Демпфирующая муфта

Предложение относится к демпфирующим устройствам и может быть использовано в приводах скважинного оборудования, выполненных в виде колонны труб (штанг) для гашения динамических нагрузок при их осевых возвратно-поступательных перемещениях. Демпфирующая муфта содержит цилиндрический корпус закрытый с торцов крышками с цилиндрическими отверстиями, в которых установлены цилиндрическими штоками, а также поршень, установленный в цилиндрическом корпусе. Один из цилиндрических штоков закреплен в цилиндрическом отверстии крышки жестко, а другой цилиндрический шток подвижно установлен в цилиндрическом отверстии крышки и жестко соединен с поршнем с возможностью совместного осевого и вращательного перемещения относительно цилиндрического корпуса. На верхнем и нижнем конце боковой поверхности цилиндрического корпуса выполнены отверстия, относительно которых перемещается поршень, установленный в цилиндрическом корпусе с зазором - S. Величина зазора - S подбирается опытным путем в зависимости от конструктивных размеров цилиндрического корпуса и поршня, а также величины воспринимаемых демпфирующей муфтой нагрузок. Демпфирующая муфта позволяет погасить динамические нагрузки, возникающие в процессе осевого возвратно поступательно перемещения колонны штанг станка - качалки и тем самым предотвратить обрыв и отворот штанг при эксплуатации глубинного штангового насоса. Предлагаемая конструкция демпфирующей муфты имеет простую технологию изготовления, что позволяет снизить стоимость готового изделия, а повышение ее срока службы связано с исключением уплотнительных элементов с наружных поверхностей поршней. 1 илл. на 1 л.

Предложение относится к демпфирующим устройствам и может быть использовано в приводах скважинного оборудования, выполненных в виде колонны труб (штанг) для гашения динамических нагрузок при их осевых возвратно-поступательных перемещениях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является демпфирующая муфта (патент РФ №2241155, МПК 7 F 16 F 9/10, опубл. 27.11.2004 г.), для скважинного оборудования включает цилиндрический корпус с отверстиями, размещенными на боковой поверхности. Цилиндрический корпус закрыт с торцов верхней и нижней крышками с цилиндрическими отверстиями по оси и с канавками, в которых размещены уплотнения. Внутри цилиндрического корпуса размещены верхний и нижний поршни с цилиндрическими штоками. Верхний и нижний поршни имеют на боковой поверхности канавки, в которых размещены уплотнения, и наклонные отверстия, соединяющие пространство под и над поршнями. Наклонные отверстия имеют диаметр на порядок меньший, чем отверстия, размещенные на боковой поверхности цилиндрического корпуса. Отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса расположены вблизи верхней крышки, вблизи нижней крышки и симметрично вблизи центра цилиндрического корпуса. Поршни установлены в цилиндрическом корпусе, а цилиндрические штоки установлены в цилиндрических отверстиях крышек с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса и вращения друг относительно друга. К штоку верхнего поршня прикреплены штанги (привод) станка качалки, к штоку нижнего поршня прикреплен плунжер глубинного штангового насоса. Роль канала перетока жидкости выполняет скважинное пространство.

Недостатками данной демпфирующей муфты являются:

во-первых, сложность изготовления, обусловленная наличием сверлильных работ (наклонных отверстий в поршнях), высокая точность изготовления пары поршень - цилиндрический корпус, а также канавок на поршнях под уплотнения.

во-вторых, низкий срок службы, связанный с тем, что поршни постоянно возвратно-поступательно перемещаются относительно цилиндрического корпуса, и находящиеся на поршнях уплотнения изнашиваются, кроме того, износ усиливается тем, что скважинная жидкость являясь агрессивной средой находится в постоянном контакте с

уплотнениями поршней, а попадающие через отверстия внутрь цилиндрического корпуса вместе со скважинной жидкостью взвешанные частицы песка и грязи могут просто повредить уплотнения поршней. При износе уплотнений, и как следствие снижении демпфирующих свойств поршни будут просто ударяться друг о друга вызывая ударные нагрузки на колонну штанг.

Технической задачей полезной модели является упрощение технологии изготовления демпфирующей муфты, а также повышение ее срока службы.

Поставленная техническая задача решается предлагаемой демпфирующей муфтой, содержащей цилиндрический корпус с отверстиями на боковой поверхности, крышки, размещенные на горцах цилиндрического корпуса и выполненные с цилиндрическими отверстиями, поршень, установленный в цилиндрическом корпусе, два цилиндрических штока, каждый из которых размещен в цилиндрическом отверстии крышки, уплотнения.

Новым является то, что один из цилиндрических штоков закреплен в цилиндрическом отверстии одной из крышек жестко, а другой цилиндрический шток подвижно установлен в цилиндрическом отверстии другой крышки и жестко соединен с поршнем с возможность совместного осевого и вращательного перемещения относительно цилиндрического корпуса, причем отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса выполнены на его верхнем и нижнем конце, относительно которых перемещается поршень, установленный в цилиндрическом корпусе с зазором - S.

На фиг. изображено предлагаемая демпфирующая муфта в продольном разрезе.

