RO132153B1

RO132153B1 - Capăt pentru prăjină de pompare

Info

Publication number: RO132153B1
Application number: ROA201700137A
Authority: RO
Inventors: Alejandro Levrino; Matias Gustavo Pereyra; Alejandre Jesus Aaron Abarca
Original assignee: Tenaris Connections B.V.
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2022-08-30
Also published as: CO2017002125A1; CN107152244A; CA2959074A1; AR107803A1; RO132153A2; BR102017004471B1; MX2017002958A; BR102017004471A2; US9624736B1; RU2017107228A; RU2017107228A3; AT518374A2; RU2730232C2

Description

RO 132153 Β1

Această dezvăluire are în vedere, în general, domeniul coloanelor prăjinilor de pompare întrebuințate în sondele de petrol și, în mod deosebit, construcția capătului unei prăjini de pompare.

întrebuințarea prăjinilor de pompare în tubajul de producție dintr-o sondă de petrol este binecunoscutăîn tehnica din domeniu. Fig. 1 ilustrează un sistem de pompare în conformitate cu tehnica anterioară din domeniu. După cum se arată în fig. 1 a tehnicii anterioare, o unitate de pompare 1 este atașată la o prăjină lustruită 2. Prăjina lustruită 2 este atașată longitudinal la o coloană de prăjini de pompare 5 amplasată în interiorul unei coloane de tubaj 3 care este dispusă într-o coloană de tubaj 4. Coloana prăjinilor de pompare 5 este făcută din mai multe prăjini de pompare individuale în conformitate cu specificația American Petroleum Institute (API) 11B (în cele ce urmează coloana de prăjini de pompare AP111B) cuplate împreună în mai multe conexiuni 10 (este arătată numai una). La capătul inferior al coloanei AP111B coloana prăjinei de pompare 5 este o pompă cu dublu efect (care nu este arătată). Pe măsură ce unitatea de pompare deplasează coloana prăjinilor de pompare 5 în jos, corpul pompei cu dublu efect se umple cu fluidul de producție 7 care trebuie să fie produs. Invers, pe măsură ce unitatea de pompare deplasează coloana prăjinilor de pompare 5 AP111B înspre în sus, o supapă din pompa cu dublu efect se închide și fluidul de producție 7 din corpul pompei este ridicat, deplasând fluidul de producție înspre în sus și forțând cantitatea de fluid de producție 7 din corpul pompei în sus în coloana de tubaj 3 în spațiul circular din jurul coloanei de prăjini 5 API 11B și conexiunile 10 pe drumul înspre suprafața terenului și, în final, curge afară din coloana de tubaj prin supapele și conexiunile de conducte (nearătate) și către depozitare și prelucrare.

Coloana de prăjini de pompare 5 API 11B trebuie să se întindă de la unitatea de pompare 1 pe toată distanța până la pompa cu dublu efect, care poate să fie la câteva mii de picioare dedesubtul suprafeței terenului. După cum a fost observat în cele de mai sus, coloana din prăjini de pompare este făcută din mai multe prăjini de pompare 5 API 11B cuplate într-o conexiune multiplă 10. Fig. 1A ilustrează o vedere mărită în secțiune transversală a conexiunii 10 din fig. 1. Conexiunea 10 include o extremitate de cep filetat 29 pe care sunt cuplate fiecare dintre cele două prăjini de pompare învecinate API 11B care sunt cuplate împreună prin intermediul unui dublu cuplaj mamă 17. Cuplajul 17 este înșurubat pe cepurile tijelorînvecinate (strâns) până când extremitățile cuplajului ajung în contact cu fața 26 a umărului cepului 28 al prăjinii de pompare.

Fig. 2 este o secțiune în vedere laterală care ilustrează o prăjină de pompare AP111B 20 conformă cu tehnica anterioară, care are conexiuni de capete 11B cu specificație API la ambele extremități. Prăjina de pompare 20 include o porțiune 22 de corp al prăjinii, care are un diametru D_RAP| și o porțiune de trecere inversă 23 care face trecerea de la corpul prăjinii 22 la o porțiune plată pentru cheie 27. Porțiunea plată pentru cheie 27 include, în mod obișnuit, patru fețe pentru cheie 24. Porțiunea plată pentru cheie 27 se termină cu un umăr de cep 28 care are o față de umăr de cep 26 care ajunge în contact cu extremitatea cuplajului 17 (ase vedea fig. 1A) atunci când extremitățile filetate ale cepului 29 sunt strânse în cuplajul 17 pentru a forma conexiunea 10. Suprafața circumferinței exterioare a prăjinii 20 include o secțiune de tranziție care face tranziția de la corpul prăjinii 22 la talonul 23. Secțiunea de tranziție include o rază a curburii R^, care se extinde de la diametrul corpului prăjinii D_RAP| la talonul de refulare 23. Raza curburii R_AAP, se termină într-un punct de inflexiune din suprafața talonului de refulare 23 în care suprafața talonului de refulare trec apoi către secțiunea plată pentru cheie 27. Fața pentru cheie 24 are o lățime W_SAP, (transversal la o axă AA a prăjinii 20) și o lungime L_WSAP, (de-a lungul axei AA a prăjinii 20).

RO 132153 Β1

Conexiunea 10 include, de asemenea, o lungime a cepului L_PAP| și o lungime pentru eliberarea tensiunii L_SAP|. Tabelul 1 de mai jos include valori pentru parametrii fizici exprimate în milimetri (mm) și rapoarte adimensionale ale conexiunii 10 de prăjină AP111B după cum este ilustrat în fig. 2.

Date ale capătului de prăjină de pompare pentru prăjina AP111B conformă cu tehnica anterioară după cum este prezentată în fig. 2

Tabelul 1

Articol	Diametrul nominal al prăjinii % inch	Diametrul nominal al prăjinii 7/8 inch	Diametrul nominal al prăjinii 1 inch
D_RAPi (mm)	19.05	22.2	25.4
R_AAP\| (mm)	57.1	66.7	76.2
I-wsapi (mm)	31.75	31.75	38.1
W_SAP\| (Minim) (mm)	24.7	24.7	32.6
W_SAP\| (Maxim) (mm)	26.1	26.1	34.1
Intervalul pentru W_SAP\|/D_RAP\|	1.3-1.37	1.11-1.18	1.28-1.34
W_SAP\| pentru modalitatea de realizare din fig. 2 (mm)	25.4	25.4	33.3
W_SAP\|/D_RAP\| pentru modalitatea de realizare din fig. 2 (mm)	1.33	1.14	1.31
R_Aap/D_DAP\| pentru modalitatea de realizare din fig. 2 (mm)	2.997	3.005	3

S-a observat că prăjinile de pompare API 11B 20 convenționale au cel puțin următoarele probleme în timpul întrebuințării, de exemplu:

Rupere în zona talonului de refulare 23 și a feței pentru cheie 24 din cauza ruperii datorită oboselii materialului (talonul de refulare este o zonă care include frecvent un mare număr de defecte de suprafață) (din cauza procesului de forjare care este întrebuințat pentru a produce geometria aceea), iar pătratul pentru cheie este supus la deteriorare de la cheile de răsucire atunci când conexiunea 20 este strânsă sau desfăcută);

Multe prăjini trebuie să fie reprelucrate în zona talonului de refulare 23 din cauza încovoierii din timpul forjării; și

Uzura puternică a coloanei de prăjini 5 din cauza eroziunii și a coroziunii prin deplasarea fluidului de producție 7 în spațiul inelar dintre peretele interior al tubulaturii 3 și conexiunile prăjinilor de pompare 10, 20.

