Автосцеп для соединения плунжера глубинного насоса со штангами

фЖ СОЮЗ СОВЕТСКИМ.Е1, -: - " . 229., " (57) Использование: оборудование для добычи нефти штантотвЫми скважинными наБюл, %40 . . .;: . сосами. Сущность изобретения; автосцеп ий научно-исследовательский . содержит верхний переводник 25, соедитяной промышленности . ненный с дополнительным корпусом 9, в абельников, Е.М.Довжок и : котором располагается верхний толкатель кин.: ..,:19, Последний через шарик взаимодействуий научно-исследовательГскйй етс нижним толкателем 10, расположенным тяной промышленности: : в переводнйке 8. Перевбдник 8 соединен с е свидетельство СССРкорпусом 3 цанги, в котором расположено . Е 21.843/00,1968. ,; ; - подпружиненное кольцо 6. Перья цанги ЕП ДЛЯ СОЕДИНЕНЙЯ ПЛУН- - . имеют на заплечикахобратную конусность, ННОГО. НАСОСА СО ШТАН-: соответствующуюопорной поверхностиступенчатого хвостовика 32. 6 ил.Игю10 40 сопротивления путем уменьшения наружного диаметра устройства45 цангосый захват с фиксиру;ащим механиэ центральныц атгерстием, соединенным даполнительн 1 ц карпусац с впутранней сту Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования, в частности к конструкции автосцепадля соединения плунжера глубинного штангового насоса со штангами. 5 Известно устройство для соединения глубинно=насосных штанг с- плунжеромтрубного насоса, включающее корпус, неподвижную цангу и стапарящее ее устройство, а также плава 1 ащую захватную цангу.Однако приленение этого устройства не обеспечивает возможности открытия циркуляцианного (перепускнаго) клапана, а также затрудняется процесс отсоединенияштанг из-за заклинивания цанг при работе. 15Известно также устройство для соединения штанг с подземным оборудованием в скважине, включающее захватный наконечник, узел сцепления, талкатель и фиксатор с вкладышами,. 20Недостатком такого ус 1 ройства являе 1.- ся необходимость выполнения вращательных движений наконечника для его стопорения фиксации), что вызывает определенные трудности в глубоких наклонно направленных скважинах, когда штанговая . колонна имеет протяженный контакт со стенкой насосно-компрессарных труб и требует приложения значительных крутящих моментов.. . 30 Известно устройство для соединенияплунжера глубинного насоса со штангами, взятое в качестве прототипа, содержащее цанговый захват, сердечник (хвастовик),фиксатор, выполненный в виде подпружиненного кольца. К недостаткам устройСтва следует отнести надежность захвата и вазможность самоотцепа при длительных возвратно-поступательных движениях плунжера насоса Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности автосцепа, а также снижение гидравлического Укаэанная цель достигается тем, что в известном устройстве для соединения-плунжера глубиннага насоса со штангами, со= держащем соединенный с колонной штанг мом, включающим подпружиненное кольцо и хвоставик, соединенный с плунверам,автосцеп снабжен верхним переводником с пенчдтай полостью большого и малого диайетрон и потьйл нижним переводником с корпусам цап ги, имеющим перья с опорными повррхнастями, фиксирующий механизм дополнительно содержит подпружиненный верхний толкатель со скошенным торцом, установленный в полости дополнительного корпуса, и нижний толкатель со сферическим торцом, установленный в центральном отверстии переводника и снабженный фиксатором, при этом между скошенным торцом верхнего и сферическим торцом нижнего талкателей распалокен шар с возможностью выхода в полость большого диаметра при рабочем положении, в полости коРпуса цанги расположено подпружиненное кольцо, нижний толкатель и кольцо установлены с возможностью взаимодействия при рабочем положений автосцепа с хвостовиком, выполненным ступенчатым и имеющим заплечики с опорной конусной поверхностью, а опорная поверхность перьев цанг выполнена с обратной конусностью, ответной опорной поверхности. хвастовика.:Сущность изобретенияпоясняется чертежами, где на фиг.1 показан верхний захватывающий) узел автосцепа; на фиг.2 -нижний и верхний узлы автосцепа в рабочем (сцепленном) положении; на фиг.