ЦЕНТРАТОР НАСОСНОЙ ШТАНГИ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к глубинно-насосной добыче нефти из скважины, может быть использована при центрировании насосных штанг в насосно-компрессорных трубах (НКТ), а так же для удаления отложений парафинов, смол, асфальтенов на внутренних поверхностях НКТ.
Известен центратор-скребок для штангового глубинного насоса (патент России №2093707, F 04 B 47/00, 1997), содержащий корпус с ребрами, имеющими цилиндрическую контактную поверхность, и каналами между ними для прохода откачиваемой жидкости. Корпус образован посредством клинового соединения одинаковых деталей в виде полухомутов. Ребра имеют вид неполных витков спиралей. Недостатком является небольшая длина центратора, при которой возможен его перекос на штанге вследствие нагрузки на ребра, обусловленной действием крутящего момента.
Скребок-центратор по патенту России №2230886, Е 21 В 37/02, 2004, содержит сформированный на штанге корпус цилиндрической формы с конусными поверхностями на торцах, выполненный из полимерного материала. Для обеспечения нейтрализации образующихся вращающих моментов ребра скребка-центратора выполнены с зеркальным отображением относительно поперечной плоскости, с образованием в поперечном разрезе крестообразной фигуры. Недостатком является то, что вдоль ребер вследствие их взаимного пространственного положения возможно турбулентное течение жидкости, приводящее к быстрому износу рабочих поверхностей.
За ближайший аналог заявляемой полезной модели выбрано устройство для эксплуатации наклонно направляющей скважины по патенту России №2039198, Е 21 В 17/10, 1995. Устройство содержит колонну насосных штанг с расположенными на ней центраторами и ограничителями, расположенными под центраторами. Кроме того, устройство снабжено дополнительными ограничителями, установленными над центраторами, причем ограничители выполнены в виде скребков. Несмотря на значительную длину центрирующего устройства, выполнение его составным из нескольких частей снижает его надежность вследствие возникновения крутящего момента, действующего на элементы конструкции и приводящего к раскрытию стыков.
Технической задачей является повышение надежности центратора насосной штанги.
Технический результат достигается тем, что в центраторе насосной штанги, содержащем цилиндрический корпус с конусными поверхностями на торцах и ребра, имеющие цилиндрическую контактную поверхность, корпус состоит из двух соосных частей, на каждой из которых размещены по два диаметрально расположенных ребра, ребра одной части смещены относительно ребер другой части на 90°, ширина ребра составляет 0,8 диаметра цилиндрической части, между частями расположен сужающийся участок с коническими поверхностями.
Технический результат обеспечивается выполнением корпуса центратора в виде цельной конструкции, состоящей из двух соосных цилиндрических частей, на которых размещены по два диаметрально расположенных ребра, пространственное расположение ребер одной части не совпадает с расположением ребер другой части. Ребра одной части смещены относительно ребер другой части на 90°, т.е., расположены в шахматном порядке, что в сочетании с удвоенной длиной конструкции обеспечивает ламинарное течение потока вдоль ребер. Кроме того,
выполнение самих ребер достаточно широкими, ширина ребра составляет 0,8 диаметра цилиндрической части, обеспечивает их износостойкость.
На фигуре 1 представлен вариант центратора насосной штанги с прямым расположением ребер.
На фигуре 2 представлен вариант центратора насосной штанги с наклонным расположением ребер.
Центратор насосной штанги содержит корпус 1, состоящий из двух соосных частей 2 и 3, конусные торцевые поверхности 4, ребра 5, ребра 6, сужающийся участок с коническими поверхностями 7.
Центратор насосной штанги работает следующим образом. В процессе эксплуатации скважины колонна насосных штанг перемещается относительно колонны НКТ. Центратор обеспечивает центрирование насосных штанг за счет того, что при движении он опирается цилиндрической контактной поверхностью ребер 5 и 6 о стенки колонны НКТ. Надежность центрирования насосной штанги обеспечивается большой длиной корпуса 1, складывающейся из длин двух его частей 2 и 3. Ребрами 5 и 6 очищаются стенки НКТ от парафина, смол, асфальтенов при перемещении центратора внутри НКТ. Выполнение ребер 5 и 6 шириной 0,8 диаметра цилиндрической части увеличивает их прочность и износостойкость при очистке НКТ и движении вдоль нее. Выполнение торцевых поверхностей корпуса 1 конусными, а так же выполнение между соосными частями 2 и 3 сужающегося участка с коническими поверхностями 7, расположение ребер на одной части диаметрально, в шахматном порядке по отношению к ребрам другой части, обеспечивает ламинарность потока жидкости, движущейся вдоль центратора. За счет расположения ребер в шахматном порядке на двух соосносных частях корпуса проходное сечение движения жидкости увеличивается до 40% по сравнению с ближайшим аналогом. При ламинарном течении потока жидкости износ поверхностей центратора значительно меньший, чем при турбулентном движении потока. За счет увеличения длины корпуса 1
создается большее удерживающее усилие центратора на штанге. Ребра 5 и 6 могут быть расположены вдоль оси центратора, или под углом к ней.
Центратор насосной штанги изготавливают из стеклонаполненного полиамида или других износостойких полимеров.
Таким образом, предполагаемая полезная модель позволяет повысить надежность центратора насосной штанги.