în stadiul tehnicii există o construcție de prăjină de pompare (US 4653953 A) care include un element de legătură format pentru a defini un recipient cu tijă, având un capăt axial interior închis și un capăt axial exterior deschis. Recipientul tijei are o multitudine de suprafețe inelare conice distanțate axial. Capătul unei tije cilindrice din fibră de sticlă este introdus în interiorul recipientului tijă menționat prin capătul exterior și cooperează cu acesta pentru a defini o cameră inelară între suprafața exterioară a capătului tijei și suprafațele inelare conice. Un material de legătură este poziționat în camera inelară și leagă suprafața exterioară a capătului tijei și suprafețele inelare conice. Fiecare dintre suprafețele inelare are un unghi de teșire față de suprafața exterioară a tijei din fibră de sticlă și fiecare unghi de

RO 132153 Β1 teșire scade progresiv spre capătul deschis cu cel puțin un grad și jumătate. O bucșă este conectată la elementul conector adiacent capătului exterior axial deschis al prizei tijei și are un alezaj axial care fixează capătul tijei în poziție coaxială în interiorul prizei tijei. Un manșon de protecție este dispus între o bucșă și tijă. Bucșa are o porțiune tubulară care se extinde axial cu un diametru exterior mai mic decât diametrul exterior al membrului conectorului și o porțiune care unește suprafața exterioară a bucșei și suprafața exterioară adiacentă a membrului conectorului. Porțiunea de îmbinare are o suprafață exterioară cu o curbă netedă care se întinde între bucșă și elementul conectorului.

De asemenea, în stadiul tehnicii, se cunoaște o metodă de condiționare a fluidelor de sondă și la o prăjină de pompare (US 2005/0000689 A1), metodă utilizată în domeniul producției de petrol. Metoda la care se referă invenția implică faptul că injectarea fluidelor de condiționare se face direct prin prăjinile de pompare, de la suprafață, pompând concomitent sonda, fiind posibil ca fluidul de condiționare să fie distribuit fie în tubulatura producătoare, fie în sondă, sau chiar în roca rezervorului din jurul sondei, pompând concomitent sonda. Prăjina de pompare proiectată pentru aplicarea metodei este fabricată din oțel și are două capete pentru prăjini de pompare care sunttubulare, sudate la capetele unui tub din oțel, formând astfel un tub continuu prin care fluidul poate curge sau un cablu electric sau optic poate fi tras sau setat în interior.

Este necesară o nouă construcție a conexiunii de capăt a prăjinii de pompare pentru a depăși aceste probleme și alte probleme cu conexiunile de capăt de prăjină de pompare API.

Capetele de prăjină de pompare anterioare au fost fabricate în conformitate cu API standard 11B timp de mulți ani. Chiar dacă construcția API este potrivită pentru prăjinile de pompare, unele deteriorări din cauza oboselii au avut loc, în mod special atunci când ele erau supuse la sarcini axiale ridicate. Prezenta dezvăluire descrie o nouă construcție pentru un capăt de prăjină de pompare care include îmbunătățiri ale geometriei capătului prăjinii care asigură solicitări reduse și o mai bună rezistență la oboseală, în mod special în zona pătratului pentru cheie și în zona forjată a noii prăjini de pompare. Această nouă construcție asigură costuri de operare reduse pentru sondele care întrebuințează prăjini de pompare, în plus, noua construcție a prăjinii de pompare asigură o geometrie mai uniformă pentru inducerea încălzirii în timpul procesului de fabricare.

Prezenta dezvăluire descrie și ilustrează o prăjină de pompare îmbunătățită având un prim capăt care include: corpul prăjinii de pompare 122, care are o suprafață în general cilindrică, o axă longitudinală și un diametru D_R al prăjinii; și o secțiune de tranziție 125 care are o axă longitudinală. Secțiunea de tranziție are un capăt îndepărtat amplasat în vecinătatea unui capăt apropiat al corpului prăjinii de pompare cu axa longitudinală a secțiunii de tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate. Secțiunea de tranziție include de asemenea o suprafață exterioară amplasată circumferential în jurul axei longitudinale a secțiunii de tranziție, suprafața exterioară incluzând un profil longitudinal cu o curbă continuă, care începe la o suprafață cilindrică exterioară a corpului prăjinii și având o porțiune curbată concavă având o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază R_B, în care R_B este mai mică decât R_A și un diametru al secțiunii de tranziție 125, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața exterioară a prăjinii.

Capătul prăjinii de pompare include, de asemenea, o secțiune pătrată pentru cheie 127 care are o extremitate îndepărtată învecinată cu extremitatea apropiată a secțiunii de tranziție, în care secțiunea pătrată pentru cheie are o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, iar secțiunea pătrată pentru cheie include cel puțin patru fețe pentru cheie 124 perpendiculare una pe cealaltă. Fiecare secțiune pătrată pentru cheie 127

RO 132153 Β1 are o lățime a secțiunii transversale W_s măsurată transversal pe o axă AA a corpului prăjinii 1 și este distanța transversal pe corpul prăjinii dintre două fețe pentru cheie paralele (a se vedea fig. 5 și 7). în unele dintre implementări, fețele pentru cheie învecinate 124 se 3 întâlnesc într-un colt șanfrenat C.

Capătul prăjinii de pompare include o secțiune de umăr al cepului 128, care are o 5 extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pentru cheie pătrate. Secțiunea umărului cepului 128 are o axă longitudinală aliniată cu axa 7 longitudinală a corpului prăjinii și o față a umărului 126 amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului. Umărul cepului este adaptat pentru a ajunge în contact cu o 9 extremitate a cuplajului și umărul cepului are un diametru exterior D_F.

Capătul prăjinii pentru pompare include o secțiune de conexiune filetată a cepului 129 11 care are o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita conexiune filetată a cepului având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități 13 apropiate a secțiunii umărului cepului 128, numita secțiune de conexiune filetată a cepului incluzând filete amplasate pe o porțiune a unei suprafețe exterioare circumferențiale a 15 secțiunii de conexiune filetată a cepului, filetele fiind configurate pentru a se potrivi cu filetele din interiorul cuplajului. 17 în cazul unora dintre implementări, prăjina de pompare poate include de asemenea un al doilea capăt al prăjinii de pompare, care are o a doua secțiune de tranziție 125 cu o axă 19 longitudinală. A doua secțiune pentru tranziție poate să includă o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a corpului prăjinii de pompare cu axa 21 longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate, în care secțiunea pentru tranziție are o suprafață exterioară amplasată circumferențial în jurul axei 23 longitudinale a secțiunii pentru tranziție și suprafața exterioară are un profil longitudinal care are în componență o curbă continuă ce începe la suprafața cilindrică exterioară a corpului 25 prăjinii și având o porțiune curbată concavă cu o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază R_B, în care R_B este mai mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție 125, 27 măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața exterioară a prăjinii. 29 în unele dintre modalitățile de realizare, al doilea capăt al prăjinii de pompare poate include de asemenea o a doua secțiune pătrată pentru cheie 127, având o extremitate 31 îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii de tranziție, secțiunea pătrată pentru cheie având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului 33 prăjinii, iar secțiunea pătrată pentru cheie include cel puțin patru fețe pentru cheie 124 perpendiculare una pe cealaltă. Fiecare secțiune pătrată pentru cheie 127 are o lățime a 35 secțiunii transversale W_s măsurată transversal pe o axă AA a corpului prăjinii și care este distanța transversală peste corpul prăjinii dintre două fețe pentru cheie paralele (a se vedea 37 fig. 5 și 7). în unele dintre modalitățile de realizare, fețele pentru cheie învecinate 124 se pot întâlni la un colt șanfrenat C. în unele dintre modalitățile de realizare, fețele pentru cheie 39 învecinate 124 se pot întâlni pe un colt șanfrenat C.