З - фрагмент автосцепа, характеризующий положение талкателей перед "сбросом" шара в кольцевую полость; на фиг,4 - вид по стрелке А на фиг.З; на фиг.5 - схема сил, действующих на шар при взаимодействиитолкателей; на фиг,б - фрагмент рабочего положения заплечиков хвостовика и цанги.Верхний узел фиг.1) автосцепа имеет корпус 1 цанги с перьями 2 в нижней части." Перья 2 цанги снабжены внутренними заплечиками 3, имеющими опорную поверхность 4, выполненную с обратной конусностью. Угол а 1 (фиг,б) конуснасти опорной повер-. : хности 4 выполняют равнь 1 м 30-45 .В корпусе 1 установлена пружина 5 с кольцом Б, Причем кольцо 6 опирается с одной стороны на уступ 7 в корпусе 1, а сдругой взаимодействует с пружиной 5,Корпус 1 посредством резьбы соединен с полым нижним перевадником 8, который соединен с дополнительным корпусом 9.В нижнем переводнике 8 установлен нижний талкатель 10, имеющий нижний торец .А 11 и верхний сферический торец 12. Нижний талкатель 10 снабжен кольцевой канавкой 13 и ограничителем продольного хода, выполненнь 1 м в виде штифта 14Нижний толкатель 10 от произвольного продольного перемещения относительно йижнего переводника 8 застопорен шаромфиксатором 15 и пружинным вйнтом 16, размещенным в радиальном канале 17, с внутренней резьбой 18(на фиг,2 шар-фиксатор 15 и пружинный винт 16 не показаны).1773287 5 6Для осуществления фиксации нижнего тол- диняют к насосным штангам и путем нара"кэтеля 11 шар-фиксатор примернона 1/3 щивэния числа насосных штэнг опускаютсвоегодиаметрэутопленвкольценойканав- его в НКТ до сближения упа а 11ке 3 нижнего толкэтеля 11 и прижат пру-: талкателя.11 с торцем 35 хнасганика 32,жинным винтам 16: : : .: 5 При разгрузке гэсасных ш ганг с захнагВ дополнительном корпусе 9 размеще- ным узлом автосцепа на хнастоник 32, котовы"вфхнйй подпружиненный талкатель 19, . рый соединен с плунжером насоса, нижнийпружина 21 и шар 21; Шар 21 установлен в толкатель 10, шар 21 инерхггггтолкэтель 19цилиндрическом канале 22, соизмеримом с . с пружиной 2 О относительно корпуса 9 педиаметром шара 21, выполненным соосна с 11 реместятся вверх до упора торца 28 толканижним 10 иверхним 19 толкателями, Вер- теля 19 о дна 29 цилиндрической расточкихний подпружиненный толкатель 19 выпал- . 27 верхнего перенодника 25. Ш -фар-Фиксаторпад денен с возможностью своим нижним торцом, 15 вместе с пружинным винтом 16 й 3, скошенйь м под углом а =15-30 О, по-:ствием радиальной составляющей осеъойсредством шара 21 взаимодействовать с 15. нагрузки, действующей"на поверхности ка- ,нерхнил сферическим тарцем 12 нижнего,. нэвки 13 нижнего толкателя 11, смещается. толкэтеля 10. Причем цилиндрический ка- в радиальномнаправлении ат центра к пенал 22 в нижней части выполнен с расширя-:риферии, причем пружинный винт 16 ныталющейся цилиндрической полостью 24 с:кинается наружу и тем самым деблакируетвозможностью размещения шара 21 в коль действие шара-фиксатора 15 на нижнийтолценом пространстве, образованном цилин-катель 11,дрической полостью 24 и поверхностьо .