Демпфирующая муфта содержит цилиндрический корпус 1 закрытый с торцов крышками 2 и 3 с цилиндрическими отверстиями 4 и 5 по оси соответственно, в которых установлены цилиндрическими штоками 6 и 7, а также поршень 8 установленный в цилиндрическом корпусе 1.

Цилиндрический шток 6 закреплен в цилиндрическом отверстии 4 крышки 2 жестко, а цилиндрический шток 7 подвижно установлен в цилиндрическом отверстии 5 крышки 3 и жестко соединен с поршнем 8 с возможностью совместного осевого и вращательного перемещения относительно цилиндрического корпуса 1.

На верхнем и нижнем конце боковой поверхности цилиндрического корпуса 1 выполнены отверстия 9 и 10, относительно которых перемещается поршень 8, установленный в цилиндрическом корпусе 1 с зазором - S.

В цилиндрическом отверстии 5 крышки 3 выполнены канавки 11, в которых размещены уплотнения 12, исключающие несанкционированные перетоки скважинной жидкости в процессе работы.

Величина зазора - S подбирается опытным путем в зависимости от конструктивных размеров цилиндрического корпуса 1 и поршня 8, а также величины воспринимаемых демпфирующей муфтой нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском демпфирующей муфты в скважину (на фиг. не показано) к одному из ее цилиндрических штоков, например 6, который жестко соединен с помощью цилиндрического отверстия 4 с крышкой 2 закрепляют колонну штанги (привод) станка качалки. Тогда к другому цилиндрическому штоку 7 подвижно, установленному в цилиндрическом отверстии 5 крышки 3 и жестко соединенного с поршнем 8 с возможностью совместного осевого и вращательного перемещения относительно цилиндрического корпуса 1 прикрепляют плунжер глубинного штангового насоса (на фиг. не показано).

Роль канала перетока жидкости сквозь отверстия 9 и 10 цилиндрического корпуса 1 в над и под поршневое пространства поршня 8 выполняет скважинное пространство.

Затем демпфирующую муфту в составе привода (колонны штанг) станка-качалки (на фиг. не показано) спускают в скважину на заданную глубину.

Производят обвязку привода со станком качалкой и запускают последнюю в эксплуатацию.

При ходе привода станка качалки вверх поршень 8, жестко соединенный с цилиндрическим штоком 7 перемещается вниз от нижнего торца крышки 2 до верхнего торца крышки 3, при этом поршень 8 вытесняет скважинную жидкость из своего под поршневого пространства сквозь отверстие 10 цилиндрического корпуса 1 в скважинное пространство, откуда скважинная жидкость сквозь отверстие 9 цилиндрического корпуса 1 попадает в над поршневое пространство (выше поршня 8). При этом также происходит переток (дросселирование) скважинной жидкости внутри цилиндрического корпуса 1 через зазор - S между поршнем 8 и цилиндрическим корпусом 1, причем дросселирование скважинной жидкости происходит из под поршневого пространства в над поршневое пространство поршня 8.

Движение поршня 8 вниз прекращается при достижении последним верхнего торца крышки 3.

При ходе привода станка качалки вниз поршень 8, жестко соединенный с цилиндрическим штоком 7 перемещается вверх от верхнего торца крышки 3 до нижнего торца крышки 2, при этом поршень 8 вытесняет скважинную жидкость из над поршневого пространства сквозь отверстие 9 цилиндрического корпуса 1 в скважинное пространство, откуда скважинная жидкость сквозь отверстие 10 цилиндрического корпуса 1 попадает в под поршневое пространство (над поршнем 8).

При этом также происходит переток (дросселирование) скважинной жидкости внутри цилиндрического корпуса 1 через зазор - S между поршнем 8 и цилиндрическим корпусом 1, причем дросселирование скважинной жидкости происходит из над поршневого пространства в под поршневое пространство поршня 8.

Движение поршня 8 вверх прекращается при достижении последним нижнего торца крышки 2.

В дальнейшем цикл работы демпфирующей муфты повторяется.

Демпфирующая муфта позволяет погасить динамические нагрузки, возникающие в процессе осевого возвратно поступательно перемещения колонны штанг станка-качалки и тем самым предотвратить обрыв и отворот штанг при эксплуатации глубинного штангового насоса.

Предлагаемая конструкция демпфирующей муфты имеет простую технологию изготовления, что позволяет снизить стоимость готового изделия, а повышение ее срока службы связано с исключением уплотнительных элементов с наружных поверхностей поршней.

Демпфирующая муфта, содержащая цилиндрический корпус с отверстиями на боковой поверхности, крышки, размещенные на торцах цилиндрического корпуса и выполненные с цилиндрическими отверстиями, поршень, установленный в цилиндрическом корпусе, два цилиндрических штока, каждый из которых размещен в цилиндрическом отверстии крышки, уплотнения, отличающаяся тем, что один из цилиндрических штоков закреплен в цилиндрическом отверстии одной из крышек жестко, а другой цилиндрический шток подвижно установлен в цилиндрическом отверстии другой крышки и жестко соединен с поршнем с возможность совместного осевого и вращательного перемещения относительно цилиндрического корпуса, причем отверстия на боковой поверхности цилиндрического корпуса выполнены на его верхнем и нижнем конце, относительно которых перемещается поршень, установленный в цилиндрическом корпусе с зазором - S.