în unele dintre implementări, al doilea capăt al prăjinii pentru pompare poate de 41 asemenea include o a doua secțiune de umăr al cepului 128, având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie. 43 Secțiunea pentru umăr a cepului 128 are o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii de pompare și o față a umărului cepului 126 amplasată la extremitatea 45 apropiată a secțiunii umărului cepului. Fața umărului cepului este adaptată pentru a ajunge în contact cu o extremitate a unui cuplaj, numita față a umărului cepului având un diametru 47 exterior D_F.

RO 132153 Β1 în unele dintre implementări, al doilea capăt al prăjinii de pompare poate avea o a doua secțiune 129 de conexiune filetată a cepului cu o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii. Secțiunea filetată pentru conexiune a cepului are o extremitate îndepărtată, amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii umărului cepului 128, iar secțiunea filetată pentru conexiune a cepului include filete amplasate pe o porțiune a suprafeței circumferențiale exterioare a secțiunii filetate pentru conexiune a cepului. Filetele sunt configurate pentru a se potrivi cu filetele din interiorul unui al doilea cuplaj.

în unele dintre implementări, secțiunea umărului cepului 128, a unuia sau a ambelor dintre primul capăt de prăjină de pompare și al doilea capăt de prăjină de pompare, include o suprafață circumferențială exterioară care face tranziția între secțiunea pătrată pentru cheie 127 și fața umărului. Secțiunea umărului cepului 128 are un diametru măsurat transversal pe axa longitudinală și care este continuu crescător cu distanța de la secțiunea pătrată pentru cheie de-a lungul axei longitudinale a secțiunii umărului cepului.

în unele dintre implementări, unul dintre ele sau atât primul capăt al prăjinii de pompare cât și al doilea capăt al prăjinii de pompare include un canal pentru eliberarea tensiunii 121 amplasat între fața umărului cepului 126 și filetele secțiunii filetate pentru conexiune 129 a cepului.

în unele dintre implementări, atât primul capăt al prăjinii de pompare cât și al doilea capăt al prăjinii de pompare au o relația W_S/D_R care este cel puțin 1,5.

în unele dintre implementări, atât primul capăt al prăjinii de pompare cât și al doilea capăt al prăjinii de pompare include o relația R_a/D_r care este cel puțin 3,3.

în unele dintre implementări, un diametru transversal maxim al cuplajului atât al primului capăt de prăjină cât și al celui de-al doilea capăt de prăjină este mai mare decât diametrul exterior transversal maxim al corpului prăjinii 122, secțiunii de tranziție 125, secțiunii filetate pentru conexiune a cepului 129 și secțiunii de umăr a cepului 128.

în unele dintre implementări, atât primul capăt al prăjinii de pompare cât și al doilea capăt al prăjinii de pompare include un colt șanfrenat care are o suprafață substanțial plată circumscrisă într-un diametru D_c mai mic decât diametrul D_F.

Prezenta dezvăluire descrie și ilustrează un procedeu îmbunătățit pentru cuplarea prăjinilor de pompare care include etapele de:

- asigurare a unei prime prăjini de pompare care include:

- un corp 122 al prăjinii de pompare care are o suprafață exterioară în general cilindrică, o axă longitudinală și un diametru al prăjinii D_R;

- o secțiune pentru tranziție 125, care are o axă longitudinală, numita secțiune pentru tranziție având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a corpului prăjinii de pompare, cu axa longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate, numita secțiune pentru tranziție incluzând o suprafață exterioară amplasată circumferential în jurul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție, numita suprafață exterioară având un profil longitudinal compus dintr-o curbă continuă, care începe la suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii și având o porțiune curbată concavă cu o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază R_B, în care R_B este mai mică decât R_a și un diametru al secțiunii pentru tranziție 125, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața exterioară a prăjinii;

- o secțiune pătrată pentru cheie 127, care are o extremitate îndepărtată învecinată cu extremitatea apropiată a secțiunii pentru tranziție, numita secțiune pătrată pentru cheie având o axă longitudinală, care este aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune pătrată pentru cheie având în componență cel puțin patru fețe pentru cheie 124, fiecare dintre numitele fețe 124 având o lățime W_s măsurată transversal pe o axă AA a corpului prăjinii;

RO 132153 Β1

- o secțiune a umărului cepului 128 având o extremitate îndepărtată în vecinătatea 1 unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie, numita secțiune a umărului cepului 128 având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii și având o față 3 a umărului cepului 126 amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului, numita față a umărului cepului având un diametru exterior D_F, în care secțiunea umărului 5 cepului 128 include o suprafață circumferențială exterioară, care face tranziția între secțiunea pătrată pentru cheie 127 și fața umărului, și în care secțiunea umărului cepului 128 are un 7 diametru, măsurat transversal la axa longitudinală, care este continuu crescător cu distanța de la secțiunea pătrată pentru cheie de-a lungul axei longitudinale a secțiunii umărului 9 cepului, în care relația R_a/D_r este de cel puțin 3,3;

- o secțiune filetată pentru conexiune a cepului 129 având o axă longitudinală aliniată 11 cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a 13 secțiunii umărului cepului 128, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului incluzând filete tată amplasate pe o porțiune a suprafeței circumferențiale exterioare a secțiunii filetate 15 pentru conexiune a cepului; și

- asigurând o a doua prăjină de pompare care include: 17

- un corp 122 al prăjinii de pompare care are o suprafață exterioară în general cilindrică, o axă longitudinală și un diametru al prăjinii D_R; 19

- o secțiune pentru tranziție 125, care are o axă longitudinală, numita secțiune pentru tranziție având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate 21 a corpului prăjinii de pompare cu axa longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate, numita secțiune pentru tranziție incluzând o suprafață 23 exterioară amplasată circumferential în jurul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție, numita suprafață exterioară având un profil longitudinal compus dintr-o curbă continuă, care 25 începe la suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii și având o porțiune curbată concavă cu o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază R_B, în care R_B este mai mică 27 decât R_a și un diametru al secțiunii pentru tranziție 125, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața exterioară a prăjinii; 29 - o secțiune pătrată pentru cheie 127, care are o extremitate îndepărtată învecinată cu extremitatea apropiată a secțiunii pentru tranziție, numita secțiune pătrată pentru cheie 31 având o axă longitudinală, care este aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune pătrată pentru cheie având în componență cel puțin patru fețe pentru cheie 124, 33 fiecare dintre numitele fețe 124 având o lățime W_s măsurată transversal pe o axă AA a corpului prăjinii; 35

