RU2156912C1

RU2156912C1 - Pressure stabilizer

Info

Publication number: RU2156912C1
Application number: RU99100612A
Authority: RU
Inventors: Х.Н. Низамов; Р.З. Тумашев; Н.Н. Жуков; Н.В. Дзодзиев; В.Н. Применко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДКМ Венчурные проекты"
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-09-27

Abstract

FIELD: dampening pressure fluctuations in oil well tubing in handling the working medium by means of well pumps. SUBSTANCE: pressure stabilizer includes perforated central pipe line with connecting branch pipes; this pipe line is embraced by casing forming expansion cavity where dampening members in form of flexible pipes are arranged; these sections are blanked off at the ends and are mounted in succession along central pipe line. Blanked-off ends of sections are secured in rigid rings at clearances between ends of adjacent sections. Flexible members are located in these clearances. Rings are freely fitted on central pipe line and are rigidly connected by means of couplers. Flexible pipes have oval section; end lengths of their sections have cross section in form of circle; cavities of flexible pipes are filled with elastodampening material. EFFECT: improved dampening properties of flexible pipes due to free axial deformation. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности для гашения колебаний давления в насосно-компрессорных трубах при перекачивании рабочей среды скваженными насосами (нефтяные и газовые скважины, артезианские колодцы и т.д.), гидроударов, возникающих при закрытии обратных клапанов, падения столба нефти в сторону насоса при попадании обильного количества газа в насосно-компрессорную трубу. The invention relates to means of pneumohydraulic technology and can be used in the oil, gas and other industries for damping pressure fluctuations in tubing when pumping a working medium with well pumps (oil and gas wells, artesian wells, etc.), water hammers, occurring when closing check valves, falling oil column towards the pump when a copious amount of gas enters the tubing.

Известен гаситель пульсаций давления, включающий центральный перфорированный трубопровод, кожух, охватывающий его с образованием расширительной полости, и равномерно установленные вокруг центрального трубопровода демпфирующие элементы в виде упругих труб (СССР N 1010392, F 16 L 55/02, 1983). A pressure pulsation damper is known, including a central perforated pipe, a casing covering it with the formation of an expansion cavity, and damping elements in the form of elastic pipes evenly installed around the central pipe (USSR N 1010392, F 16 L 55/02, 1983).

Недостатком такого устройства является большое гидравлическое сопротивление системы сообщения демпфирующих элементов с центральным трубопроводом при ограниченных размерах стабилизатора, а также ограниченный диапазон гасимых частот вследствие того, что длина демпфирующих элементов ограничена параметрами жесткости конструкции. The disadvantage of this device is the high hydraulic resistance of the communication system of the damping elements with the central pipeline with limited stabilizer sizes, as well as a limited range of damped frequencies due to the fact that the length of the damping elements is limited by the structural rigidity parameters.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор давления, содержащий перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, кожух, охватывающий центральный трубопровод с образованием расширительной полости, демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб, размещенных в расширительной полости вокруг центрального трубопровода, секции которых заглушены с торцов, установлены последовательно вдоль центрального трубопровода и закреплены своими торцами на жестких кольцах, установленных на центральном трубопроводе (RU N 2083908, F 16 L 55/04, 1993). The closest in technical essence to the proposed device is a pressure stabilizer containing a perforated central pipe with connecting pipes, a casing covering the Central pipe with the formation of the expansion cavity, damping elements in the form of sectional elastic pipes placed in the expansion cavity around the Central pipeline, sections of which are plugged with ends, are installed sequentially along the central pipeline and are fixed with their ends on rigid rings x, mounted on a central conduit (RU N 2083908, F 16 L 55/04, 1993).

Недостаток прототипа заключается в том, что жесткое крепление упругих труб на жестких кольцах исключает осевую деформацию упругих труб, и при колебаниях давления и сжатии упругих труб в последних возникают напряжения, ухудшающие их демпфирующие свойства. Кроме того, при изменениях температуры рабочей среды и возникновении температурных деформаций центрального трубопровода в упругих трубах также возникают напряжения, ухудшающие их демпфирующие свойства. The disadvantage of the prototype is that the rigid fastening of the elastic pipes on the rigid rings eliminates the axial deformation of the elastic pipes, and pressure fluctuations and compression of the elastic pipes in the latter stresses occur, worsening their damping properties. In addition, with changes in the temperature of the working medium and the occurrence of temperature deformations of the central pipeline in elastic pipes, stresses also arise that worsen their damping properties.

Техническим результатом предложенного устройства является улучшение демпфирующих свойств упругих труб вследствие обеспечения возможности осевых деформаций упругих труб при колебаниях давления и возможных температурных деформациях. The technical result of the proposed device is to improve the damping properties of elastic pipes due to the possibility of axial deformation of elastic pipes under pressure fluctuations and possible temperature deformations.

Технический результат достигается тем, что в стабилизаторе давления, содержащем перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, кожух, охватывающий центральный трубопровод с образованием расширительной полости, демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб, размещенных в расширительной полости вокруг центрального трубопровода, секции которых заглушены с торцов и установлены последовательно вдоль центрального трубопровода, секции труб установлены с зазорами между заглушенными торцами соседних секций. The technical result is achieved in that in a pressure stabilizer containing a perforated central pipe with connecting pipes, a casing covering the central pipe with the formation of an expansion cavity, damping elements in the form of sectional elastic pipes placed in the expansion cavity around the central pipe, the sections of which are plugged from the ends and are installed sequentially along the central pipeline, pipe sections are installed with gaps between the muffled ends of adjacent s s.

Кроме того, стабилизатор давления может быть снабжен жесткими кольцами, которые свободно установлены на центральном трубопроводе и на которых закреплены заглушенные торцы секций, и стяжками, жестко соединяющими друг с другом соседние жесткие кольца. In addition, the pressure stabilizer can be equipped with rigid rings, which are freely mounted on the central pipeline and on which the muffled ends of the sections are fixed, and ties, rigidly connecting adjacent rigid rings to each other.

Кроме того, он может быть снабжен упругим элементом, размещенным в зазоре между заглушенными торцами секций. In addition, it can be equipped with an elastic element located in the gap between the muffled ends of the sections.

Кроме того, упругие трубы могут иметь овальное сечение, а торцевые участки секций упругих труб могут иметь сечение в виде круга. In addition, the elastic pipes can have an oval cross-section, and the end sections of the sections of the elastic pipes can have a cross-section in the form of a circle.

Кроме того, полости упругих труб могут быть заполнены упругодемпфирующим материалом. In addition, the cavities of the elastic pipes can be filled with an elastic damping material.

Кроме того, упругие трубы могут быть ориентированы малой полуосью по радиусам, соединяющим продольную ось центрального трубопровода с продольными осями упругих труб. In addition, the elastic pipes can be oriented along the minor axis along the radii connecting the longitudinal axis of the central pipeline with the longitudinal axes of the elastic pipes.

На фиг. 1 изображен стабилизатор давления, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 в увеличенном масштабе. In FIG. 1 shows a pressure stabilizer, General view; in FIG. 2 - node I in FIG. 1 on an enlarged scale.

Стабилизатор давления содержит перфорированный центральный трубопровод 1 с присоединительными патрубками 2. Кожух 3 охватывает центральный трубопровод 1 с образованием расширительной полости. На центральном трубопроводе 1 свободно установлены жесткие кольца 4, соединенные друг с другом стяжками 5. В кожухе 3 кольца 4 закреплены с помощью упоров 6 и упругих прокладок 7. Демпфирующие элементы выполнены в виде секционных упругих труб 8 овального сечения, размещенных в расширительной полости вокруг центрального трубопровода 1. Секции 9 упругих труб 8 заглушены с торцов, установлены последовательно вдоль центрального трубопровода 1 и закреплены своими торцами на жестких кольцах 4 с зазорами между заглушенными торцами соседних секций 9. В этих зазорах размещены упругие элементы 10. Стяжки 5 выполнены с упорами, обеспечивающими заданное расстояние между жесткими кольцами 4, и, соответственно, зазора между торцами секций 9 упругих труб. Торцевые участки секций 9 имеют сечение в виде круга. Полости упругих труб 8 могут быть заполнены упругодемпфирующим материалом в виде металлической стружки, резины и т.д. The pressure stabilizer contains a perforated central pipe 1 with connecting pipes 2. A casing 3 covers the central pipe 1 with the formation of an expansion cavity. Rigid rings 4 are freely mounted on the central pipeline 1 and connected to each other by ties 5. In the casing 3, the rings 4 are fixed by means of stops 6 and elastic gaskets 7. The damping elements are made in the form of sectional elastic tubes 8 of oval cross-section placed in the expansion cavity around the central pipeline 1. Sections 9 of elastic pipes 8 are plugged from the ends, installed sequentially along the central pipe 1 and fixed with their ends on rigid rings 4 with gaps between the plugged ends of adjacent sections 9. these gaps are arranged elastic members 10. Ties made with 5 stops providing a predetermined distance between the rigid ring 4, and accordingly, the gap between the ends of the sections 9 of the elastic tube. The end sections of the sections 9 have a section in the form of a circle. The cavities of the elastic pipes 8 can be filled with an elastic damping material in the form of metal chips, rubber, etc.

