными в ней опорными шарами, на корпусе выполнена дополнительная направляющая канавка с опорными щарами, расположенная относительно оси корпуса под углом, равным углу наклона основной направляющей канавки, и имеющая опорные щары, причем диаметр последних не равен диаметру опорных шаров основной направляющей канавки.

Кроме того, в протекторе для насосных штанг, содержащем цилиндрический корпус с соединительными резьбовыми участками и расположенную под углом к его оси направляющую канавку с размещенными в ней опорными шарами, на корпусе выполнена дополнительная направляющая канавка с опорными шарами, угол наклона которой к оси корпуса не равен углу наклона основной направляющей канавки.

На фиг. 1 показан вариант протектора для насосных штанг с шарами разного диаметра; на фиг. 2 и 3 - вариант протектора для насосных штанг с расположением основной и дополнительной направляющих канавок под разным углом относительно оси корпуса.

Протектор насосных штанг содержит цилиндрический корпус 1, имеющий основную 2 и дополнительную 3. направляющие, в которых размещены опорные тела качения, например шарики 4. Направляющие 2 и 3 представляют собой замкнутые канавки, выполненные на боковой поверхности корпуса 1. Каждая из канавок размещена в плоскости, образующей с продольной осью О-О корпуса 1 угол а, не равный 90°. причем каждое тело 4 качения при движении муфты вращается вокруг собственной оси и перемещается вдоль канавки. Шарики протектора имеют возможность взаимодействия с колонной подъемных труб 5.

Диаметры d и dj, шариков 4, размешенных, по крайней мере, в двух разных канавках 2 и 3 по варианту 1, не равны между собой, т. е. di 7 иг (фиг. 1).

По варианту 2 (фиг. 2 и 3) углы наклона о и Д плоскостей основной и дополнительной канавок 2 и 3 и соответственно к продольной оси О-О корпуса 1 не равны между собой, т. е. di ф.

Корпус протектора имеет соединительные резьбовые участки 6 и 7 для соединения со штангами колонны насосных труб.

Для удержания шариков в направляюших канавках служит накладка 8.

Протектор насосных штанг работает следующим образом.

При возвратно-поступательном движении штанговой колонны шарики 4 перекатываются по внутренней поверхности подъемной трубы 5, расположенной в зоне искривления скважины. Сила трения между трубой 5 и катящимся по ней шаром 4

прижи 4ает его к верхней или нижней поверхности направляющей канавки 2 или 3. Так как канавка 2 или 3 наклонная,..то шары 4 будут перемеш,аться вдоль по канавке 2 или 3, выходя из зоны контакта с трубой 5. Освободившееся место будет занято следующим шаром и т. д. Скорость перемещения шаров 4 по канавке 2 или 3, будет зависеть от угла наклона а канавки 2 или 3 силы прижатия муфты к трубе 5 и коэффициента трения шаров 4 и может регулироваться выполнением канавок 2 или 3 с различным углом наклона ot.

По первому варианту (фиг. 1) за счет выполнения шаров в канавках 2 или 3 разного диаметра уменьшается вибрация штанговой колонны, вызванная перекатыванием шаров за счет несовпадения моментов выхода шаров из зоны контакта в разных канавках.

По второму варианту (фиг. 2-3) подобный же эффект достигается путем выполнения основной и дополнительной канавок 2 и 3 с разными углами наклона. Такое выполнение обеспечивает перемещение шаров 4 вдоль канавок 2 или 3 на участках с различной кривизной скважины за счет величины силы трения.

Количество направляющих канавок (две, три, четыре и т. д.) и угол наклона каждой из них определяются, исходя из условий конкретной скважины или месторождения.

Технико-экономическая эффективность заключается в снижении материальных затрат на ремонт скважин, связанный с выходом из строя насосных штанг от вибраций и динамических нагрузок.