Расчет труб на прочность при эксплуатации скважины установками штанговых насосов

Расчет труб НКТ на прочность при эксплуатации скважин УСШН пред­полагает выполнение следующей последовательности:

2.2.1. Определяем максимальную нагрузку, действующую в верх­нем сечении колонны(с учетом обрыва штанговой колонны):

, (44)

где q_T - масса 1 м труб, кг/м;

-масса 1 м штанг, кг/м;

- масса 1 м столба жидкости внутри НКТ, кг/м;

L - длина всей колонны НКТ, м.

2.2.2.Определяем страгивающую нагрузку с учетом размеров резь­бового соединения и материала труб по формуле (34).

2.2.3.Коэффициент запаса прочности с учетом страгивающей на­грузки

(45)

2.2.4. Определяем критическую длину колонны, при которой проис­ходит потеря устойчивости с переходом к режиму движения.

, (46)

где -масса хвостовика, подвешенного ниже насоса, кг;

- площадь поперечного сечения плунжера, м²;

- площадь поперечного сечения штанг, м².

2.2.5. Допустимая глубина спуска колонны НКТ в скважину определяется (для двухступенчатой штанговой колонны):

, (47)

где и с процентное соотношение длин верхней и нижней ступеней штанг, %;

, - масса 1 м верхней и нижней ступени штанг, кг/м;

, - масса 1 м столба жидкости внутри НКТ между верхней и ниж­ней ступенями штанг, кг/м.

2.2.6. На износ труб значительно влияет искривление насосных штанг, связанное с потерей их устойчивости в нижней части, которую можно определить с учетом критической силы

, (48)

где - момент инерции сечения штанги, м⁴.

Искривление штанг возможно, если Р>Р_кр,, где (49)

где - перепад давления в нагнетательном клапане, Па;

F_K - площадь сечения клапана, м²;

- сила трения штанг о трубы,

2.2.7. Допустимое внутреннее давление, при котором напряжения в трубе достигают предела текучести, определяется:

(50)

Задача 5.

Рассчитать колонну НКТ на прочность при эксплуата­ции скважин УСШН с двухступенчатой штанговой колонной. Исходные данные по вариантам представ­лены в таблице 5 (общие исходные данные Q_xb, Fk).

Таблица 5-Расчет колонны НКТ на прочность при эксплуатации УСШН