Амортизатор насосной штанговой колонны

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик о 1977684(22) Заявлено 25,03. 81 (21) 3266041/22-03с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 30,11,82. Бюллетень М 44 31) М. Кд.з Е 21 В 17/07 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30. 11.82 В.А.Бахвалов, Л.И.Локшин, В.В.Семенов и С.Б.Шафран(72) Авторыизобретения Производственное ордена Трудового Красного Знамени объединение 1 Пермьнефть"(54) АМОРТИЗАТОР НАСОСНОЙ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ Изобретение относится к глубин-но-насосному оборудованию, в частности к элементам штанговых колонннасосных установок, предназначенных для подъема пластовой жидкостииз скважин,Известен амортизатор насоснойштанговой колонны, содержащий корпус,тяги с выступами на наружной поверхности, концы которых концентричноразмещены в корпусе, и упругие элементы, взаимодействующие между выступами корпуса и выступами"тяг ).1.Однако каждый упругий элемент вэтом амортизаторе подвергается всейвеличине нагрузки, которая действуетна 1 колойну штанг, Поскольку величина такой нагрузки во многих случаяхпревышает допустимую величину нагру.жения упругих элементов, в качестве .которых обычно устанавливают тарельчатые пружины, то последние быстровыходят из строя. Тарельчатые пружины крошатся, в результате чегозаведенные в корпус амортизаторатяги получают свободный ход, увеличивая ударные нагрузки на колоннуштанг, что приводит к ее обрыву;Наиболее близким к предлагаемомуявляется амортизатор насосной штанговой колонны, включающий корпус с выступами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу с выступами на наружной поверхности и установленные между выступами тяги и корпуса, упругие элементы в виде образованных тарельчатыми пружинами ,секций разной жесткости, между которыми установлены плоские ограничительные шайба (,2,. Однако тареЛьчатые пружины секцийпри выполнении ограничительных шайбплоскими деформируются на величину,равную высоте внутреннего конуса тарельчатых пружин.При такой величинедеформации пружины работают в зонеупругопластических деформаций,в.пружи.2 О нах возникают пластические остаточныедеформации и в результате между пружинами упругого элемента и выступами,тяги и корпуса появляется зазор, до-,пускающий свободный ход тяги относи-;тельно корпуса аорзатора. Появле- .свободного хода тяги относительнокорпуса приводит к возникновениюударных нагрузок в процессе работыколонны штанг, В результате действия Зр ударных нагрузок упру гие элеме н тыпреждевременно выходят из строя (на 977 б 84пример, из-эа поломки пружин), что снижает долговечность амортизатора,Цель изобретения - повышение долговечности амортизатора за счет обеспечения работы упругих элементов в области упругих деформаций. , 5Указанная цель достигается тем, что в амортизаторе насосной штанго-вой колонны, включающем корпус с выступами на внутренней поверхности,кон-, центрично размещенную в нем тягу с 10 выступами на наружной поверхности, установленные между выступами тяги и корпуса упругие элементы в виде образованных тарельчатыми пружинами секций разной жесткости 15 и установленные для взаимодействия с ними ограничйтельные шайбы,последние имеют конусную торцовую поверхность с конусностью, соответствующей конусности поверхностей та- р 0 рельчатых пружин при их максимально допустимой рабочей деформации.Причем ограничительные шайбы могут быть установлены как внутри секций тарельчатых пружин, так и между ними.25На фиг. 1 показан амортизатор насосной штанговой колонны, продольный разрез; на фиг. 2 - распдложение ограничительных колец внутри секций тарельчатых пружин; на фиг. 3 - то же, между секциями тарельчатых пружин.Амортизатор насосной штанговой колонны содержит корпус 1 с выстунами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу 2 с выступами на наружной поверхности и установленные между выступами корпуса и тяги упругие элементы в виде, например, восьми секций разной жесткости. Наружные секции образова ны двумя тарельчатыми пружинами 3. Другие секции выполнены из пакетов тех же пружин. Количество пружин в пакете увеличивается,к среднему выступу тяги, достигая четырех тарель чатых пружин в пакете (восьми в секции). Таким образом, секции имеют разную жесткость и имеют разные максимально допустимые усилия при одной и той же величине максимально допус тимой рабочей деформации. В каждой секции для взаимодействия с пружинами установлены ограничительные шайбы, имеющие конусную торцовую поверхость с конусностью, соответствуюей конусности поверхностей тарельчатых пружин при их.максимально допустимой рабочей деформации.Ограничительные шайбы могут быть уртановлены внутри секций тарельча тых пружин (фиг. 2) и иметь на концах поясок с параллельными торцами для повышения жесткости секций. Ограничительные шайбы могут быть установлены между секциями тарельчатых 65 пРУжин (фиг. 3), шайбы при этом центрируются относительно корпуса амортизатора.Работает амортизатор насосной штанговой колонны следующим образом;Под действием растягивающих или сжимающих нагрузок, действующих на колонну штанг, пружины деформируются, В первую очередь деформируются пружины, составляющие внешние секции, жесткость которых наименьшая. При усилии на штанге, равном максимально допустимой рабочей нагрузке (для секции данной жесткости), внутренние конусные поверхности тарельчатых пружин 3 плотно прилегают к конусным поверхностям шайбы 4. При этом секция работает как жесткое тело, не деформируясь под действием нагрузок, превышающих максимально допустимые рабочие нагрузки для секций данной жесткости.При дальнейшем росте. нагрузки, действующей на колонну штанг, в работу вступают секции с более высокой жесткостью и весь процесс повторяется. Таким образом, в работе участвуют все секции комплекта упругих элементов, вступая в работу последовательно: сначала менее жесткие секции упругих элементов, затем более жесткие. Следует также отметить,что независимо от величины нагрузки на коромысле станка-качалки деформация тарельчатых пружин строго регламентирована, а это ведет к повышению долговечности тарельчатых пружин в секциях малой жесткости до уровня долговечности тарельчатых пружин в секциях наибольшей жесткостиПри этом повышается долговечность пружин в секциях большой жесткости и увеличивается долговечность амортизатора в целом.Технико-экономическая эффективность предлагаемого амортизатора заключается в снижении затрат при добыче нефти за счет повышения долговечности насосно-штанговой колонны. Формула изобретения1. Амортизатор насосной штанговой колонны, содержащий корпус с выступами на внутренней поверхности, концентрично размещенную в нем тягу с выступами на наружной поверхности, установленные между выступами тяги и корпуса упругие элементы в виде образованных тарельчатыми пружинами секций разной жесткости и установленные для взаимодействия с ними ограничительные шайбы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения долговечности амортизатора путем обеспечения работы упругих элементов в области упругих деформаций, ограни977684 иг.Р чительные шайбы имеют конусную торцовую поверхность с конусностью,соответствующей конусности поверхностей тарельчатых пружин при их максимально, допустимой рабочей деформации. 2. Амортизатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что огранйчительные шайбы установлены внутри секций тарельчатых пружин.10 3. Амортизатор по п,1, о т л и -"ч а ю щ и й с я тем, что ограничительные шайбы установлены между секциямитарельчатых пружин,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 481691, кл. Е 21 В 17/07, 1972,2, Авторское свидетельство СССРР 301424, кл. Е 21 В 17/07, 1970(прототип). ВНИИПИ Заказ 9148/41Тираж 623 Подписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул,Проектная,4