ШТАНГА ШАРНИРНАЯ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам защиты колонны насосных штанг, может использоваться при глубинно-насосной добыче нефти из скважины станками-качалками для предохранения резьбовых соединений колонны от развинчивания и для предохранения насосных штанг от изгиба на экстремальных участках скважины.
Известно соединительное устройство для колонны насосных штанг, содержащее присоединительные муфты, связанные с колонной насосных штанг, и цилиндрические полумуфты, в которых расположены шарниры (патент РФ на изобретение №2237792, Е 21 В 17/05, 2004). Шарниры выполнены цилиндрическими, а цилиндрические полумуфты соединены обоймами в единую цилиндрическую муфту, содержащую внутренние выступы, в которых размещены цилиндрические шарниры, каждый из которых выполнен заодно с соответствующей присоединительной муфтой с возможностью свободного вращения относительно друг друга во внутренних выступах единой цилиндрической муфты. Недостатком является то, что конструкция не предусматривает взаимное смещение осей в условиях искривления ствола добывающей скважины.
Известна соединительная муфта насосных штанг для наклонно направленных и искривленных скважин по патенту РФ на изобретение №2017930, Е 21 В 17/05, 1994, содержащая корпус из нескольких частей, связанных между собой шарнирным соединением. Корпус выполнен из двух частей, каждая из которых снабжена двумя роликами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, а шарнирное соединение выполнено в виде шарового пальца. Недостатком является невозможность обеспечения вращательного движения соединяемых труб, используемых в установках штанговых глубинных насосов, относительно друг друга, что может привести к развинчиванию резьбовых соединений колонны.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано устройство для соединения насосных штанг по а.с. на изобретение №632824, Е 21 В 17/04, 1978, содержащее две соединительные муфты, в которых установлены вкладыши, взаимодействующие с шарнирами, установленными на концах штанг. Недостатком является выполнение устройства составным из двух муфт, что снижает надежность устройства из-за возможности раскрытия стыка между муфтами под действием вибрационных нагрузок.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности соединения труб посредством шарнирной штанги за счет исключения развинчивания резьбовых соединений при обеспечении возможности их углового перемещения.
Технический результат достигается тем, что в штанге шарнирной, содержащей соединительную муфту с двумя полуосями, шарнирно установленными во вкладышах, соединительная муфта выполнена в виде цельного цилиндрического корпуса, один конец соединительной муфты завальцован и в нем установлена гайка с наружной резьбой и внутренней конусной поверхностью, противоположный конец соединительной муфты выполнен с буртом и внутренней конусной поверхностью, полуоси выполнены с радиусными выточками, вкладыши - с ответными радиусными поверхностями, между торцами вкладышей установлена распорная втулка.
Технический результат обеспечивается тем, что соединительная муфта выполнена в виде цельного цилиндрического корпуса, не имеющего разъемов, что повышает надежность соединительной муфты. Полуоси размещены в соединительной муфте, имеющей с одного конца завальцовку и гайку с наружной резьбой, а с другой стороны упорный бурт. Это препятствует выходу полуосей из корпуса соединительной муфты и вместе с тем, обеспечивает возможность их свободного вращательного движения друг относительно друга. Выполнение вкладышей с радиусными поверхностями, соответствующими радиусным выточкам полуосей, размещение их внутри цилиндрической муфты, выполнение внутренней поверхности гайки конусной так же как одного конца соединительной муфты, позволяет полуосям помимо вращательного движения совершать угловые отклонения от продольной оси. Установка между торцами вкладышей распорной втулки предотвращает смещение полуосей, исключает их биение при вращении, повышая надежность конструкции.
На фигуре представлена шарнирная штанга.
Шарнирная штанга состоит из соединительной муфты 1, полуосей 2, гайки 3, вкладышей 4, распорной втулки 5, муфт 6. Полуоси 2 выполнены с радиусными выточками 7, муфта 1 выполнена с завальцовкой 8 и буртом 9. Гайка 3 выполнена с наружной резьбой, по которой соединяется с соединительной муфтой 1. Поверхность А соединительной муфты 1 и поверхность Б гайки 3 выполнены конусными, большее основание конусности гайки обращено к торцу, противоположному от завальцовки 8, большее основание конусности соединительной муфты 1 обращено к торцу. Вкладыши 4 выполнены в виде разрезных колец, внутренняя поверхность которых является радиусной
поверхностью, наружная - цилиндрической. Шарнирная штанга присоединяется к насосным штангам колонны при помощи резьбовых соединений с муфтами 6.
При работе плунжерного насоса полуоси 2 свободно вращаются во вкладышах 4 соединительной муфты 1, предотвращая развинчивание резьбовых соединений в муфтах 6. Завальцовка 8, гайка 3, бурт 9 обеспечивают удержание полуосей 2 внутри соединительной муфты 1. При попадании участка колонны в искривления ствола скважины полуоси 2 отклоняются от продольной оси штанги на угол до 3°, снимая напряжения в насосных штангах от изгибающих нагрузок.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить надежность работы колонны насосных штанг за счет исключения развинчивания резьбовых соединений и обеспечения возможности углового перемещения штанг относительно продольной оси.