Вопрос 4.23. Расчет колонны насосно-компрессорных труб

В процессе работы скважинного насоса при ходе штанг вверх вес поднимаемого ствола жидкости воздействует на штанги, а при ходе вниз переносится на трубы. Наиболее, нагруженной трубой в подвешенной колонне является верхняя. Максимальная нагрузка, действующая на нее, при обрыве колонны штанг определяется из выражения:

Р = Р_тр+Р_ж+Р_шт, (4.12)

где Р_тр – вес труб;
Р_ж - вес жидкости в трубах;

Р_шт - вес колонны штанг.

Зная коэффициент запаса прочности п 1,5 и площадь попереч­ного сечения тела трубы по первой нитке полной нарезки – F₀, можно определить допустимое напряжение [ ], возникающее в верхнем се­чении тела трубы по формуле:

[ ]= , (4.13)

пользуясь которым, по пределу текучести, можно выбрать группу прочности насосно-компрессорной трубы.

Эти формулы позволяют рассчитывать трубы на прочность при растяжении. Трубы при этом разрываются по основанию первого вит-

 

-176-

ка полной нарезки. Помимо этого возможен выход нарезанной части трубы из муфты. Прочность резьбового соединения характеризуется страгивающей нагрузкой и определяется по формуле:

 

, (4.14)

где - средний диаметр трубы по первой нитке резьбы, м;

b - толщина стенки трубы по впадине первой полной нитки нарезки, м;

- предел текучести материала труб, Па;

l - длина нарезки с нитками полного профиля, м;

α - угол подъема трубы;

- угол трения металла по металлу