- o secțiune a umărului cepului 128 având o extremitate îndepărtată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie, numita secțiune a umărului cepului 37 128 având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii și având o față a umărului cepului 126 amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului, 39 numita față a umărului cepului având un diametru exterior D_F, în care secțiunea umărului cepului 128 include o suprafață circumferențială exterioară, care face tranziția între secțiunea 41 pătrată pentru cheie 127 și fața umărului și în care secțiunea umărului cepului 128 are un diametru, măsurat transversal la axa longitudinală, care este continuu crescător cu distanța 43 de la secțiunea pătrată pentru cheie dea lungul axei longitudinale a secțiunii umărului cepului, în care relația R_a/D_r este de cel puțin 3,3; 45

RO 132153 Β1

- o secțiune filetată pentru conexiune a cepului 129 având o axă longitudială aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii umărului cepului 128, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului incluzând filete amplasate pe o porțiune apropiată a suprafeței circumferențiale exterioare a secțiunii filetate pentru conexiune cepului; în care secțiunea umărului cepului 128 include o suprafață exterioară circumferențială care face tranziția între secțiunea pătrată pentru cheie 127 și fața umărului; și

- asigurând un cuplaj având o porțiune apropiată cu filete mamă în ea și o față apropiată și o porțiune îndepărtată având filete mamă și o față îndepărtată;

- introducând o extremitate apropiată a conexiunii filetate a cepului primei prăjini în porțiunea apropiată a cuplajului; și

- rotind prăjina de pompare sau cuplajul până când fața umărului cepului primei prăjini de pompare ajunge în contact cu fața apropiată a cuplajului; și

- introducând o extremitate apropiată a conexiunii filetate a cepului celei de-a doua prăjini de pompare în porțiunea îndepărtată a cuplajului; și

- rotind a doua prăjină de pompare sau cuplajul până când fața umărului cepului al celei de-a doua prăjini de pompare ajunge în contact cu fața apropiată a cuplajului.

în unele dintre implementări, procedeul pentru cuplarea prăjinilor de pompare include prima prăjină, în care fețele pentru cheie 124 învecinate ale primei prăjini de pompare sunt perpendicular una pe cealaltă și se întâlnesc la un colt șanfrenat, care are în componență o suprafață plată. Fiecare față pentru cheie 124 are o lățime W_s măsurată transversal față de o axă AA a corpului prăjinii și este distanța transversală peste corpul prăjinii între două fețe pentru cheie paralele (a se vedea fig. 5 și 7). în unele dintre implementări, fețele pentru cheie învecinate 124 se pot întâlni la un colt șanfrenat C. Procedeul include o a doua prăjină în care fețele pentru cheie adiacente 124 ale celei de-a doua prăjini de pompare sunt perpendiculare una pe cealaltă și se întâlnesc la un colt șanfrenat, care are în componență o suprafață plată. Fiecare față pentru cheie 124 are o lățime W_s măsurată transversal față de o axă AA a corpului prăjinii și este distanța transversală peste corpul prăjinii între două fețe pentru cheie paralele (a se vedea fig. 5 și 7). în unele dintre implementări, fețele pentru cheie învecinate 124 se pot întâlni la un colt șanfrenat C.

Scurtă descriere a desenelor:

- fig. 1, este o schiță a unui sistem de pompare în conformitate cu tehnica anterioară care ilustrează o coloană de prăjini de pompare conform specificației API 11B, amplasată într-o coloană de tubaj dintr-o gaură de puț;

- fig. 1A, este o secțiune transversală mărită a unui capăt de prăjină de pompare, în conformitate cu tehnica anterioară, al unei prăjini de pompare API 11B în conformitate cu tehnica anterioară, din fig.1;

- fig. 2, este o secțiune transversală a unei prăjini de pompare API 11B din fig. 1;

- fig. 3, este o vedere în perspectivă a unui nou capăt de prăjină de pompare al prezentei dezvăluiri;

- fig. 4, este o secțiune transversală a unui capăt de prăjină de pompare din fig. 3;

- fig. 5, este o secțiune transversală a unui capăt de prăjină de pompare din fig. 4;

- fig. 6, este o secțiune transversală a unui capăt de prăjină de pompare din fig. 3 rotit cu 45 grade față de vederea de deasupra ilustrată în fig. 4; și

- fig. 7, este o secțiune transversală a capătului de prăjină de pompare din fig. 6.

Simbolurile de referință asemenea din diversele desene îndică elemente asemenea.

RO 132153 Β1

Fig. 3 este o vedere în perspectivă a unui capăt de prăjină de pompare în conformi- 1 tate cu prezenta dezvăluire și fig. 4 este o vedere de sus în secțiune a capătului prăjinii de pompare din fig. 3. Prăjina de pompare 100 include o porțiunea corpului prăjinii 122 care are 3 un diametru D_R și o secțiune de tranziție 125 care face tranziția de la corpul prăjinii 122 către secțiunea pătrată pentru cheie 127 având mai multe fețe pentru cheie 124. 5

Secțiunea de tranziție 125 include o suprafață circumferențială exterioară, care are o primă porțiune curbată concavă (văzută dinspre exterior) având o rază R_A și o a doua 7 porțiune curbată convexă având o rază R_B. Raza R_A și raza R_B se întâlnesc într-un punct de inflexiune IP în care suprafețele curbate A și B sunt tangente una la cealaltă. R_B este mai 9 mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție 125 măsurat transversal pe axa longitudinală este continuu crescător cu distanța de la corpul prăjinii de-a lungul axei longitu- 11 dinale a secțiunii pentru tranziție. Secțiunea pentru tranziție 125 se termină cu o secțiune pătrată pentru cheie 127. 13

Secțiunea pătrată pentru cheie 127 include o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pentru tranziție, în care secțiunea pătrată 15 pentru cheie are o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, iar secțiunea pătrată pentru cheie include cel puțin patru fețe pentru cheie 124 perpendiculare 17 una pe cealaltă. Secțiunea pătrată pentru cheie 127 se termină într-o secțiune de umăr al cepului 128, care are o față a umărului cepului 126, care ajunge în contact cu extremitatea 19 unui cuplaj standard (de exemplu, unui cuplaj standard conform articolului 17 din fig. 1 A) atunci când extremitățile filetate ale cepului 129 sunt strânse cu cuplajul pentru a forma o 21 conexiune. Fiecare secțiune pătrată pentru cheie 127 are o lățime transversală W_s, măsurată transversal față de o axă AA a corpului prăjinei, și care este distanța transversală peste 23 corpul prăjinei dintre două fețe de cheie paralele (a se vedea fig. 5 și 7). în unele dintre implementări, fețele de cheie adiacente 124 se pot întâlni la un colt șanfrenat C. Lungimea 25 L_ws este lungimea feței pentru cheie (măsurată de-a lungul axei AA a corpului prăjinei 122).

Secțiunea de umăra cepului 128 include o suprafață circumferențială exterioară, care 27 include o suprafață convexă (văzută dinspre afară) având o rază R_DF. Secțiunea de umăr a cepului include, de asemenea, o față a umărului cepului 126 cu diametrul D_F (a se vedea 29 fig. 5 și 6).

