ДЕМПФИРУЮЩАЯ МУФТА

Предложение относится к демпфирующим устройствам и может быть использовано в приводах скважинного оборудования, выполненных в виде колонны труб (штанг) для гашения динамических нагрузок при их осевых возвратно-поступательных перемещениях.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является демпфирующая муфта (патент РФ №2241155, МПК 7 F 16 F 9/10, опубл. в бюл. №33 от 27.11.2004 г.), для скважинного оборудования включает цилиндрический корпус с отверстиями, размещенными на боковой поверхности. Цилиндрический корпус закрыт с торцов верхней и нижней крышками с цилиндрическими отверстиями по оси и с канавками, в которых размещены уплотнения. Внутри цилиндрического корпуса размещены верхний и нижний поршни с цилиндрическими штоками. Верхний и нижний поршни имеют на боковой поверхности канавки, в которых размещены уплотнения, и наклонные отверстия, соединяющие пространство под и над поршнями. Наклонные отверстия имеют диаметр на порядок меньший, чем отверстия, размещенные на боковой поверхности цилиндрического корпуса. Отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса расположены вблизи верхней крышки, вблизи нижней крышки и симметрично вблизи центра цилиндрического корпуса. Поршни установлены в цилиндрическом корпусе, а цилиндрические штоки установлены в цилиндрических отверстиях крышек с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса и вращения друг относительно друга. К штоку верхнего поршня прикреплены штанги (привод) станка качалки, к штоку нижнего поршня прикреплен плунжер глубинного штангового насоса. Роль канала перетока жидкости выполняет скважинное пространство.
Недостатками данной демпфирующей муфты являются:
во-первых, сложность изготовления, обусловленная наличием сверлильных работ (наклонных отверстий в поршнях), высокая точность изготовления пары поршень - цилиндрический корпус, а также канавок на поршнях под уплотнения.
во-вторых, низкий срок службы, связанный с тем, что поршни постоянно возвратно-поступательно перемещаются относительно цилиндрического корпуса, и находящиеся на поршнях уплотнения изнашиваются, кроме того, износ усиливается тем, что скважинная жидкость являясь агрессивной средой находится в постоянном контакте с уплотнениями
поршней, а попадающие через отверстия внутрь цилиндрического корпуса вместе со скважинной жидкостью взвешанные частицы песка и грязи могут просто повредить уплотнения поршней. При износе уплотнений, и как следствие снижении демпфирующих свойств поршни будут просто ударяться друг о друга вызывая ударные нагрузки на колонну штанг.
Технической задачей полезной модели является упрощение технологии изготовления демпфирующей муфты, а также повышение ее срока службы.
Поставленная техническая задача решается предлагаемой демпфирующей муфтой, содержащей цилиндрический корпус с отверстиями, размещенными на его боковой поверхности, верхнюю и нижнюю крышки с цилиндрическими отверстиями по оси с канавками, в которых размещены уплотнения, верхний и нижний поршни с цилиндрическими штоками, причем поршни установлены в цилиндрическом корпусе, а цилиндрические штоки установлены в цилиндрических отверстиях крышек с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса и вращения друг относительно друга.
Новым является то, что по центру цилиндрический корпус снабжен внутренним кольцевым упором, взаимодействующим с верхним и нижним поршнями, при этом при этом верхний и нижний поршни установлены в цилиндрическом корпусе с зазором - S.
На фиг. изображено предлагаемая демпфирующая муфта в продольном разрезе.
Демпфирующая муфта содержит цилиндрический корпус 1 закрытый с торцов верхней 2 и нижней 3 крышками с цилиндрическими отверстиями 4 и 5 по оси соответственно. В цилиндрических отверстиях 4 и 5 верхней и нижней крышек соответственно выполнены канавки 6, в которых размещены уплотнения 7, исключающие несанкционированные перетоки скважинной жидкости в процессе работы. По центру цилиндрический корпус 1 снабжен внутренним кольцевым упором 8.
В цилиндрическом корпусе 1 установлены верхний 9 и нижний 10 поршни с цилиндрическими штоками 11 и 12 соответственно, причем верхний 9 и нижний 10 поршни установлены в цилиндрическом корпусе 1, а цилиндрические штоки 11 и 12 установлены в цилиндрических отверстиях 4 и 5 крышек 2 и 3 соответственно, с возможностью перемещения (вверх-вниз) вдоль оси цилиндрического корпуса 1 и вращения друг относительно друга.
Верхний 9 и нижний 10 поршни имеют возможность взаимодействия соответственно с верхним и нижним торцом внутреннего кольцевого упора 8 цилиндрического корпуса 1. Верхний 9 и нижний 10 поршни установлены в цилиндрическом корпусе 1 с зазором - S, величина которого подбирается опытным путем в зависимости от конструктивных размеров
верхнего 9 и нижнего 10 поршней, а также величины воспринимаемых демпфирующей муфтой нагрузок.
Цилиндрический корпус 1 на своей боковой поверхности выше и ниже верхнего поршня 9 снабжен соответственно отверстиями 13 и 13', а выше и ниже нижнего поршня 10 снабжен соответственно отверстиями 14 и 14'.
Устройство работает следующим образом.
Демпфирующую муфту в составе привода (колонны штанг) станка-качалки (на фиг. не показано) спускают в скважину, причем сверху к цилиндрическому штоку 11 верхнего поршня 9 закрепляют колонну штанги (привод) станка качалки, а снизу к штоку 12 нижнего поршня 10 прикрепляют плунжер глубинного штангового насоса (на фиг. не показано). Роль канала перетока жидкости сквозь отверстия 13 и 13', а также 14 и 14' цилиндрического корпуса 1 в над и под поршневые пространства верхнего 10 и нижнего 11 поршней выполняет скважинное пространство.
При ходе привода станка качалки вверх верхний 9 и нижний 10 поршни посредством цилиндрических штоков 11 и 12, соответственно перемещаются от внутреннего кольцевого упора 8 цилиндрического корпуса 1 в разные стороны.
Причем верхний поршень 10 перемещается вверх, а нижний поршень 11 - вниз, при этом в процессе перемещения каждого из поршней 10 и 11 происходит переток скважинной жидкости.
Верхний поршень 9 перемещаясь вверх вытесняет скважинную жидкость из над поршневого пространства сквозь отверстие 13 цилиндрического корпуса 1 в скважинное пространство, откуда скважинная жидкость сквозь отверстие 13' попадает в под поршневое пространство верхнего поршня 9, в этот момент, перемещающийся вниз нижний поршень 10 вытесняет скважинную жидкость из под поршневого пространства сквозь отверстие 14 цилиндрического корпуса 1 в скважинное пространство, откуда скважинная жидкость сквозь отверстие 14' попадает в цилиндрический корпус 1 в над поршневое пространство нижнего поршня 10. При этом также происходит переток (дросселирование) скважинной жидкости внутри цилиндрического корпуса 1 через зазор - S каждого из поршней 9 и 10, причем у верхнего поршня 9 переток скважинной жидкости происходит из над поршневого пространства в под поршневое пространство, а у нижнего поршня 10 - из под поршневого пространства в над поршневое пространство.
Движение верхнего 9 и нижнего 10 поршней в разные стороны происходит до тех пор, пока каждый из них не упрется соответственно в верхнюю 2 и нижнюю 3 крышки.
При ходе привода станка качалки вниз верхний 9 и нижний 10 поршни движутся навстречу друг другу до упора в верхний и нижний торцы внутреннего кольцевого упора
8 цилиндрического корпуса 1, при этом верхний поршень 9 перемещаясь вниз вытесняет скважинную жидкость из под поршневого пространства сквозь отверстие 13' цилиндрического корпуса 1 в скважинное пространство, откуда скважинная жидкость сквозь отверстие 13 попадает в над поршневое пространство верхнего поршня 9, в этот момент, перемещающийся вверх нижний поршень 10 вытесняет скважинную жидкость из над поршневого пространства сквозь отверстие 14' цилиндрического корпуса 1 в скважинное пространство, откуда скважинная жидкость сквозь отверстие 14 попадает в цилиндрический корпус 1 в под поршневое пространство нижнего поршня 10. При этом также происходит переток (дросселирование) скважинной жидкости внутри цилиндрического корпуса 1 через зазор - S каждого из поршней 9 и 10, причем у верхнего поршня 9 переток скважинной жидкости происходит из под поршневого пространства в над поршневое пространство, а у нижнего поршня 10 - из над поршневого пространства в под поршневое пространство.
В дальнейшем цикл работы демпфирующей муфты повторяется.
Демпфирующая муфта позволяет погасить динамические нагрузки, возникающие в процессе осевого возвратно поступательно перемещения колонны штанг станка-качалки и тем самым предотвратить обрыв и отворот штанг при эксплуатации глубинного насоса.
Предлагаемая конструкция демпфирующей муфты имеет простую технологию изготовления, что позволяет снизить стоимость готового изделия, а повышение ее срока службы связано с исключением уплотнительных элементов с наружных поверхностей поршней.