Устройство для предупреждения солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса Советский патент 1990 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технике добычи нефти, а именно к устройствам для предупреждения соле- отложений в приемной части скважин- ного штангового насоса, и может быть .использовано при добыче нефти из сквжин „

Цель изобретения - повышение эффективности путем преобразования части энергии периодических продольных перемещений корпуса в энергию его полигармонических вибрацийо

На показано устройство для предупреждения солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиго К

Устройство для предупреждения солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса, цилиндр которого установлен в корпусе и связан с колонной насосных труб, а плунжер - с колонной насосных штанг (не показаны), содержит вибратор 1 с по меньшей мере, двумя подпружиненными эксцентриками 2, установленными с возможностью взаимодействия с по кра ней мере одной из ряда поперечных канавок 3 ниппеля 4 Устройство допол- нительно снабжено присоединительной муфтой 5 с радиальными каналами 6 и хвостовиком 7. Присоединительная муфта 5 установлена со стороны нижнего конца корпуса и к ней упруго посредством цилиндрических пружин 8 и 9 подвешены последовательно цилиндрический ниппель 4 и хвостовик 7„ Эксцентрики 2 вибратора 1 выполнены в виде размещенных в радиальных каналах 6 присоединительной муфты 5 шариков 10 (), а поперечные ка

0

5

0

.

5

0

0

5

навки 3 ниппеля 4 расположены на его наружной цилиндрической поверхности (не обозначена), причем подпружинива- ние шариков 10 выполнено посредством плоских пружин 11, установленных в заглушенных пробками 12 радиальных каналах 6 присоединительной муфты 5„ Ниппель 4 подвешивается на втулке 13 присоединительной муфты 5, а хвостовик 7 - на гайках 14 ниппеля 4 посредством соответственно цилиндрических пружин 8 и 9 о

Жесткость установленной между ниппелем 4 и хвостовиком 7 пружины 9 (а, в частном случае, и пружины 8) определяется из условия кратности собственной частоты колебаний упруго подвешенного хвостовика 7 числу двойных ходов станка-качалки (не показан) как привода скважинного штангового насоса, т0ес частоте внешней возмущающей нагрузки, и определяется из соотношения

С ak%

где С - жесткость пружины; а - масса хвостовика; k - собственная круговая частота колебаний упруго подвешенного хвостовика; k 21Гп т/60, где п 1, 2, 3,...;

т - число двойных ходов в минуту станка-качалки (привода) скважинного штангового насосаТаким образом,

С a (2fTn- m/60). (1)

Устройство работает следующим образом.

При движении колонны насосных штанг вверх и вниз колонна насосных

труб периодически нагружается весом столба жидкости в ней над пдунжером скважинного штангового насосаа В результате в соответствии с законом Гука низ колонны насосных труб, а следовательно, и корпус скважинного штангового насоса периодически перемещаются (колеблются) в продольном направлении с частотой, равной или кратной числу двойных ходов станка- качалки как привода колонны насосных штанг,,

При упругой подвеске хвостовика 7 обладающего определенной массой, а значит, и инерционностью, он начинает раскачиваться (колебаться) относительно корпуса скважинного штангового насоса0 Поскольку пружина 9 подбирается с учетом условия (1.), то несмотря на относительно небольшое число двойных ходов в минуту станка- качалки совпадение (кратность) частоты вынужденных колебаний (тае, числа двойных ходов в минуту) с одной из собственных час -. колебаний упруго подвешенного хво овика 7 резко интенсифицирует прочее:: вибраций его относительно корпуса скважинного штангового насоса Возникающая при вибрациях хвостовика 7 переменная составляющая силы гидравлического сопротивления (потерь напора) от трения жидкости о внутреннюю поверхность хвостовика приводит к возникновению переменного во времени гидродинамического давления, т.еа к интенсификации (или к возникновению) турбулизации жидкости, что, в свою очередь, пре- дотвращает или снижает интенсивность солеотложенийо Кроме того, вибрации хвостовика 7 вызывают виброперемещения пульсирующего типа (т0е0 дополнительные встряхивания) ниппеля 4 относительно муфты 5, При этом шарики 10, перемещаясь из одной поперечной канавки 3 на наружной цилиндрической поверхности ниппеля 4 в другую, вызывают дополнительное, более высокочастотное, пульсационное изменение продольной динамической нагрузки на ниппеле 4 и хвостовике 7, т.е .накладывают на переменные гидродинамические давления от низкочастотных продольных виброперемещений хвостовика 7 более высокочастотные гидродипанические импульсы давления и этим усиливают эффективность предупрежде

ния солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса,, Шаг поперечных канавок 3 на наружной цилиндрической поверхности ниппеля А предопределяется требуемой частотой высокочастотной составляющей гидродинамического давления, зависящей от свойств добываемой пластовой (сква- жинной) жидкости, режима ее добычи, длины хвостовика и др„ Подбирая шаг поперечных канавок 3 на наружной цилиндрической поверхности ниппеля 4 с учетом свойств добываемой из сква- 5 жины (не показана) пластовой жидкости, можно свести интенсивность, и соответственно, скорость солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса к минимуму, вплоть до полного их предотвращения.

0

Формула изобретения

Устройство для предупреждения солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса, цилиндр которого установлен в корпусе и связан с колонной насосных труб, а плунжер - с колонной насосных штанг, со- держащее ниппель с поперечными канавками и вибратор с по меньшей мере двумя подпружиненными эксцентриками, установленными с возможностью взаимодействия с по меньшей мере одной из

ряда поперечных канавок ниппеля, о т-

личающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем преобразования части энергии периодических продольных перемещений корпуса в энергию его полигармонических вибраций, устройство дополнительно снабжено присоединительной муфтой с радиальными каналами и хвостовиком, присоединительная муфта установлена со стороны нижнего конца корпуса и к ней упруго посредством цилиндрических пружин подвешены последовательно цилиндрический ниппель и хвостовик, эксцентрики вибратора выполнены в виде размещенных в радиальных каналах присоединительной муфты шариков, а поперечные канавки%ниппеля расположены на его наружной цилиндрической поверхности, причем подпружинивание шариков выполнено посредством плоских пружин, установленных в заглушенных радиальных каналах муфтыо

Изобретение может быть использовано в устройствах для предупреждения солеотложений в приемной части скважинного штангового насоса. Цель изобретения - повышение эффективности устройства путем преобразования части энергии периодических продольных перемещений корпуса в энергию полигармонических вибраций. Цилиндр установлен в корпусе и связан с колонной насосных труб, плунжер - с колонной насосных штанг. Подпружиненные эксцентрики 2 вибратора 1 установлены с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одной из ряда поперечных канавок 3 ниппеля 4. Присоединительная муфта 5 с радиальными каналами 6 и хвостовиком 7 установлена со стороны нижнего конца корпуса. К муфте 5 при помощи пружин 8, 9 последовательно подвешены ниппель 4 и хвостовик 7. Эксцентрики 2 выполнены в виде размещенных в каналах 6 шариков. Канавки 3 расположены на наружной цилиндрической поверхности ниппеля 4. Подпружинивание шариков выполнено посредством плоских пружин 11, установленных в каналах 6. Шаг канавок 3 определяется требуемой частотой высокочастотной составляющей гидродинамического давления, зависящей от свойств добываемой жидкости, режима ее добычи, длины хвостовика 7. 2 ил.

Редактор О.Юрковецкая

Составитель Э„Гинзбург

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 2241

Тираж 502

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное