RU2232865C2 - Pumping bar - Google Patents
Pumping bar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232865C2 RU2232865C2 RU2002113553/03A RU2002113553A RU2232865C2 RU 2232865 C2 RU2232865 C2 RU 2232865C2 RU 2002113553/03 A RU2002113553/03 A RU 2002113553/03A RU 2002113553 A RU2002113553 A RU 2002113553A RU 2232865 C2 RU2232865 C2 RU 2232865C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- length
- thread
- wedges
- nipple
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title abstract 3
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 35
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 206010023230 Joint stiffness Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтеперерабатывающему машиностроению и предназначено для механизации добычи нефти из скважины.The invention relates to oil refining engineering and is intended for the mechanization of oil production from a well.
Известна насосная штанга, содержащая стержень из стеклопластика, металлические ниппели на его концах с глухим отверстием на одном конце ниппеля, адгезив, расклинивающую деталь, которая внедрена в стержень со стороны глухого отверстия ниппеля [1].A known pump rod containing a fiberglass rod, metal nipples at its ends with a blind hole at one end of the nipple, an adhesive, a proppant that is embedded in the rod from the side of the blind hole of the nipple [1].
Недостатком этой насосной штанги является недостаточная прочность и долговечность из-за того, что отсутствие прорезей на конце стержня не позволяет внедрить расклинивающую деталь на требуемую глубину для получения оптимального угла и площади конусности на конце стержня, кроме того, при внедрении расклинивающей детали будет происходить неконтролируемое разрушение конца стержня с распространением трещин вдоль тела стержня.The disadvantage of this pump rod is the lack of strength and durability due to the fact that the absence of slots at the end of the rod does not allow the proppant to be inserted to the required depth to obtain the optimum angle and taper area at the end of the rod, in addition, uncontrolled destruction will occur during the introduction of the proppant rod end with crack propagation along the rod body.
Известна насосная штанга, содержащая стержень с глухими отверстиями и с прорезями на его концах, металлические ниппели со сквозными отверстиями на концах стержня, адгезив и расклинивающие детали в виде конуса, которые внедрены в стержень со стороны глухого отверстия стержня [2].Known pump rod containing a rod with blind holes and slots at its ends, metal nipples with through holes at the ends of the rod, adhesive and proppant in the form of a cone, which are embedded in the rod from the side of the blind hole of the rod [2].
Недостатком этой насосной штанги является недостаточная прочность и долговечность при повышенных температурах и при работе в наклонно-направленных скважинах из-за того, что сквозное отверстие в ниппеле приводит к утонению стенки ниппеля в области присоединительной резьбы и зарезьбовой канавки, при этом требование разъемного соединения штанг с помощью муфт обуславливает принципиальную невозможность применения адгезива для уплотнения присоединительной резьбы, что не позволяет использовать жесткость и прочность соединительной муфты для упрочнения утоненного ниппеля из-за зазоров в резьбовом соединении, кроме того, длина присоединительной резьбы может оказаться меньше длины внутренней конической поверхности ниппеля, что приводит к дополнительной концентрации осевых растягивающих напряжений в области зарезьбовой канавки, кроме того, исполнение расклинивающей детали в виде простого конуса не позволяет заполнить расклинивающей деталью все пустоты в стеклопластиковом стержне, образующиеся при его расклинивании, так как данные пустоты заполняются лишь маложестким адгезивом, что приводит к снижению жесткости соединения при повышенных температурах, кроме того, стержень штанги изготовлен без износостойкого слоя на его внешней поверхности, что может приводить к разрушению стержня в наклонно-направленных скважинах из-за его истираемости в результате непосредственного контакта с насосно-компрессорной трубой.The disadvantage of this pump rod is insufficient strength and durability at elevated temperatures and when working in directional wells due to the fact that the through hole in the nipple leads to thinning of the nipple wall in the area of the connecting thread and the threaded groove, while the requirement for detachable connection of the rods with using couplings makes it impossible in principle to use adhesive for sealing the connecting thread, which does not allow the use of rigidity and strength of the coupling to strengthen the thinned nipple due to gaps in the threaded connection, in addition, the length of the connecting thread may be less than the length of the inner conical surface of the nipple, which leads to an additional concentration of axial tensile stresses in the region of the threaded groove, in addition, the design of the proppant in the form of a simple cone it does not allow to fill with a wedging part all the voids in the fiberglass rod that are formed when it is wedged, since these voids are filled only with a slightly rigid adhesive, which leads to a decrease in joint rigidity at elevated temperatures, in addition, the rod rod is made without a wear-resistant layer on its outer surface, which can lead to destruction of the rod in directional wells due to its abrasion due to direct contact with the pump a pipe.
Техническим результатом предложения является увеличение прочности и долговечности насосной штанги.The technical result of the proposal is to increase the strength and durability of the pump rod.
Для достижения этого в насосной штанге, содержащей стержень с глухими отверстиями и прорезями на его концах, ниппели на концах стержня с цилиндрическими и коническими внутренними поверхностями и присоединительной резьбой, адгезив, расклинивающие детали, при этом каждый ниппель выполнен из двух деталей, при этом первая деталь соединяется со стержнем посредством крестообразной расклинивающей детали, которая имеет четыре одинаковых клина, выполненных с возможностью заполнения пустот в стержне, образующихся при его расклинивании, путем соединения поверхностей клиньев посредством адгезива с внутренней конической поверхностью первой детали и с поверхностями прорезей в стержне после его расклинивания, причем длина клина равна длине внутренней конической поверхности первой детали, а образующие поверхностей клиньев, которые выполнены с возможностью прилегания к внутренней поверхности первой детали, параллельны образующим внутренней конической поверхности первой детали и поверхности клиньев, которые выполнены с возможностью прилегания к стержню, также параллельны поверхностям прорезей после расклинивания стержня, при этом максимальная ширина каждого клина составляет не более 25-30% от разности между длиной внутренней окружности с максимальным диаметром в коническом отверстии первой детали и длиной окружности стержня, а максимальная глубина крестообразной расклинивающей детали меньше максимального внутреннего диаметра в коническом отверстии первой детали, при этом она содержит металлическую втулку с резьбой на ее внешней поверхности для соединения со второй деталью и длина этой резьбы не меньше длины внутренней конической поверхности втулки, вторая деталь ниппеля с одной стороны выполнена с внешней присоединительной резьбой, а с другой стороны она имеет глухое отверстие с внутренней резьбой для соединения с первой деталью, и при этом длина этой резьбы не менее длины резьбы на первой детали, а глубина глухого отверстия больше длины резьбы на первой детали, при этом первая и вторая детали завинчиваются друг в друга с применением адгезива, образуя неразъемное соединение, а внешняя поверхность стержня защищается износостойким материалом, который покрывает не менее 70% площади внешней поверхности стержня.To achieve this, in a pump rod containing a rod with blind holes and slots at its ends, nipples at the ends of the rod with cylindrical and conical internal surfaces and connecting threads, adhesive, proppants, each nipple made of two parts, the first part connected to the rod by means of a cross-shaped proppant, which has four identical wedges, made with the possibility of filling the voids in the rod formed when it is wedged, by connecting the surfaces of the wedges by means of adhesive with the inner conical surface of the first part and with the surfaces of the slots in the rod after it is wedged, the length of the wedge being equal to the length of the internal conical surface of the first part, and the generatrix of the surfaces of the wedges that are adapted to fit to the inner surface of the first part are parallel the inner conical surface of the first part and the surface of the wedges, which are made to fit to the rod, are also parallel to the dimensions of the slots after the wedging of the rod, while the maximum width of each wedge is not more than 25-30% of the difference between the length of the inner circle with the maximum diameter in the conical hole of the first part and the circumference of the rod, and the maximum depth of the cross-shaped proppant is less than the maximum internal diameter in the conical the hole of the first part, while it contains a metal sleeve with a thread on its outer surface for connection with the second part and the length of this thread is not less than the inner conical surface of the sleeve, the second part of the nipple is made on one side with an external connecting thread, and on the other hand it has a blind hole with an internal thread for connection to the first part, and the length of this thread is not less than the length of the thread on the first part, and the depth of the blind hole is greater than the length of the thread on the first part, while the first and second parts are screwed into each other using adhesive, forming an integral connection, and the outer surface of the rod is protected by a wear-resistant material scrap, which covers at least 70% of the outer surface of the rod.
Предложение поясняется чертежами, на которых показаны: фиг.1 - насосная штанга; фиг.2 - сечение А-А по фиг.1; фиг.3 - ниппель; фиг.4 - первая деталь ниппеля; фиг.5 - вторая деталь ниппеля; фиг.6 - крестообразная расклинивающая деталь; фиг.7 - вид А по фиг.6; фиг.8 - стержень с износостойким покрытием; фиг.9 - вид В по фиг.8; фиг.10 - сечение С-С по фиг.9.The proposal is illustrated by drawings, on which are shown: figure 1 - pump rod; figure 2 - section aa in figure 1; figure 3 - nipple; figure 4 - the first part of the nipple; 5 is a second detail of the nipple; 6 is a cross-shaped proppant; Fig.7 is a view A of Fig.6; Fig.8 - rod with a wear-resistant coating; Fig.9 is a view In Fig.8; figure 10 - section CC of figure 9.
Насосная штанга содержит (фиг.1) стержень 1 с износостойким материалом на его поверхности 6, ниппель 2 и крестообразную расклинивающую деталь 3. Стержень 1 (фиг.8) имеет глухие отверстия 4, прорези 5 на его концах и износостойкий материал 6 на поверхности. Ниппель 2 (фиг.3) имеет две детали 7, 8, которые соединяются посредством резьбы и адгезива 9. Первая деталь 7 (фиг.4) имеет резьбу 12 для соединения со второй деталью ниппеля, сквозную внутреннюю полость в виде цилиндрической поверхности 10 для соединения со стержнем 1 в виде конической поверхности 11 с противоположной стороны. Вторая деталь 8 (фиг.5) имеет с одной стороны присоединительную резьбу 13 для соединения штанг между собой посредством муфты (не показаны), а с другой стороны - глухое отверстие с резьбой 14 для соединения с первой деталью.The pump rod contains (Fig. 1) a
Крестообразная расклинивающая деталь 3 (фиг.6) имеет форму усеченного конуса, который дополнительно имеет четыре одинаковых клина, при этом образующая 15 клина параллельна образующей 16 усеченного конуса, а образующие 19 и 20 образуют сходящийся клин, оси 17 и 18 являются осями симметрии клиньев и крестообразной расклинивающей детали в целом и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Крестообразная расклинивающая деталь 3 в виде крестообразного конуса устанавливается в глухом отверстии 4 и в пазах 5 стержня 1 таким образом, что усеченный конус заполняет глухое отверстие, а клинья заполняют разрезанные поверхности пазов 5. Адгезив 21 соединяет поверхности крестообразной расклинивающей детали 3 со стержнем 1 и с внутренней конической поверхностью первой детали 11, а также стержень 1 с внутренней поверхностью первой детали ниппеля.The cross-shaped proppant 3 (6) has the shape of a truncated cone, which additionally has four identical wedges, while the 15 wedge is parallel to the
Стержень 1 может быть выполнен из коррозионно-стойких полимерных материалов, например стеклопластиков, базальтопластиков, износостойкое покрытие выполнено из износостойкого материала, например полиамида, ниппель 2 и расклинивающая деталь 3 - из металла, например стали.The
Ниппель и крестообразная расклинивающая деталь на другом конце стержня 1 (на фиг.1 не показаны) выполнены аналогично.The nipple and the cross-shaped proppant at the other end of the rod 1 (not shown in FIG. 1) are made similarly.
Соотношение диаметра стержня D0 к диаметру d0 глухого отверстия 4 равно 4-9, при этом оптимальная величина из этого диапазона зависит от диаметра стержня. Данное соотношение выбрано из условий прочности стержня и технологичности выполнения глухого отверстия.The ratio of the diameter of the rod D 0 to the diameter d 0 of the
Первая деталь ниппеля 7 имеет с одного конца цилиндрическую поверхность 10 с внутренним диаметром D1, равным диаметру D0 в средней части стержня 1, а с другого конца - коническую поверхность 11 на длине L=(2,5-4,0)D1 с углом полураствора конуса β1=2-4°.The first part of the
Длина L конической поверхности 11 первой детали ниппеля 7 равна длине L11 крестообразной расклинивающей детали 3, длине L0 прорезей 5 в стержне 1, длине L3 глухого отверстия 4 и равна (2,5-4)D0, при этом оптимальная величина из этого диапазона зависит от диаметра стержня.The length L of the
Угол β1 полураствора конической поверхности 11 первой детали ниппеля равен углу β2 полураствора крестообразной расклинивающей детали 3 и составляет 2-4°, при этом оптимальная величина из этого диапазона зависит от диаметра стержня.The angle β 1 of the half-solution of the
Длина резьбы L1 в первой детали ниппеля должна быть больше длины конической поверхности L, а длина резьбы L12 во второй детали ниппеля должна быть не менее чем L1. Длина глухого отверстия L2 должна быть больше, чем L12.The length of the thread L 1 in the first part of the nipple must be greater than the length of the conical surface L, and the length of the thread L 12 in the second part of the nipple must be at least L 1 . The length of the blind hole L 2 should be greater than L 12 .
Максимальный размер крестообразной расклинивающей детали h должен быть меньше максимального диаметра D внутренней конической поверхности первой детали ниппеля. Максимальная ширина клина b должна удовлетворять следующему соотношениюThe maximum size of the cross-shaped proppant h must be less than the maximum diameter D of the inner conical surface of the first nipple part. The maximum wedge width b must satisfy the following relation
b=(0,25-0,3)((D-D0).b = (0.25-0.3) ((DD 0 ).
Если ширина будет больше, чем в приведенном соотношении, то стержень может быть разрушен при сборке от усилий сжатия, если же ширина будет меньше, то уменьшится жесткость соединения.If the width is greater than in the given ratio, then the rod can be destroyed during assembly from compressive forces, if the width is smaller, the joint stiffness will decrease.
Приведенные соотношения углов и длин конических поверхностей ниппелей и крестообразных расклинивающих деталей обусловлены прочностными требованиями к штанге и конструктивными особенностями. Например, если уменьшать угол конусности, то уменьшится и прочность соединения вследствие уменьшения эффекта клинового соединения, если же увеличивать угол конусности, то толщина первой детали ниппеля будет стремиться к нулю, что также уменьшит прочность. Если размер крестообразной расклинивающей детали h будет больше, чем D, то сборка будет невозможна. Если размер L будет больше, чем L1, то возникнет концентрация осевых растягивающих напряжений.The given ratios of the angles and lengths of the conical surfaces of the nipples and the cross-shaped proppant details are due to the strength requirements for the rod and structural features. For example, if the taper angle is reduced, then the strength of the joint will decrease due to a decrease in the effect of the wedge connection, but if the taper angle is increased, the thickness of the first part of the nipple will tend to zero, which will also reduce the strength. If the size of the cross-shaped proppant h is larger than D, then assembly will not be possible. If the size L is larger than L 1 , then a concentration of axial tensile stresses will occur.
Насосную штангу изготавливают следующим образом.The sucker rod is made as follows.
На внешнюю поверхность стержня 1 наносят износостойкое покрытие 6, на концы стержня износостойкое покрытие не наносится. На внутреннюю поверхность первой детали 7, на все поверхности крестообразной расклинивающей детали 3 и на концы стержня 1 наносится адгезив 21. Затем первая деталь 7 устанавливается на конец стержня 1. После этого в глухие отверстия 4 и в пазы 5 стержня 1 устанавливается крестообразная расклинивающая деталь 3, при этом концы стержня 1 расклиниваются и крестообразная расклинивающая деталь с нанесенным на нее адгезивом заполняет все пустоты в стержне, образующиеся при его расклинивании. Далее на резьбу 12 первой детали 7 и на резьбу 14 второй детали 8 наносится адгезив, после чего детали 8 и 7 свинчиваются друг с другом. Второй ниппель собирается аналогично, после чего происходит отверждение адгезива.A wear-
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ № 02117132, МПК F 16 В 11/00.1. RF patent No. 02117132, IPC F 16
2. Патент РФ № 2182642, МПК F 16 В 11/00.2. RF patent No. 2182642, IPC F 16
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113553/03A RU2232865C2 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Pumping bar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113553/03A RU2232865C2 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Pumping bar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002113553A RU2002113553A (en) | 2003-11-27 |
| RU2232865C2 true RU2232865C2 (en) | 2004-07-20 |
Family
ID=33412485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002113553/03A RU2232865C2 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Pumping bar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2232865C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2398091C2 (en) * | 2007-11-16 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства" | Hollow bucket rod |
| RU170991U1 (en) * | 2016-12-13 | 2017-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Геомаш-центр" | Airlift for drilling wells with airlift reverse circulation |
| RU2627777C1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-08-11 | Агафонов Алексей Сергеевич | Pump rod |
| RU2629498C1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-08-29 | Агафонов Алексей Сергеевич | Connection joint of fibreglass rod and tip |
-
2002
- 2002-05-24 RU RU2002113553/03A patent/RU2232865C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2398091C2 (en) * | 2007-11-16 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства" | Hollow bucket rod |
| RU2627777C1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-08-11 | Агафонов Алексей Сергеевич | Pump rod |
| RU2629498C1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-08-29 | Агафонов Алексей Сергеевич | Connection joint of fibreglass rod and tip |
| RU170991U1 (en) * | 2016-12-13 | 2017-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Геомаш-центр" | Airlift for drilling wells with airlift reverse circulation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6764108B2 (en) | Assembly of hollow torque transmitting sucker rods | |
| US7431347B2 (en) | Hollow sucker rod connection with second torque shoulder | |
| US20040113427A1 (en) | Assembly of hollow torque transmitting sucker rods and sealing nipple with improved seal and fluid flow | |
| US4653953A (en) | Sucker rod construction | |
| US4475839A (en) | Sucker rod fitting | |
| US5931511A (en) | Threaded connection for enhanced fatigue resistance | |
| US5895079A (en) | Threaded connections utilizing composite materials | |
| AU2010258072B2 (en) | Connection between a drill pipe and a connector | |
| CA1122424A (en) | Thread structure for percussion drill elements | |
| CA2221018C (en) | Straight hole drilling system | |
| US5253946A (en) | Sucker rod end fitting | |
| JP2001524196A (en) | Super high torque double shoulder type tool fitting | |
| US20050099004A1 (en) | Coupling for composite pipe | |
| EA027230B1 (en) | Tapered spline connection for drill pipe, casing and tubing | |
| CN102639911A (en) | Threaded connection | |
| CN1723357A (en) | Method of making threaded pipe connections sealed to the outside world | |
| JPH0325597B2 (en) | ||
| KR102743300B1 (en) | Rebar coupler | |
| EP2800859B1 (en) | Sucker rod apparatus and method | |
| US4787771A (en) | Loaded sucker rod fitting | |
| RU2232865C2 (en) | Pumping bar | |
| US20170266794A1 (en) | Drive Element for Transmitting a Torque to a Threaded Insert Sleeve | |
| JP2002030762A (en) | Sleeve joint for coupling reinforcing bar | |
| US6446541B1 (en) | Method and device for jointing rods and piston pump including the device | |
| US9988858B1 (en) | End fitting for sucker rods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060525 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070910 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090525 |