Віброізолятор колони насосно-компресорних труб

Реферат: UA 115360 U UA 115360 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної галузі і стосується підземних газосховищ, зокрема системи перекачування газу через вертикальні колони насоснокомпресорних труб. Відомий віброізолятор трубопроводів, що містить насаджений на трубу демпфер, розташований у нерухомій обоймі (Гладких П.А., Хачатурян С.Л. Вибрации в трубопроводах и методы их устранения. М.: Машиностроение, 1959). Такий віброізолятор трубопроводів має недостатні амортизуючі властивості, не допускає осьового переміщення колони труб відносно обойми, а імовірність самовідкручування нарізних з'єднань в умовах вібрацій або інших динамічних навантажень є достатньо велика. Тому його застосування для віброізоляції схильних до самовідкручування нижніх частин колони насоснокомпресорних труб є неможливим. Найближчим до пропонованого є відомий віброізолятор колони насосно-компресорних труб, що містить насаджений на трубу демпфер, розташований в нерухомій обоймі і виконаний у вигляді не менше шести концентрично розміщених листових пружин, вставлених у втулку, насаджену на трубу і оснащену елементами малої жорсткості, в які впираються листові пружини, нерухомо закріплені в пазах втулки нижньою частиною, а верхньою частиною притиснуті силами своєї пружності до внутрішньої поверхні обойми, що є обсадною трубою і кожен з елементів малої жорсткості виготовлений з загостреними виступами, розміщеними між трубою і кожною з листових пружин (Деклараційний патент на винахід № 67304А (Україна) Віброізолятор колони насосно-компресорних труб. - Опубл. 15.06.2004 у Бюл. № 6, 2004 p.). Під час використання відомого, такого віброізолятора демпфування нижньої частини колони насосно-компресорних труб здійснюється за рахунок листових пружин, верхні частини яких притиснуті силами своєї пружності до обсадної труби. При цьому нижня частина колони насосно-компресорних труб не контактує з обсадною трубою, що зменшує демпфуючі властивості даного віброізолятора. Застосування листової пружини, плоскої у поперечному перерізі, зменшує її згинальну жорсткість у порівнянні з вигнутою у поперечному перерізі, що призводить до зменшення амортизуючих властивостей віброізолятора. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий віброізолятор колони насоснокомпресорних труб, у якому за допомогою установки нових елементів і зміни конфігурації існуючих деталей збільшується демпфуюча властивість і підвищується його надійність. Поставлена задача вирішується тим, що втулка на обох своїх торцях містить пази, розміщення яких на протилежних торцях втулки зміщено на 30°, демпфер додатково містить нижні концентрично розміщені листові пружини, нерухомо закріплені у пазах втулки, пази у втулці і листові пружини виконані по радіусу, причому радіус кривини паза у втулці більший від радіуса кривини у поперечному напрямку листової пружини, демпфер до труби прикріплений за допомогою кріпильних елементів, вільний торець болтів яких має конусну частину з гострим кутом при вершині і болти почергово встановлені у отвори з наріззю оболонки і втулки та у отвір листових пружин. Установка нижніх концентрично розміщених листових пружин, зміщених на 30° відносно верхніх листових пружин, збільшує площу їх контакту з обсадною трубою, що суттєво зменшує амплітуду коливань вільного торця колони насосно-компресорних труб. Виконання пазів у втулці по радіусу R1, який більший від радіуса кривини листових пружин R2 у їх поперечному напрямку, змушує деформуватись прямолінійну у поздовжньому напрямку ділянку листової пружини під час їх монтажу у паз втулки і тим самим створює необхідне їх з'єднання з натягом. Виконання верхніх і нижніх листових пружин у їх поперечному напрямку з радіусом кривини R2 дозволяє за тих самих габаритних розмірах збільшити згинальну жорсткість цих пружин і зменшити силу тертя у процесі опускально-підіймальних режимів роботи колони насоснокомпресорних труб. Застосування кріпильних елементів, вільний кінець болтів яких має конусну частину з гострим кутом при вершині і болти почергово встановлені у отвори з наріззю оболонки і втулки та у отвір листових пружин, дозволяє надійно закріпити демпфер у будь-якому поперечному перерізі колони насосно-компресорних труб. Все це дозволяє зменшити силу тертя у процесі опускально-підіймальних режимів роботи колони насосно-компресорних труб, збільшити сумарну демпфуючу здатність віброізолятора і отримати надійне закріплення віброізолятора, у будь якому перерізі труби. У результаті цього стає неможливим повертання віброізолятора відносно повздовжньої осі симетрії насосно-компресорної труби, оскільки сила тертя між листовими пружинами і обсадною трубою не дозволяє самовідкручування труб колони. 