O secțiune filetată pentru conexiune a cepului 129 având o axă longitudială aliniată 31 cu axa longitudinală a corpului prăjinii este conectată la secțiunea umărului cepului. Numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului include filete tată adaptate pentru a se împere- 33 chea cu filete mamă în interiorul cuplajului. O canelură pentru detensionare 121 este amplasată între fața umărului 126 și filetele conexiunii filetate a cepului 129. 35

Tabelul 2 de mai jos include valori pentru parametrii fizici exprimate în milimetri (mm) și rapoartele dimensiunilor unei modalități de realizare cu caracter de exemplificare 37 a prezentei invenții după cum este ea ilustrată în fig. 3-7.

Datele capătului de prăjină de pompare pentru modalitatea de realizare cu caracter de exemplificare din fig. 3-7 41

Tabelul 2

Articol	Diametrul nominal al tijei de % inch	Diametrul nominal al tijei de 7/8 inch	Diametrul nominal al tijei de 1 inch
D_r (mm)	19.05	22.2	25.4
R_a (mm)	67	76.2	85.2
R_b (mm)	30	30	40

RO 132153 Β1

Tabelul 2 (continuare)

D_c 0 (mm)	36	40	49
D_f (mm)	38	41.3	50.8
R_df (mm)	25.4	25.4	27.2
Lws (mm)	38.0	45.0	48.0
W_s (Minim) (mm)	27.8	32.60	37.4
W_s (Maxim) (mm)	29.4	34.10	38.8
Intervalul lui	1.46-1.54	1.47-1.54	1.47-1.53
W_s/D_r	1.50	1.51	1.50
R_a/d_r	3.517	3.432	3.374

Construcția în conformitate cu prezenta dezvăluire reduce tensiunile din secțiunea plată pentru cheie și din zona forjată și reduce defectele din cauza oboselii. Noua construcție a prezentei dezvăluiri, ilustrată în fig. 3-7 și după cum este descrisă în cele de față, include cel puțin următoarele îmbunătățiri/avantaje în comparație cu prăjinile de pompare API 11B din fig. 1-2.

Talonul de refulare 23 din conexiunea API 11B, poziționat între fețele pentru cheie 24 și corpul prăjinii de pompare 22 este eliminat în noua construcție, în locul talonului de refulare 23, corpul prăjinii 122 al noii construcții este unit lent cu secțiunea pătrată pentru cheie 127 prin intermediul un secțiuni pentru tranziție continue 125, care include o suprafață exterioară circumferențială continua care include o primă porțiune curbată concavă (văzută din afară) având o rază R_A și o a doua porțiune curbată convexă având o rază R_B, care se întâlnescîntr-un punct de inflexiune IP. R_B este mai mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție 125, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la corpul prăjinii de-a lungul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție.

Datorită absenței talonului de refulare 23 din noua construcție, este posibil să se mărească dimensiunea pătratului pentru cheie W_s și dimensiunea razei R_A din noua construcție de capăt pentru un anumit diametru al prăjinii, dar păstrând aceste valori în interiorul valorilor standardizate AP111B pentru a întrebuința echipamentul standard pentru manevrarea prăjinilor și răsucirea conexiunilor prăjinii (de exemplu, ridicătoare și chei pentru prăjină și clești). Datorită noii geometrii a capătului prăjinii, de exemplu, se poate întrebuința valoarea W_SAP, a unei prăjini API cu diametrul de 1 într-o nouă construcție de prăjină cu diametrul de 7/8. De aici rezultă maximizarea dimensiunii lățimii W_s a porțiunii pătrate pentru cheie 127 al noului capăt de prăjină de pompare în comparație cu partea plată pentru cheie 24 a uneia standardizate prin API 11B pentru același diametru al prăjinii, dar dimensiunile pătratului pentru cheie rămân în continuare în domeniul valorilor standardizate API.

Relația raportului (W_S/D_R), dintre lățimea W_s a pătratului pentru cheie și diametrul prăjinii D_R, este mărită în cazul construcției prezentei dezvăluiri față de realația W_SAP|/D_RAP| dintre lățimea pătratului pentru cheie W_SAP, a capătului de prăjină API 11B și diametrul D_RAP, al prăjinii API. (A se vedea valorile și rapoartele din tabelele I și li în care noua construcție are o relație de cel puțin 1,5 în timp ce construcțiile API au o relație W_SAP|/D_RAP, între 1,14 și 1,3). Creșterea dimensiunii secțiunii pătrate pentru cheie a capătului prăjinii de pompare în raport cu dimensiuni de prăjină deosebite (adică, crescând valoarea W_S/D_R) este avantajoasă pentru că pătratul pentru cheie este o parte a prăjinii care poate să fie cu ușurință deteriorată în timpul manevrării (de exemplu, al strângerii sau al desfacerii unei conexiuni). Deteriorarea secțiunii pătrate pentru cheie 127 poate să conducă către concentratori de tensiune și crăpături care pot genera rupturi cauzate de oboseala materialului în timpul uitilizării.

RO 132153 Β1

Eliminarea talonului de refulare întrebuințat în construcția API 11B conformă cu 1 tehnica anterioară are și avantajul suplimentar de a reduce uzura suprafeței interioare a tubului 3 de către coloana mobilă de prăjini. Acest lucru este îndeplinit întrebuințând noua 3 construcție prin împrăștierea (distribuirea) punctelor de contact (de abraziune) dintre prăjina de pompare și tubaj. în cazul construcțiilor 11B de capăt de prăjină API talonul de refulare 5 este o parte a prăjinii care are cel mai mare diametru și se găsește, de obicei, în contact cu tubajul pe o foarte mică suprafață, generând presiuni de contact ridicate și deteriorarea celui 7 mai moale dintre elementele de contact (adică, a tubajului) ceea ce are ca rezultat distrugerea prematură a tubajului prin intermediul unei găuri de uzură. 9 în plus, eliminarea talonului de refulare elimină o zonă în care defectele de forjare apar în cazul prăjinilor obișnuite API din tehnica anterioară ceea ce necesită o reprelucrare 11 a talonului de refulare 23 după forjarea capătului unei prăjini API 11B din cauza fisurilor, forjând cusăturile și crusta. Talonul de refulare 23 al unei prăjini API 11B este supus la o 13 deviere ridicată în timpul forjării ceea ce poate avea ca rezultat tensiuni reziliente după forjare care pot să producă fisuri, care sunt concentratori de tensiune, care pot conduce la 15 ruperea cauzată de oboseala materialului, deci este de dorit să fie eliminat talonul și să se evite astfel acest tip de defecte de pe suprafața prăjinii de pompare. 17

Mărirea razei secțiunii de tranziție curbată continuă 125 a prăjinii în conformitate cu această dezvăluire în raport cu secțiunea de tranziție a prăjinii standardizate AP111B pentru 19 un anumit diametru al prăjinii crește rezistența la oboseala datorată coroziunii. Această rază mărită este ilustrată folosind raportul R_a/D_r al razei R_A a unei porțiuni curbate a secțiunii de 21 tranziție 125 și diametrul prăjinii D_R al capătului noii prăjini de pompare cu raportul R_AP|/D_rap, pentru prăjinile API (a se vedea valorile și rapoartele din tabelele I și II în care noua con- 23 strucție are o relația R_a/D_r> 3, în timp ce construcțiile API 11B au o relația R_AP|/D_rap, aproximativ egală cu 3). Acest raport crescut (R_a/D_r) asigură o mai ușoară tranziție pentru curge- 25 rea fluidului de-a lungul capătului prăjinii, reduce zonele de turbulență (suprafețe cu frecare mare). în cazul prăjinii API, raportul (R_AP|/D_rap,) mai mic combinat cu corozivitatea fluidului 27 și curgerea turbulentă contribuie la inițierea pitingului și conduce către fisurare care poate avea ca rezultat ruperea datorată oboselii materialului în secțiunea de tranziție a capătului 29 forjat al prăjinii API.