Упругие трубы 8 ориентированы малой полуосью по радиусам, соединяющим продольную ось центрального трубопровода 1 с продольными осями упругих труб 8. The elastic pipes 8 are oriented by the minor axis along the radii connecting the longitudinal axis of the central pipeline 1 with the longitudinal axes of the elastic pipes 8.

Стабилизатор давления работает следующим образом. The pressure stabilizer operates as follows.

В исходном состоянии при поступлении рабочей среды из трубопроводной системы через присоединительный патрубок 2 она проходит по центральному трубопроводу 1 и поступает через перфорационные отверстия в расширительную полость. При возникновении пульсации давления происходит дополнительное перетекание рабочей среды через отверстия в расширительную полость, при этом происходит диссипация энергии колебаний на перфорационных отверстиях. Поскольку давление в расширительной полости больше, чем в полостях упругих труб 8, происходит упругое перемещение их стенок с поджатием поперечного сечения по малой оси овала, за счет чего обеспечивается увеличение объема пространства расширительной полости между упругими трубами 8, то есть необходимая степень податливости. In the initial state, when the working medium enters from the pipeline system through the connecting pipe 2, it passes through the central pipe 1 and enters through the perforation holes into the expansion cavity. When pressure pulsation occurs, an additional flow of the working medium through the openings into the expansion cavity occurs, while the vibrational energy dissipates at the perforation openings. Since the pressure in the expansion cavity is greater than in the cavities of the elastic pipes 8, their walls are elasticly moved with the cross section pressed along the minor axis of the oval, thereby increasing the volume of the space of the expansion cavity between the elastic pipes 8, i.e., the necessary degree of compliance.

При поджатии стенок секций 9 упругих труб 8 происходит их осевая деформация, что обеспечивается наличием зазоров между заглушенными торцами соседних секций 9. Упругие элементы 10 не препятствует осевому перемещению торцев секций 9 и предназначены для обеспечения устойчивости конструкции. Свободная осевая деформация секций 9 исключает появление напряжений в их стенках и улучшает демпфирующие свойства упругих труб 8. When preloading the walls of sections 9 of elastic pipes 8, they undergo axial deformation, which is ensured by the presence of gaps between the muffled ends of adjacent sections 9. The elastic elements 10 do not interfere with axial movement of the ends of sections 9 and are designed to ensure structural stability. Free axial deformation of sections 9 eliminates the appearance of stresses in their walls and improves the damping properties of elastic pipes 8.

При повышении температуры рабочей среды центральный трубопровод 1 нагревается быстрее и испытывает температурные деформации, которые не передаются на упругие трубы 8 вследствие свободной посадки жестких колец 4 на центральном трубопроводе 1 и не создают дополнительных напряжений в упругих трубах 8, что также способствует улучшению демпфирующих свойств упругих труб 8. When the temperature of the working medium increases, the central pipeline 1 heats up faster and experiences thermal deformations that are not transmitted to the elastic pipes 8 due to the loose fit of the rigid rings 4 on the central pipe 1 and do not create additional stresses in the elastic pipes 8, which also improves the damping properties of the elastic pipes eight.

Claims

1. A pressure stabilizer comprising a perforated central pipe with connecting pipes, a casing covering the central pipe with the formation of an expansion cavity, damping elements in the form of sectional elastic pipes placed in the expansion cavity around the central pipe, the sections of which are plugged from the ends and installed sequentially along the central pipe characterized in that the pipe sections are installed with gaps between the muffled ends of adjacent sections.

2. The pressure stabilizer according to claim 1, characterized in that it is equipped with rigid rings that are freely mounted on the central pipeline and on which the muffled ends of the sections are fixed, and couplers rigidly connecting adjacent rigid rings to each other.

3. The pressure stabilizer according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with an elastic element located in the gap between the muffled ends of the sections.

4. The pressure stabilizer according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the elastic pipes have an oval cross-section.

5. The pressure stabilizer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the end sections of the sections of the elastic pipes have a cross section in the form of a circle.

6. The pressure stabilizer according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cavities of the elastic pipes are filled with an elastic damping material.

7. The pressure stabilizer according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the elastic pipes are oriented with a minor axis along the radii connecting the longitudinal axis of the central pipeline with the longitudinal axes of the elastic pipes.