| Пріоритети: | Винахід відноситься до техніки видобутку нафти і може бути використане при експлуатації свердловин, переважно викривлених свердловинними штанговими насосами. Винахід вирішує завдання підвищення надійності та довговічності штангової колони в похило спрямованих та викривлених свердловинах. Сутність винаходу полягає в тому, що відома штангова колона, що включає насосні штанги і глухі муфти, забезпечена шарнірними муфтами, встановленими по довжині колони на ділянках викривлення свердловин і в нижній частині колони, виконаними у вигляді склянки з внутрішньою розточкою і приєднувальної резьби. кінці, розрізною опорою втулки, жорстко пов'язаною з другим кінцем склянки і забезпеченою конічною розточкою, розміщеної всередині склянки на рівні його розточування, і напівштанги зі сферичною головкою, розміщеної в розточуванні склянки і кінематично пов'язаної одночасно з конічним розточуванням розрізної опорної втулки і торцем в різьбовий кінець склянки, а тіло напівштанги розміщено в осьовому отворі опорної розрізної втулки з радіальним зазором. 2 іл.
Малюнки до патенту Україна 2124109
Винахід відноситься до техніки видобутку нафти і може бути використане при експлуатації свердловин, переважно викривлених штанговими свердловинними насосами.
Відома колона штанг, що складається зі штангкінцевої довжини, з'єднаних між собою за допомогою глухих муфт (ГОСТ 13877-80). Недоліком такої колони є ненадійність і недовговічність її роботи в викривлених свердловинах через перегин штанг і додаткових напруг вигину, що викликаються цим, в зоні переходу від тіла штанг до ділянки підвищеної жорсткості, що складається з головок з'єднуються штанг і муфти.
Найбільш близьким технічним рішенням (прототипом) є штангова колона, що складається з власне штанг, глухих муфт і "пристрою для з'єднання насосних штанг" (Авт. св. N 474599, Б.І. N 23, 1975), що встановлюються тільки в нижній частині колони , що відчуває стиск при ході вниз, і що складаються з нижньої напівмуфти, з штоком з напівсферичною головкою і обмежувачем осьового переміщення, розміщеними у вікні, яке виконано у верхній напівмуфті. Недоліком такої колони є низька надійність і недовговічність роботи на ділянках викривлення свердловин через додаткову напругу вигину в штангах в зонах переходу тіла штанги в головку при з'єднанні за допомогою глухих муфт і в зонах переходу від штока до обмежувача осьового переміщення в пристрої штанг" при ході вгору за рахунок ексцентричного застосування розтягуючого навантаження. Недоліками такої колони, що розміщується в колоні труб з обмеженими внутрішніми діаметрами, є великі діаметральні розміри штангової колони в місцях установки. "Пристрої для з'єднання насосних штанг", що погіршують гідродинаміку потоку рідини, що відкачується, низька здатність навантаження колони через ослаблення поперечних перерізів вікнами, нетехнологічність виготовлення.
Метою винаходу є підвищення надійності та довговічності штангової колони в похило спрямованих та викривлених свердловинах.
Сутністьвинаходу полягає в тому, що відома штангова колона, що включає насосні штанги і глухі муфти, згідно винаходу забезпечена шарнірними муфтами, встановленими по довжині колони на ділянках викривлення свердловин і в нижній частині колони, виконаними у вигляді склянки з внутрішньою розточкою і приєднувальної одному кінці, розрізної опорної втулки, жорстко пов'язаної з другим кінцем склянки і з конічною розточкою, розміщеної всередині склянки на рівні його розточування, і напівштанги зі сферичною головкою, розміщеної в розточуванні склянки і кінематично пов'язаної одночасно з конічним розточуванням розрізної опорної втулки і торцем вкрученої в різьбовий кінець склянки, а тіло напівштанги розміщене в осьовому отворі опорної врізання опорної втулки з радіальним зазором.
На фіг. 1 представлена штангова колона, на фіг. 2 – вузол А.
Штангова колона складається з насосних штанг 1, глухих штангових муфт 2 і шарнірних муфт 2, що включають склянку 4 з внутрішнім розточуванням 5 і приєднувальним різьбленням 6, розрізну опорну втулку 7 з конічною розточкою 8, жорстко пов'язану зі склянкою 9 , розміщеної в розточенні 5 склянки 4 і кінематичної пов'язаної одночасно з торцем штанги 1, ввернутої в склянку 4, і з конічним розточуванням 8 розрізної опорної втулки 7. Між тілом напівштанги 9 і осьовим отвором розрізної опорної втулки 7 є розрахунковий.
Штангова колона працює в такий спосіб. При ході вгору по всій довжині колони діють зусилля, що розтягують, які передаються від штанги до штанги через глухі 2 і шарнірні 3 муфти, причому в шарнірних муфтах, встановлених в зонах викривлення, зусилля від ваги стовпа рідини і розташованої нижче частини колони штанг черезсферичну головку 10 напівшатанги 9, самовстановлюється по дотичній до викривленої ділянці свердловини, передається конічному розточуванню 8 розрізної опорної втулки 7 і далі склянці 4 і вище розташованої штанзі. При ході вниз розтягнута частина колони працює ідентично, а в нижній частині, що зазнає зусилля стиснення, ці зусилля через сферичну головку передаються безпосередньо торцю розташованої вище штанги, причому між ними забезпечується точковий контакт.
Позитивний ефект при використанні пропонованої штангової колони досягається за рахунок виключення в ній напруги вигину на викривлених ділянках свердловини протягом усього циклу роботи, а в нижній - протягом ходу вгору. При ході вниз напруги вигину в стислій частині колони значно зменшуються або зникають повністю за рахунок передачі частини стискаючої сили через склянки стінок насосно-компресорних труб. Зменшуються і питомі тиску на контакті муфт з трубами, а отже, і зношування за рахунок збільшення довжини контакту.
Пропонований винахід може бути використаний у будь-яких викривлених і похило спрямованих свердловинах, в яких штангова колона здійснює зворотно-поступальний рух.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Штангова колона, що включає насосні штанги і глухі муфти, відрізняється тим, що вона забезпечена шарнірними муфтами, встановленими на ділянках викривлення свердловин і в нижній частині колони і виконаними у вигляді склянки з внутрішнім розточуванням і приєднувальним різьбленням для штанги на одному кінці, жорстко пов'язаної з другим кінцем склянки і з конічною розточкою, розміщеної всередині склянки на рівні його розточування, і півштанги зі сферичною головкою, розміщеної в розточці склянки і кінематично пов'язаної одночасно зконічним розточуванням розрізної опорної втулки і торцем штанги, вкрученої в різьбовий кінець склянки, а тіло півштанги розміщене в осьовому отворі опорної врізання розрізної з розрахунковим радіальним зазором.