Демпфер насосных штанг

Демпфер насосных штанг

Реферат

Изобретение относится к технике добычи нефти, а именно к скважинным штанговым насосным установкам, используемым при добыче нефти.

Известно аналогичное устройство - компенсатор, входящий в состав скважинной штанговой насосной установки, включающей насос, колонны НКТ и насосных штанг и соединяющие головки верхней и нижней штанг компенсаторы. Компенсатор выполнен в виде закрепленных на колонне насосных штанг стаканов с отверстием в днище и упругим элементом (выполненным внутри цилиндрического корпуса в виде обратного клапана и средоразделителя, пространство между которыми заполнено газом), связанным с днищем стакана и головкой нижней штанги (К.Р.Уразаков и др. Нефтепромысловое оборудование для кустовых скважин. - М.: Недра, 1999, с.108).

Недостатком данного компенсатора является:

- низкая эффективность работы из-за невозможности уменьшить и регулировать инерционные нагрузки, действующие в точке подвеса колонны штанг при ее ходе вниз.

Также известно аналогичное устройство - компенсатор, входящий в состав скважинной штанговой насосной установки по патенту №2209341 (№ заявки 2002112124/06, опубликовано 27.07.2003 г.). Компенсатор выполнен в виде стакана, соединяющего головки верхней и нижней штанг, при этом стакан снабжен регулировочным средством и упругим элементом в виде тарельчатой пружины, связанной с днищем стакана и ступенью большего диаметра головки нижней штанги.

Недостатком компенсатора является:

- низкая эффективность работы из-за невозможности уменьшить инерционные нагрузки;

- конструкция имеет низкую степень надежности из-за повышенного износа трущихся поверхностей и упругого элемента вследствие изгиба и вращения колоны штанг;

- высокая жесткость упругих элементов (пружина тарельчатая), что не позволяет гасить осевые колебания от небольших нагрузок, а при высоких нагрузках при движении штанги вверх возникают удары и резонансные колебания.

Задача данного изобретения - повышение эффективности работы штанговой колонны при уменьшении инерционных нагрузок в точке подвеса штанг и снижении осевых колебаний возле глубинного насоса при ее ходе вверх-вниз.

Поставленная задача достигается тем, что демпфер насосных штанг содержит поршень, размещенный в цилиндрическом корпусе с образованием поршневой полости, при этом поршень соединен со штоком, на торце цилиндрического корпуса установлена пробка-направляющая для штока, внутри которого выполнен канал, соединяющий штоковую полость с поршневой, с установленным в нем, на торце штока жиклером для регулирования скорости перетока масла, залитого в поршневой полости, при этом в корпусе установлена одна или две пневмокамеры.

Посредством резьбы соединены поршень со штоком. Шток перемещается в пробке-направляющей. Шток имеет канал для перетока масла при работе демпфера; и жиклер, установленный на торце штока, для регулировки скорости перетока масла, что позволяет регулировать и уменьшать инерционные нагрузки. Жиклер позволяет при ходе вверх и вниз штанговой колонны с определенной скоростью перетекать жидкости (маслу) из одной полости в другую. А пневмокамера совместно с жиклером позволяет плавно гасить инерционные нагрузки, возникающие при смене направления движения колонны штанг в диапазоне длины хода и скорости движения плунжера штангового насоса.

Отличительными признаками данного изобретения является:

- наличие упругого элемента - пневмокамеры (одной или двух), которые обеспечивают плавность работы.

- наличие жиклера, позволяющего с заданной скоростью перетекать жидкости из одной камеры в другую.

На чертеже схематично представлен демпфер насосных штанг, общий вид в разрезе.

Демпфер насосных штанг снабжен цилиндрическим корпусом 1 с пробкой-направляющей 9 на торце, внутри которого помещен поршень 2. Поршень посредством резьбы соединен со штоком 3. Поршень зафиксирован контргайкой 7. Для плавной работы демпфера внутри корпуса помещена пневмокамера 5 и залито масло 11 расчетного объема. На штоке выполнен канал 10 и жиклер 6, установленный на торце штока.

Демпферы устанавливают в колонне насосных штанг с определенным шагом.

Демпфер насосных штанг работает следующим образом.

При ходе штанг вниз, в начале начинает движение шток (3) в камере корпуса (1), уменьшая объем поршневой полости (8). Масло сжимает пневмокамеру и через жиклер перетекает в штоковую полость (4). Затем начинает движение корпус (1) и закрепленная к нему следующая штанга и т.д.

При движении штанг вверх шток, перемещаясь, увеличивает объем поршневой полости, масло через жиклер из штоковой полости перетекает в поршневую полость. Пневмокамера занимает первоначальный объем. При работе глубинного насоса демпфер компенсирует инерционные и резонансные колебания за счет плавного перетока масла из одной полости в другую и сжатия пневмокамеры.

Комплект демпферов на насосных штангах снижает инерционные нагрузки на них из-за несовпадения амплитуды колебаний каждого демпфера и взаимопоглощения колебаний, уменьшая тем самым число обрывов и создавая благоприятные условия при добыче нефти.

Демпфер насосных штанг, содержащий поршень, размещенный в цилиндрическом корпусе с образованием поршневой полости, отличающийся тем, что поршень соединен со штоком, на торце цилиндрического корпуса установлена пробка - направляющая для штока, внутри которого выполнен канал, соединяющий штоковую полость с поршневой, с установленным в нем на торце штока жиклером для регулирования скорости перетока масла, залитого в поршневую полость, при этом в корпусе установлена одна или две пневмокамеры.