Сближение верхнего г 1 нг 1 жОго узловнижнего-толкателя 11 (фиг.2), К верхней ча- автосцепа проводят. допалуче Ия сигналасти дополнительного корпуса 9 йрисаединен .: "посадка", который свидетельствует о том, чтоВЕРХНИЙ ПЕРЕВОДНИК 25 с присОЕдинительНОй 25 длина спущенных с насосом насосно-кампресрезьбой 26 для насосных штанг (на чертежах . сорных труб соизмерима сдлинай насосныхне показаны), В верхнем переводнике 25 штэнг.Сигнал."посадка" праявляетсебякак. саосно с верхним тол кателем 19 выполнена . снижение осеваа растягинающей нагрузкицилиндрическая расточка 27, взаимодейст-, - нэ верхний конец насосных штанг (злевавующая с верхним талкателем 19. Продоль- т 30 тар), которая непрерывно регистрируется (нное движение верхнего подпружинейного . процессе спуска штанг) спамащью "индика,: . талкателя 19 йыполненгогрантиченным при :.:. тора. веса", После получения сигнала "посаддвижении вверх -упорный тарец 28 толкате-:ка".производят необходимые ны чсленгя поля 19 упирается н дна 29 цилиндрическойустайанленг 1 одлины:подгогОчггог 1 штанги. расточки 27 верхнего перенодника 25; при 35 (полуштанги), обеспечивающей однонредвижении вниз - упоргае кольцо 31 верхне-менно нормальную "подгонку" отнаситель готолкателяупираетсянкальцевойуступ 31,. наго положения плуйжерэ в цилиндредополнительного корпуса 9 -: : глубинного насоса и полированного штока,нижний узел (захватываемая часть) ав- .:которым заканчггваются насосые штанги, втосцепа представляет собой хностоник 32; 41 устьенам сальниковом Устройстве,выполйенный ступенчатым с напртантляЮ-; .После первого сближения (стыконки) уз.щей 33 и центрирующей 34 цилиндриче" ки-л "лов автосцепа в скнажгтне насосные штангими поверхностями и ймеющиг 1 торец 35 и вместе с верхним узлом автосцепа приподзаплечики 36;:,",- нимаОт на техналагйческг 1 необходимую неПричем заплечики 36 хностаникэ 32 45 личину, обеспечивающую выпаленгеимеОт опорную канусную поверхность 37"йодгонки" линейной длины насосных(фиг,б, выпОлненую с Обратной каусноштэнг (ООтуштлГГ) и палг 1 рананнага штокастью а = 30-4,з, саатветстгсующей конус- длине НКТ со штэнганым насосам." ности опорной поверхности 4, выполненной 8 зтсм случае хностовг 1 к 32 выходит изна заплечиках Э цанги 2,51 верхсй части автосцепа, т,к, заплечики 3" Автосцеп работает Следующлим абра. цанги 2 при нахождении шара 21 междуТарцаме ТОЛКаТСЛСй 11 и 19 НЕ Н СОСТОЯНИИ. НижнюОсззхннзтываемую часть эвтасце-Охватить Заплечики 37 хвостаника 32 из-запа - хноставик 32 саедгняют с плунжерамих пазицгганнага расхожде 11 я. Пасла этого. штангавога насоса(нд чертежах не показан) 55 устанзнл веется полуштофгга с палираван.инанэсасйоскам;р ссорыхтрубах(11 КТ)оду-ным атанас л,юскэютназаданую глубину. - : при выходе хвастонйка 32 из верхнегоС псмощь а прггсоедгнгТельной резьбы узла автосцепа верхний подпружиненный26 верхнгг узел автосцепа (фгг,1) присае- талкатель 19 пад ваздейстгггем пру кг 1 г 20.Стетей с усллне е нтт(фытЗ), сфсщает слтсБ надежность срабатывания при сцеплении. Использование в автосцепе новой кине 15 35 сферическим гарцам, установленный в цен 40 жен шар с вазможностью выхода в полость 45 имадействия при рабочем положении автосцепа с хвастовиком, выполненным ступенчатым и имеющим заплечики опорной конуснай поверхности, а опорная поверхность пеРьев цанг выполнена с 50 обратной конуснастью, ответной опорной поверхности хваставика. шар 21 и нижний талкатель 10 да упора штифта 14 в торец корпусного переводника 8, При этом пад действием радиальной составляющей Е фиг.5) осевой нагрузки Р, развиваемой пружиной 20, шар 21, находящийся в полости малого дйаметра 22 фиг. 1), смещается в полость 24 большого диаметра (фиг,2). На фиг,5 показаны: Р - реакция нижнего талкателя 10 на шар 21; Т - реакция скошенного торца 23 верхнего талкателя 19, 1 Р- результирующая радиальная составляю. щая осевой нагрузки.