înlocuirea schimbării abrupte a diametrului dintre porțiunile de pătrat pentru cheie 27 31 și de umăr 26 din noua construcție a prăjinii API (a se vedea fig. 2) cu o suprafață exterioară curbată continua a secțiunii de umăr al cepului 128 având o rază R_DF în noua construcție (a 33 se vedea fig. 6) asigură o mai lentă tranziție a curgerii fluidului și reduce turbulențele și căderea de presiune pe capătul prăjinii de pompare. 35

Dat fiind faptul că nu există niciun talon de refulare în cazul noii construcții de capăt de prăjină de pompare (care este prezentîn cazul capătului de prăjină de pompare AP111B), 37 noua geometrie a capătului prăjinii de pompare are valori inferioare ale pierderilor de presiune în fluidul de producție 7 care curge de-a lungul suprafeței exterioare a capătului 39 prăjinii de pompare pentru același diametru de prăjină și diametru de tubaj ca la o prăjină API 11B. (A se vedea tabelul III și tabelul IV atașate) Această curgere îmbunătățită a fluidului 7 41 sporește productivitatea unei sonde în care sunt instalate prăjinile cu noua construcție și reduce eroziunea-coroziunea prăjinilor din sondă și, în felul acesta, sporește durata de viață 43 a prăjinilor cu noua construcție de capăt de prăjină de pompare.

în plus, dat fiind faptul că nu există niciun talon de refulare în noua construcție, supra- 45 fețele de contact dintre conexiune și tubaj vor fi diametrul exterior maxim transversal (de exemplu, un diametru măsurat perpendicular pe o axă longitudinală) a porțiunii plate pentru 47

RO 132153 Β1 cheie 27 și al colțurilor pătratului pentru cheie funcție de deviația puțului. în comparație cu construcția AP111B în care talonul de refulare creează presiuni de uzură ridicate (din cauza suprafeței de contact redusă), crescând astfel viteza de uzură a tubajului și a prăjinii de pompare, această nouă geometrie a capătului prăjinii de pompare va concentra uzura pe cuplaje și, într-o mai mică măsură (în comparație cu construcția API 11B) pe colțurile pătratului pentru cheie ai prăjinii de pompare. în consecință, cuplajul este elementul cel mai probabil să se uzeze din cauza frecării asociate cu contactul cuplajului cu peretele tubajului. Rezultatul este o mai redusă uzură a celorlalte elemente de capăt ale prăjinilor de pompare. Ceea ce are ca rezultat ultim costuri de întreținere mai reduse pentru o sondă având prăjini de pompare cu noua construcție datorită faptului că cuplajul este cel mai puțin costisitor articol de înlocuit în coloana de prăjini.

Date experimentale în Tabelul 3 și în Tabelul 4 de mai jos fluidele de sondă A și B reprezintă două tipuri diferite de fluide obișnuite pentru sondele care întrebuințează prăjini de pompare.

Caracteristicile fluidului A și fluidului B

Tabelul 3

	Fluid A	Fluid B
Categorie API	23	45
Densitate (gr/cm³)	0.97	0.799
Conținut de parafină	3%	24%
Punct de curgere	16°C	(- 3°C)

A fost realizată o simulare de curgere de fluid pentru a evalua caracteristicile de curgere (curgere inversă, turbulența curgerii, căderea de presiune, forța pe prăjina de pompare datorată curgerii fluidului, forța pe tub datorată curgerii fluidului, frecare și presiunea pe îmbinare) comparând construcția Tenaris cu construcția API.

Tabelul 4: Rezultatele simulării curgerii exprimate în valori absolute în acest tabel 4, Tenaris-A sunt rezultatele simulării pentru un capăt de prăjină în conformitate cu prezenta dezvăluire întrebuințat în fluidul A din tabelul 3, iar API-A sunt rezultatele simulării pentru prăjină API în fluidul A din tabelul 3. Tenaris-B și API-B sunt rezultatele simulării pentru fluidul B din tabelul 3.

Tabelul 4

Caz		[cm³]	1-Tenaris A	2-API A	3-Tenaris A	4-API A
Volum curgere inversă		[cm³]	1.14	2.92	1.17	2.94
Turbulența curgerii	Amonte în	[J]x1e3 [J]x1e3	0.98 1.23	0.98 1.89	0.81 1.02	0.82 1.56
	Aval	[J]x1e3	1.52	1.62	1.26	1.34
Cădere presiune	Amonte în	[Pa]	141	141	119	119
	îmbinare Aval	[Pa]	425	531	354	442
	[Pa]	124	127	104	107

RO 132153 Β1

Tabelul 4 (continuare) 1

Caz		[cm³]	1-Tenaris A	2-API A	3-Tenaris A	4-API A
Forța pe prăjină de la curgere fluid	Amonte în îmbinare Aval	[N] [N]	0.0222 0.191	0.0223 0.2482	0.0186 0.1592	0.0187 0.2062
	[N]	0.0231	0.0234	0.0195	0.0196
Forța pe tub de	Amonte	[N]	0.0528	0.053	0.0443	0.0444
la curgere fluid	îmbinare Aval	[N]	0.0535	0.0587	0.0448	0.0492
	[N]	0.054	0.0551	0.0452	0.0462
Frecare în îmbinare	în îmbinare	[N]	0.0277	0.0267	0.0234	0.0224
Presiune în îmbinare	în îmbinare	[N]	0.1632	0.2215	0.1358	0.1838

în tabelul 5 de mai jos rezultatele sunt adimensionale, ceea ce înseamnă că ele sunt 15 împărțite la aceeași valoare obținută la simularea unui corp de prăjină de 1 m (fără nicio conexiune). 17

TABELUL 5 Rezultatele simulării curgerii pentru un metru de corp de prăjină (fără conexiuni) exprimate în valori adimensionale 19 în acest tabel 5, Tenaris-A sunt rezultatele simulării pentru o prăjină în conformitate cu prezenta dezvăluire întrebuințată în fluidul A din tabelul 3 și APIA-A sunt rezultatele 21 simulării pentru prăjina API în fluidul A din Tabelul 3. Tenaris-B și API-B sunt rezultatele simulării pentru fluidul B din Tabelul 3: 23

Tabelul 5 25

Caz		1-Tenaris A	2-API A	3-Tenaris B	4-API B	Reducere
Volum curgere inversă		0.39	1	0.4	1.01	60%
Turbulența curgerii	Amonte în îmbinare Aval	1 1.25 1.55	1 1.93 1.65	0.83 1.04 1.28	0.83 1.59 1.37	0% 35% 6%
Cădere presiune	Amonte în îmbinare Aval	1 3 0.88	1 3.76 0.9	0.84 2.5 0.74	0.84 3.12 0.75	0% 20% 2%
Forța pe	Amonte	1	1	0.84	0.84	0%
prăjină de la	în îmbinare	8.57	11.14	7.15	9.25	23%
curgere fluid	Aval	1.04	1.05	0.87	0.88	1%
Forța pe tub	Amonte	2.37	2.38	1.99	1.99	0%
de la curgere	în îmbinare	2.4	2.63	2.01	2.21	9%
fluid	Aval	2.42	2.47	2.03	2.07	2%
Frecare în îmbinare	în îmbinare	1.25	1.2	1.05	1.01	-4%
Presiune în îmbinare	în îmbinare	7.33	9.94	6.09	8.25	26%

O modalitate de realizare preferată a fost dezvăluită și descrisă în cele de față. Alte 45 implementări se găsesc în domeniul următoarelor revendicări.

