Шарнирное соединение насосных штанг

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НАСОСНЫХ ШТАНГ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(72) Авторы Галай Михаил Иванович Демяненко Николай Александрович Лобов Александр Иванович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(57) Шарнирное соединение насосных штанг, содержащее верхний и нижний переводники для присоединения его к насосным штангам, сферический палец и надетую на него муфту,сопрягаемые между собой по сферической поверхности, отличающееся тем, что между муфтой и верхним переводником установлена резьбовая контргайка, выполненная с конической поверхностью, сопрягаемой с наружной сферической поверхностью муфты, внутри контргайки установлено разрезное упорное кольцо для фиксации контргайки на сферическом пальце, на нижнем торце сферического пальца для его удержания в процессе сборки выполнен выступ или впадина шестигранной или иной формы, а резьбовые соединения сферического пальца с верхним и муфты с нижним переводниками дополнительно фиксируемы стопорными винтами. 9650 1 2007.08.30 Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к соединению насосных штанг и штанговых муфт, и может быть использовано для штанговых глубинных насосов в качестве защитного и предохранительного устройства. Известен центратор штанговый 1, который содержит цилиндрический корпус с расположенными в нем отверстиями и размещенными в них роликами, корпус выполнен секционным, каждая секция содержит один ролик, соединение секций между собой выполнено шарнирным, а соединение центратора со штангами осуществляется через штанговые головки, шарнирно связанные с секциями центратора. Недостатком известного центратора является то, что он не решает проблему нейтрализации всех изгибающих и крутящих нагрузок, действующих на колонну насосных штанг,кроме того, центратор не позволяет полностью исключить несанкционированный отворот насосных штанг, слабым звеном в системе центратор-насосные штанги является шарнир,ось которого имеет площадь поперечного сечения меньшую, чем площадь поперечного сечения насосных штанг. Известен также шарнир поворотный штанговый 2, содержащий корпус, две полумуфты и соединительный элемент, размещенный в корпусе, связанный с одной из полумуфт и выполненный в виде штока с головкой, расположенной между выступом корпуса с одной стороны и диском из высокопрочного материала с низкими фрикционными свойствами с другой. Недостатком известного шарнира является то, что он решает только проблему снятия крутящих нагрузок, не снижает изгибающие нагрузки, действующие на колонну насосных штанг при прохождении искривленных участков скважины, кроме того, шарнир не позволяет исключить несанкционированный отворот насосных штанг. Наиболее близким техническим решением является соединительная муфта насосных штанг 3, содержащая составной корпус, связанный между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца, части корпуса выполнены полыми, соединение нижней части корпуса с шаровым пальцем и верхней частью корпуса выполнено по эквидистантным сферическим поверхностям с зазором, регулируемым с помощью фиксатора,размещенного в резьбовом отверстии верхней части корпуса с шагом резьбы, меньше шага резьбы крепления шарового пальца. Недостатком известной соединительной муфты насосных штанг является сложность изготовления четырех сопрягаемых эквидистантных сферических поверхностей, не позволяющая обеспечить полную взаимозаменяемость всех деталей и подразумевающая селективную сборку всего узла. Кроме того, конструкция фиксатора не обеспечивает надежное стопорение сопрягаемых деталей и тем самым не позволяет полностью исключить несанкционированный отворот насосных штанг. Целью изобретения является повышение эффективности устранения изгибающих и крутящих нагрузок, действующих на колонну насосных штанг в интервале глубин с интенсивным набором кривизны, снижение износа насосных штанг и насосно-компрессорных труб, упрощение сборки шарнира и обеспечение полной взаимозаменяемости всех деталей в процессе сборки шарнирного соединения насосных штанг и тем самым снижение себестоимости его изготовления. Поставленная цель достигается тем, что в шарнирном соединении насосных штанг,содержащем верхний и нижний переводники для присоединения к насосным штангам,сферический палец и надетую на него муфту, сопрягаемые по сферической поверхности,согласно изобретению, между муфтой и верхним переводником установлена резьбовая контргайка, выполненная с конической поверхностью, сопрягаемой с наружной поверхностью муфты, внутри контргайки установлено разрезное упорное кольцо для фиксации контргайки на сферическом пальце, на нижнем торце сферического пальца для его удержания в процессе сборки выполнен выступ или впадина шестигранной или иной формы, а резьбовые соединения сферического пальца с верхним и муфты с нижним переводниками дополнительно фиксируемы стопорными винтами. 2 9650 1 2007.08.30 На фигуре представлено шарнирное соединение насосных штанг, содержащее сферический палец 1, муфту 2 с внутренней 3 и наружной 4 сферическими поверхностями. Сферическая поверхность 4 муфты 2 сопрягается с конической поверхностью 5, устроенной на контргайке 6. На сферическом пальце 1 устроена канавка 7, в которой установлено упорное разрезное кольцо 8, фиксирующее контргайку 6, навернутую на сферический палец 1. На резьбовую часть 9 сферического пальца 1 навернут верхний переводник 10, который дополнительно фиксируется стопорным винтом 11. В муфту 2 ввернут нижний переводник 12, который дополнительно фиксируется стопорным винтом 13. На торце сферического пальца 1 устроен выступ шестигранной формы 14. Сборка шарнирного соединения насосных штанг происходит следующим образом. Муфта 2 надевается на сферический палец 1, затем в канавку 7 пальца 1 устанавливается упорное разрезное кольцо 8 и на резьбовую часть 9 наворачивается контргайка 6 с таким условием, чтобы муфта 2 свободно поворачивалась относительно сферического пальца 1 и контргайки 6 без осевого люфта на уголпо всем азимутальным направлениям. Затем на резьбовую часть 9 сферического пальца 1 наворачивается верхний переводник 10. Удерживая контргайку 6 и сферический палец 1 за шестигранный выступ 14, производится крепление верхнего переводника 10 на сферическом пальце 1 с крутящим моментом, обеспечивающим условие нераскрытия стыка, и дополнительно фиксируется стопорным винтом 11. После этого в муфту 2 вворачивается нижний переводник 12, крепится с моментом, обеспечивающим условие нераскрытия стыка, дополнительно нижний переводник 12 фиксируется в муфте 2 стопорным винтом 13. Шарнирное соединение насосных штанг готово к установке в колонне насосных штанг. Шарнирное соединение насосных штанг работает следующим образом. При возникновении изгибающих и крутящих усилий в колонне насосных штанг при прохождении участков набора кривизны нижний переводник 12 вместе с муфтой 2 поворачивается относительно сферического пальца 1 и верхнего переводника 10 на угол , предотвращая тем самым изгиб насосных штанг, кроме того, шарнирное соединение насосных штанг обеспечивает свободный поворот колонны насосных штанг вокруг своей оси, что гарантированно устраняет возможность несанкционированного отворота колонны штанг. Использование предлагаемого шарнирного соединения насосных штанг позволит значительно снизить, а во многих случаях полностью исключить изгибающие и крутящие нагрузки, действующие на колонну насосных штанг в искривленных участках скважин, полностью исключить возможность несанкционированного отворота насосных штанг,снизить давление колонны штанг на стенку НКТ и тем самым уменьшить износ НКТ и колонны насосных штанг, что в свою очередь увеличит срок службы всего комплекса глубиннонасосного оборудования. Источники информации 1. Патент 2176717 С 1, МПК Е 21 В 17/10, 2000. 2. Патент 4375 С 1, МПК Е 21 В 17/05, 2002. 3. Патент 2211909 С 2, МПК Е 21 В 17/01,17/05, 2003. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3