После выполнения технологических операций по "подгонке" линейных размеров плунжера, насосных штанг и полированногоого штока верхний узел гата"цепа фиг 1) повторна смещают с хваставикам 32, При этом торец 35 хвастовика 32. совместившись с нижним торцам 11 нижнего толкателя 10,продвигает вверх верхний 2 подпружиненный талкатель 19, Однавремеийо со сжатием пружины 20 верхнего талкателя происходит подьем кольца 5 со сжлтием пружины 5 и охзат заплечикав 36 хвостовика 32 внутренними заплечиками 3 2 перьев 2 цанги, После совпадения опорной поверхности 4 заплечиков 3 цанги с заплечиками 36 хвоставика 32 процесс автосцепа заканчивается и насос запуска 1 ат в работу.Подъем насоса из скважины производят 3 8 следующей последовательности. Поднимают насосные штанги совместно с автосцепом и плунжером насоса, затем поднимают насосно-компрессарные трубы с цилиндром насоса.Повышение эксплуатационной надеж- .ности предложенного автосцепа достигается благодаря прйменению дополнительных деталей в сочетании с их новой кинематической связью, а также формой выполнения деталей. Так, выполнение узла сцепления, имеющего запве к",;л с обратной кануснастью опорных поверхностей, которые при . своем смыкании и последующей работе остаются в напряженном состоянии т.е, не отрываются друг от друга), способствует длительной и безстказ; ай работа.Технологичсскае расцепление автссцепа для штангавмх насосов с диаметром плунжера, соизмеримым с внутренним диаметром НКТ, производить не требуется, т.е,падьем плунжера можно производить вместе с автосцепам, таким образом, автосцеп выполняет роль однократно соединяемого в скважине узла, сохраняя при этом высокую матическай связи деталей позволило без ущерба для прочности и надежности работы автосцепа уменьшить его наружный диаметр, а следовательно, и гидравлическое сопротивление при работе его в НКТ. Формула изобретения Автосцеп для соединения плунжера глубинного насоса со штангами, содержащий соединенный с колонной штанг цанговый захват с фиксирующим механизмом, включающим подпружиненное кольцо и хвостовик, соединенный с плунжерам, о т л и ч а ющ.и й с я тем, чта, с целью повышения эксплуатационной надежности и снижениягидравлического сопротивления путем : уменьшения наружнага диаметра, автосцеп снабжен верхним переводникам с центральным отверстием, соединенным допалнительным корпусом с внутренней ступенчатой полостью большого и малого диаметров и палым нижним:переводником с корпусом цанги,имеющим перья с опорными поверхностями, фиксирующий механизм дополнительно содержит подпружиненный верхний талкатель са скошенным торцом, установленный в полости дополнительнога корпуса, и. нижний толкатель са тральнам отверстии нижнего переводника и снабженный фиксаторам, при этом между скошенным:торцам верхнего и сферическим торцам нижнего толкателей располобальщего диаметра при рабочем полажении; в. полости корпуса цанги расположено подпружиненное кольцо, нижний толкатель и кольцо установлены с вазможностью вза1773287 Составитель Я;Беаз Техред М.Моргентал ор В.Петраш К а Производственно-издательский коминат "Патент",род, ул. Гагарин Заказ 3254 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 133035, Москва, Подписноеао изобретениям и открытиям при ГКЙТ СССР35. Раушская наб., 4/5