Claims

RO 132153 Β1 Revendicări

1 - introducerea unei extremități apropiate a conexiunii filetate a cepului primei prăjini de pompare în porțiunea apropiată a cuplajului; și

1. Prăjină de pompare integrală din metal având un prim capăt, numitul prim capăt având în componență:

- un corp al prăjinii de pompare care are o suprafață exterioară în general cilindrică, o axă longitudinală și un diametru al prăjinii D_R;

- o secțiune pentru tranziție, care are o axă longitudinală, numită secțiune pentru tranziție având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a corpului prăjinii de pompare cu axa longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate, numita secțiune pentru tranziție incluzând o suprafață exterioară amplasată circumferential în jurul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție, numita suprafață exterioară având un profil longitudinal compus dintr-o curbă continua, care începe la suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii și având o porțiune curbată concave tangent la suprafața cilindrică exterioară a prăjinii de pompare, numita secțiune de tranziție având o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază (R_B), în care R_B este mai mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața cilindrică exterioară a corpului prăjinii de pompare;

- o secțiune pătrată pentru cheie care are o extremitate îndepărtată învecinată cu extremitatea apropiată a secțiunii pentru tranziție, numita secțiune pătrată pentru cheie având o axă longitudinală care este aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune pătrată pentru cheie având în componență cel puțin patru fețe pentru cheie perpendiculare unele pe altele;

- o secțiune a umărului cepului având o extremitate îndepărtată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie, numita secțiune a umărului cepului având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii și având o față a umărului cepului amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului, numita față a umărului cepului având un diametru exterior D_F; și

- o secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii umărului cepului, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului incluzând filete amplasate pe o porțiune a suprafeței circumferențiale exterioare a secțiunii filetate pentru conexiune cepului, numitele filete configurate pentru a se împerechea cu filete din interiorul cuplajului.

2. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 1, în care fețele pentru cheie învecinate se întâlnesc pe un colt șanfrenat, care are în componență o suprafață plată, fiecare dintre secțiunile pătrate pentru cheie are o lățime a secțiunii transversale W_smăsurată transversal pe o axă AA a corpului prăjinii de pompare și care este distanța transversală peste corpul prăjinii de pompare dintre două fețe pentru cheie paralele.

3 - rotirea prăjinii de pompare sau a cuplajului până când fața umărului cepului primei prăjini de pompare ajunge în contact cu fața apropiată a cuplajului; și

3. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 2, care are un al doilea capăt, numitul al doilea capăt având în componență:

- o a doua secțiune pentru tranziție, care are o axă longitudinală, numita secțiune pentru tranziție având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a corpului prăjinii de pompare cu axa longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate, numita secțiune pentru tranziție incluzând o suprafață exterioară amplasată circumferential în jurul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție, numita suprafață exterioară având un profil longitudinal compus dintr-o curbă continua, care

RO 132153 Β1 începe la suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii de pompare și având o porțiune 1 curbată concavă cu o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază (R_B), în care R_B este mai mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție, măsurat transversal pe axa 3 longitudinală, care este continuu crescător cu distanța de la suprafața cilindrică exterioară a corpului prăjinii de pompare; 5

- o a doua secțiune pătrată pentru cheie care are o extremitate îndepărtată învecinată cu extremitatea apropiată a secțiunii pentru tranziție, numita secțiune pătrată pentru cheie 7 având o axă longitudinală care este aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune pătrată pentru cheie având în componență cel puțin patru fețe pentru cheie 9 perpendiculare unele pe altele;

- o a doua secțiune a umărului cepului având o extremitate îndepărtată în vecinătatea 11 unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie, numita secțiune a umărului cepului având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii și având o față a 13 umărului cepului amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului, numita față a umărului cepului fiind adaptată pentru a cupla o extremitate a cuplajului, numita față 15 a umărului cepului având un diametru exterior D_F și

- o a doua secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o axă longitudinală 17 aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate 19 a secțiunii umărului cepului, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului incluzând filete amplasate pe o porțiune a suprafeței circumferențiale exterioare a secțiunii filetate 21 pentru conexiune cepului, numitele filete fiind configurate pentru a se împerechea cu filete din interiorul unui al doilea cuplaj. 23

4. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 3, în care fețele pentru cheie învecinate ale celui de-al doilea capăt se întâlnesc într-un colt șanfrenat, care are în 25 componență o suprafață plată, fiecare secțiune pătrată pentru cheie are o lățime a secțiunii transversal W_s măsurată transversal pe o axă AA a corpului prăjinii de pompare și care este 27 distanța transversală peste corpul prăjinii de pompare dintre două fețe pentru cheie paralele.

5 - introducerea unei extremități apropiate a conexiunii filetate a cepului celei de-a doua prăjini de pompare în porțiunea îndepărtată a unui cuplaj; și

5. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 1, în care secțiunea umărului 29 cepului include o suprafață circumferențială exterioară convexă, care face tranziția dintre secțiunea pătrată pentru cheie și fața umărului cepului și în care secțiunea umărului cepului 31 are un diametru măsurat transversal pe axa longitudinală, care este continuu crescător cu distanța de la secțiunea pătrată pentru cheie de-a lungul axei longitudinale a secțiunii 33 umărului cepului.

6. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 1, în care canelura pentru 35 detensionare este amplasată între fața umărului cepului și filetele secțiunii filetate pentru conexiune a cepului.37

7 - rotirea celei de-a doua prăjini de pompare sau a cuplajului până când fața umărului cepului celei de-a doua prăjini de pompare ajunge în contact cu fața apropiată a cuplajului.

7. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 2, în care relația W_S/D_R este cel puțin 1,5.39

8. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 7 în care W_s a unei prăjini cu un D_r de 7/8 inch este egală cu W_SAP, a unei prăjini standard API 11B cu un D_RAP, de 1 inch. 41

9 18. Procedeu în conformitate cu revendicarea 17, în care fețele pentru cheie învecinate ale primei prăjini de pompare sunt perpendiculare una pe cealaltă și se întâlnesc 11 într-un colt șanfrenat care are în componență o suprafață plată, fiecare secțiune pătrată pentru cheie are o lățime a secțiunii transversale W_s măsurată transversal față de o axă AA 13 a corpului prăjinii de pompare și care este distanța transversală peste corpul prăjinii de pompare dintre două fețe pentru cheie paralele și în care o relație W_S/D_R este cel puțin 1,5;

9. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 1 în care relația R_A/D_Reste cel puțin 3,3.43

10. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 1 în care un diametru transversal maxim al unui cuplaj ne-integral amplasat pe secțiunea filetată pentru conexiune a 45 cepului este mai mare decât un diametru exterior transversal maxim al corpului prăjinii de pompare, secțiunii de tranziție, secțiunii filetate pentru conexiune a cepului și secțiunii 47 umărului cepului.