1 UA 115360 U 5 10 15 20 25 30 На фіг. 1 зображений віброізолятор колони насосно-компресорних труб, на фіг. 2 і фіг. 3 перерізи А-А і Б-Б цього віброізолятора, на фіг. 4 - показаний вигляд В, на якому зображено переріз листової пружини 4, на фіг. 5 показано вигляд Г, на якому зображено переріз пружини 4 у пазу втулки 2 і оболонки 6, де: 1 - нижня частина колони насосно-компресорних труб; 2 втулка; 3 - елементи малої жорсткості; 4 - верхні листові пружини; 5 - нижні листові пружини; 6 оболонка; 7 - кріпильні елементи; 8 - обсадна труба. Віброізолятор колони насосно-компресорних труб представляє собою встановлену у необхідному перерізі нижньої частини насосно-компресорної труби 1 втулку 2 з пазами і напресовану на неї оболонку 6. У пази, що виконані на протилежних торцях втулки із зміщенням на 30°, почергово встановлені верхні 4 і нижні 5 пружини. Прямолінійні у поздовжньому напрямку ділянки пружин 4 і 5 встановлені у пази втулки 2 з натягом, який утворюється за рахунок того, що радіус кривини R1 у втулці є більший від радіуса кривини R2 у поперечному напрямку листових пружин 4 і 5 та наявності елементів малої жорсткості 3. Закріплення віброізолятора у необхідному перерізі колони насосно-компресорних труб 1 здійснюють за допомогою кріпильних елементів 7, вільний кінець болтів яких має конусну частину з гострим кутом при вершині, які почергово встановлені у отвори з наріззю оболонки 6 і втулки 2 та у отвір листових пружин 4 і 5. Криволінійні у поздовжньому напрямку ділянки листових пружин 4 і 5 притиснуті силами своєї пружності до обсадної труби 8. Заокруглена в радіальних напрямках форма криволінійних частин листових пружин 4 і 5 забезпечує можливість осьового переміщення колони насоснокомпресорних труб 1 за наявності нерівностей внутрішньої поверхні обсадної труби 8, зокрема, на її перфорованих ділянках. У момент установки колони насосно-компресорної труби 1 з закріпленим на ній віброізолятором в обсадну трубу 8 листові пружини 4 і 5 деформуються в напрямку її поздовжньої осі. Під час закачування чи відбору газу віброізолятор гасить коливання нижньої частини колони насосно-компресорних труб 1, не допускає виникнення крутних моментів від тертя між стінками колони насосно-компресорних труб 1 і обсадної труби 8, що є однією з важливих причин розгвинчування нарізних з'єднань. Можливість самовільного відгвинчування з інших причин зменшується завдяки надійному закріпленню віброізолятора на трубі 1 та великому моменту тертя, створеному силою пружності листових пружин 4 і 5 на діаметрі обсадної колони 8. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Віброізолятор колони насосно-компресорних труб, що містить насаджений на трубу демпфер, розташований в нерухомій обоймі і виконаний у вигляді концентрично розміщених листових пружин, вставлених у втулку, насаджену на трубу і оснащену елементами малої жорсткості, у які оперті верхні листові пружини, що нерухомо закріплені у пазах втулки нижньою частиною і охоплені оболонкою, а верхньою частиною притиснуті силами своєї пружності до внутрішньої поверхні обойми, що є обсадною трубою, який відрізняється тим, що втулка на обох своїх торцях містить пази, розміщення яких на протилежних торцях втулки зміщено на 30°, демпфер додатково містить нижні концентрично розміщені листові пружини, нерухомо закріплені у пазах втулки, пази у втулці і листові пружини виконані по радіусу, причому радіус кривини паза у втулці більший від радіуса кривини у поперечному напрямку листової пружини, демпфер до труби прикріплений за допомогою кріпильних елементів, вільний торець болта яких має конусну частину з гострим кутом при вершині і болти встановлені у отвори з наріззю оболонки і втулки та у отвір листових пружин. 2 UA 115360 U 3 UA 115360 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4