Муфта для соединения насосных штанг

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности для использования при механизированном способе добычи нефти с применением скважинных штанговых насосных установок, и может быть использована для соединения насосных штанг.
Известна стандартная соединительная муфта насосных штанг (ГОСТ 13877-96), представленная цилиндрическим телом со сквозной резьбой одинакового размера с обеих сторон. Однако данное устройство не учитывает наличие зоны концентрации напряжения в центральном поперечном сечении тела соединительной муфты. Также недостатком данной муфты является то, что при свинчивании насосных штанг в ней может образовываться герметичная полость из-за заполнения канавки резьбы смазкой, которая препятствует выходу воздуха, конденсата или воды в случае проведения спускоподъемных операций во время осадков. Кроме того, в случае отворота штанг во время эксплуатации, при последующей ликвидации отворота штанг при реанимационных работах или бригадой ПРС, полный качественный заворот штанг не возможен из-за наличия остатков скважинной жидкости в муфте (жидкость не сжимается), поэтому эффект от реанимации будет кратковременным, а при проведении ПРС потребуется подъем штанговой колонны до штанги с неполным заворотом муфты и повторный спуск поднятых штанг.
Известна муфта штанговая противополетная (патент RU №10777, E21B 43/00, опубл. 16.08.1999), содержащая корпус с внутренней полостью, на которой выполнена резьба, и наружной поверхностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, в центральной части корпуса выполнено сквозное отверстие, сообщающее внутреннюю полость с пространством за наружной поверхностью.
Известна муфта для соединения насосных штанг (патент RU №25036, E21B 17/042, опубл. 10.09.2002 в бюл. № 25), содержащая полый цилиндрический корпус с внутренней резьбовой, проточками и фасками для выхода резьбообразующего инструмента, отличающаяся тем, что в ней дополнительно выполнена канавка, расположенная вдоль ее продольной оси, соединяющая витки резьбы, причем дно канавки расположено в теле корпуса за поверхностями впадин резьбы.
Известна муфта штанговая противополетная (патент RU №66773, E21B 17/02, опубл. 27.09.2007), содержащая корпус с внутренней полостью, на которой выполнена резьба, отличающаяся тем, что в центральной части корпуса муфты выполнено одно или несколько сквозных отверстий.
Общим недостатком муфт является то, что отверстие или канавка выполняются непосредственно в теле стандартной муфты, уменьшая сечение, снижая постоянство толщины стенки муфты на резьбовом участке, а значит, снижается надежность конструкции муфты.
Наиболее близкой является двухсекционная соединительная муфта колонны штанг (патент RU №134981, МПК E21B 17/042, опубл. 27.11.2013 в бюл. №33), содержащая тело муфты с присоединительной трубной резьбой, отличающаяся тем, что тело муфты разделено сплошным поперечным ребром жесткости на две секции с независимыми трубными резьбами одинакового размера и круглой внутренней фаской в зонах стыка сплошного поперечного ребра жесткости с телом муфты.
Муфта имеет более высокую прочность всей детали к разрывным нагрузкам по сравнению со стандартной благодаря ребру жесткости, но из-за наличия этого ребра жесткости приводит к образованию герметичной полости с воздухом или жидкостью за счет ограничения выхода воздуха или жидкости из полости муфты, что снижает надежность соединения насосных штанг и приводит к сложности в обслуживании устройства, так как не позволяет ликвидировать отворот штанг без их подъема.
Техническими задачами полезной модели являются повышение надежности соединительной муфты колонны штанг, обеспечивающей выход воздуха или жидкости из полости муфты при сохранении запаса прочности в центральном поперечном сечении конструкции, а также упрощение обслуживания возможностью оперативной ликвидации отворота насосных штанг без их подъема во время эксплуатации.
Технические задачи решаются муфтой для соединения насосных штанг, содержащей тело муфты с присоединительной трубной резьбой, разделенной сплошным поперечным ребром жесткости на две секции с независимыми трубными резьбами одинакового размера и круглой внутренней фаской в зонах стыка сплошного поперечного ребра жесткости с телом муфты.
Новым является то, что в теле муфты выполнены сквозные промывочные каналы по одному выше и ниже ребра жесткости, расположенные от круглой внутренней фаски муфты к середине ребра жесткости, под острым углом к оси муфты, и параллельно направленные.
На фиг.1 изображена схема муфты для соединения насосных штанг.
1 – тело муфты, 2 – присоединительная резьба, 3 – круглая внутренняя фаска, 4 – сквозные промывочные каналы, 5 – ребро жесткости.
Устройство содержит тело муфты с присоединительной трубной резьбой, разделенной сплошным поперечным ребром жесткости на две секции с независимыми трубными резьбами одинакового размера и круглой внутренней фаской в зонах стыка сплошного поперечного ребра жесткости с телом муфты.
В теле муфты выполнены сквозные промывочные каналы по одному выше и ниже ребра жесткости, расположенные от круглой внутренней фаски муфты к середине ребра жесткости, под острым углом к оси муфты, и параллельно направленные.
Каналы, выполненные в зоне ребра жесткости, обеспечивают выход воздуха, смазки, конденсата, воды, скважинной жидкости при завороте насосных штанг даже в случае ликвидации отворота насосных штанг без подъема колонны штанг, при этом соединительная муфта сохраняет запас прочности в центральном поперечном сечении конструкции. Так как каналы выполнены в зоне ребра жесткости, это позволяет обеспечить сохранение постоянства толщины стенки муфты на резьбовом участке, а, значит, повысить надежность ее конструкции. Параллельное направление каналов частично препятствует поступлению жидкости в полость муфты.
Примеры выполнения муфты для соединения насосных штанг
№ примера
Ширина ребра жесткости, мм
Диаметр отверстий каналов, мм
Угол промывочных каналов к оси муфты, градусы
1
4
3
73
2
6
3,5
67
3
8
4
63
Муфта для соединения насосных штанг работает следующим образом.
Перед свинчиванием резьбовое соединение очищают от грязи и смазывают. Для заворота резьбовой конец штанги насаживают в муфту, а затем крепят до отказа.
Предлагаемая конструкция муфты для соединения насосных штанг является надежной, обеспечивающей выход воздуха или жидкости из полости муфты при сохранении запаса прочности в центральном поперечном сечении конструкции, а также упрощает обслуживание c возможностью оперативной ликвидации отворота насосных штанг без их подъема во время эксплуатации.