КОМПЕНСАТОР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ
TUBING STRING TORSIONAL VIBRATIONS EXPANTION BAND

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для предотвращения образования предельных концентраций напряжений в колонне насосно-компрессорных труб.
Известен гаситель крутильных колебаний (патент RU № 2190789 С2, 7 F16F 15/12, 2002.10.10), содержащий два скручиваемых конструктивных элемента, которые выполнены с возможностью углового смещения относительно друг друга, винтовую пружину, подпорный башмак. Гашение происходит в результате сжатия винтовой пружины, расположенной радиально между скручиваемыми элементами вдоль окружности устройства. Использование для гашения крутильных колебаний винтовой пружины позволяет создать силовую характеристику с гистерезисом, содержащим участки прямоугольной формы, что дает возможность эффективно гасить и вибрацию, и удары. Недостатками данного изобретения являются сложность конструкции и громоздкость, невозможность использования в условиях скважинной добычи нефти.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является компенсатор для насосно-компрессорных труб, содержащий упругий элемент, элементы крепления и связанный с насосно-компрессорными трубами посредством резьбы корпус (патент RU № 2241156 С1, 7 F16F 15/02, 2004.11.27). В последнем размещена труба с упругим элементом, концы которой фиксируются в корпусе и трубе элементами крепления. Компенсатор присоединен к насосной установке переводником, закрепленным в нижней части трубы. Упругий элемент выполнен в виде пружины кручения. Недостатком конструкции является использование в качестве упругого элемента пружины кручения, согласно силовой характеристике которой при увеличении амплитуды колебаний передаваемое усилие повышается, что не позволяет защитить от ударов большой амплитуды и длительности, сопровождающих работу погружной насосной установки.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности гашения крутильных колебаний.
Поставленная задача решается тем, что компенсатор крутильных колебаний насосно-компрессорных труб, включающий корпус, в котором расположены упругий элемент и переводник, соединенный с погружной электроцентробежной установкой, согласно изобретению снабжен втулкой, размещенной в корпусе и закрепленной от проворота, при этом поверхности торцов втулки и переводника, расположенные напротив друг друга, имеют волнистую форму для преобразования крутильных колебаний в осевое перемещение втулки, кроме того, корпус и переводник соединены с помощью соединительной муфты. В качестве упругого элемента использована прорезная пружина 2, позволяющая создать силовую характеристику с гистерезисом, содержащим участки прямоугольной формы, что позволяет эффективно гасить вибрацию и удары, тем самым, повысив эффективность гашения крутильных колебаний.
На чертеже представлен общий вид компенсатора. Компенсатор состоит из корпуса 1, прорезной пружины 2, втулки 3, переводника 4 и соединительной муфты 5.
Компенсатор работает следующим образом. Компенсатор крутильных колебаний устанавливается на колонне насосно-компрессорных труб над электроцентробежным насосом. При эксплуатации скважины электроцентробежной насосной установкой возникает переменный крутящий момент, скручивающий переводник 4. В результате скручивания переводника 4 при соприкосновении волнистой поверхности его с втулкой 3 происходит преобразование крутильных колебаний в осевое перемещение, воспринимаемое упругим элементом. В качестве упругого элемента используется прорезная пружина, которая дает возможность повысить эффективность гашения крутильных колебаний.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом за счет повышения эффективности гашения крутильных колебаний позволит повысить надежность глубинного оборудования для добычи нефти.