RO 132153 Β1

11. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 3, în care o relație W_S/D_Reste cel puțin 1,5.

12. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 3 în care o relație R_a/D_r este cel puțin 3,3.

13. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 2, în care un diametru transversal maxim al unui cuplaj ne-integral amplasat pe secțiunea filetată pentru conexiune a cepului este mai mare decât un diametru exterior transversal maxim al corpului prăjinii de pompare, secțiunii de tranziție, secțiunii filetate pentru conexiune a cepului și secțiunii umărului cepului.

14. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 3, în care diametrul transversal maxim al unui cuplaj ne-integral amplasat pe secțiunea filetată pentru conexiune a cepului este mai mare decât un diametru exterior transversal maxim al corpului prăjinii de pompare, secțiunii de tranziție, secțiunii filetate pentru conexiune a cepului și secțiunii umărului cepului.

15. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 2, în care colțul șanfrenat are în componență o suprafață substanțial plată circumscrisă într-un diametru D_c mai mic decât diametrul D_F.

16. Prăjină de pompare în conformitate cu revendicarea 4 în care colțul șanfrenat al celui de-al doilea capăt are în componență o suprafață substanțial plată circumscrisă într-un diametru Dc mai mic decât diametrul D_F.

17. Un procedeu pentru cuplarea prăjinilor de pompare integrale metalice având în componență:

- asigurarea unei prime prăjini de pompare integrale incluzând:

- o secțiune pentru tranziție, care are o axă longitudinală, numită secțiune pentru tranziție având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a corpului prăjinii de pompare cu axa longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitudinală a corpului prăjinii aliniate, numita secțiune pentru tranziție incluzând o suprafață exterioară amplasată circumferential în jurul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție, numita suprafață exterioară având un profil longitudinal compus dintr-o curbă continuă, care începe la suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii și având o porțiune curbată concavă tangent la suprafața cilindrică exterioară a prăjinii de pompare, numita secțiune de tranziție având o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază (R_B), în care R_B este mai mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii de pompare;

- o secțiune pătrată pentru cheie care are o extremitate îndepărtată învecinată cu extremitatea apropiată a secțiunii pentru tranziție, numită secțiune pătrată pentru cheie având o axă longitudinală care este aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune pătrată pentru cheie având în componență cel puțin patru fețe pentru cheie perpendicular unele pe altele;

- o secțiune a umărului cepului având o extremitate îndepărtată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie, numita secțiune a umărului cepului având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, și având o față a umărului cepului amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului, numita față a umărului cepului având un diametru exterior D_F, în care secțiunea umărului cepului include o suprafață circumferențială exterioară care face tranziția între secțiunea pătrată

RO 132153 Β1 pentru cheie și fața umărului și în care secțiunea umărului cepului are un diametru, măsurat 1 transversal la axa longitudinală, care este continuu crescător cu distanța de la secțiunea pătrată pentru cheie de-a lungul axei longitudinale a secțiunii umărului cepului; 3

- o secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului 5 având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii umărului cepului, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului incluzând filete 7 tată amplasate pe o porțiune a suprafeței circumferențiale exterioare a secțiunii filetate pentru conexiune a cepului; și 9

- asigurarea unei a doua prăjini de pompare integrale metalice incluzând:

- un corp al prăjinii de pompare care are o suprafață exterioară în general cilindrică, 11 o axă longitudinală și un diametru al prăjinii D_R;

- o secțiune pentru tranziție, care are o axă longitudinală, numita secțiune pentru 13 tranziție având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a corpului prăjinii de pompare cu axa longitudinală a secțiunii pentru tranziție și axa longitu- 15 dinală a corpului prăjinii aliniate, numita secțiune pentru tranziție incluzând o suprafață exterioară amplasată circumferențial în jurul axei longitudinale a secțiunii pentru tranziție, 17 numita suprafață exterioară având un profil longitudinal compus dintr-o curbă continua care începe pe suprafața exterioară cilindrică a corpului prăjinii și având o porțiune curbată con- 19 cavă tangentă la suprafața cilindrică exterioară a prăjinii de pompare, numita secțiune de tranziție având o rază R_A și o porțiune curbată convexă cu o rază (R_B), în care R_B este mai 21 mică decât R_A și un diametru al secțiunii pentru tranziție, măsurat transversal pe axa longitudinală, este continuu crescător cu distanța de la suprafața cilindrică exterioară a corpului 23 prăjinii de pompare;

- o secțiune pătrată pentru cheie care are o extremitate îndepărtată învecinată cu 25 extremitatea apropiată a secțiunii pentru tranziție, numita secțiune pătrată pentru cheie având o axă longitudinală care este aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii, numita 27 secțiune pătrată pentru cheie având în componență cel puțin patru fețe pentru cheie perpendicular unele pe altele; 29

- o secțiune a umărului cepului având o extremitate îndepărtată în vecinătatea unei extremități apropiate a secțiunii pătrate pentru cheie, numita secțiune a umărului cepului 31 având o axă longitudinală aliniată cu axa longitudinală a corpului prăjinii și având o față a umărului cepului amplasată pe o extremitate apropiată a secțiunii umărului cepului, numita 33 față a umărului cepului având un diametru exterior D_F, în care secțiunea umărului cepului include o suprafață circumferențială exterioară, care face tranziția între secțiunea pătrată 35 pentru cheie și fața umărului și în care secțiunea umărului cepului are un diametru, măsurat transversal la axa longitudinală, care este continuu crescător cu distanța de la secțiunea 37 pătrată pentru cheie de-a lungul axei longitudinale a secțiunii umărului cepului;

- o secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o axă longitudinală aliniată cu 39 axa longitudinală a corpului prăjinii, numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului având o extremitate îndepărtată amplasată în vecinătatea unei extremități apropiate a 41 secțiunii umărului cepului (128), numita secțiune filetată pentru conexiune a cepului incluzând filete amplasate pe o porțiune apropiată a suprafeței circumferențiale exterioare 43 a secțiunii filetate pentru conexiune cepului; în care secțiunea umărului cepului include o suprafață circumferențială exterioară care face tranziția dintre secțiunea pătrată pentru cheie 45 și fața umărului cepului și

- asigurarea unui cuplaj ne-integral, care are o porțiune apropiată ce conține la 47 interior filete mamă și o față apropiată și o porțiune îndepărtată, care are la interior filete mama și o față îndepărtată; 49

RO 132153 Β1

15 și în care fețele pentru cheie învecinate ale celei de-a doua prăjini de pompare sunt perpendiculare una pe cealaltă și se întâlnesc într-un colt șanfrenat care are în componență 17 o suprafață plată, fiecare secțiune pătrată pentru cheie are o lățime a secțiunii transversale W_s măsurată transversal față de o axă AA a corpului prăjinii de pompare și care este distanța 19 transversală peste corpul prăjinii de pompare dintre două fețe pentru cheie paralele și în care o relație W_S/D_R este cel puțin 1,5.