7. Выбор конструкции штанговой колонны. Расчет нагрузок, действующих на штанговую колонну.

Выбор конструкции штанговой колонны заключ-ся в выбре марки мат-ла штанг, опред-нии необх-гоь числа ступеней, диаметра, и длины штанг каждой ступени, наличия, типа и интервала установки центраторов или скребков-центраторов. Выбранная конструкция колонны добеспечивать безаварийную работу УСШН с запланированной подачей и при миним-х затратах. Подбор конструкции м.производить по спец. табл-м, кот-е составлены д/опред-х скоростей откачки. В случае значит-го отклонения усл-й эк-ции от тех усл-й, кот.были исп-ныпри расчете диаграмм и таблиц, рек-ся провести уточнение конструкции.

Компоновка колонны д.производиться так, чтобы верхнее сечение уч-ка штанг каждого размера было рассчитано на одно и то же напряжение, выбираемое ниже предела усталостной прочности. Д/этого необх. Вычислить: макс-е напряж-е цикла , миним-е напряж-е цикла , амплитудное напряж. , приведенное напряж. .

сравнив-т с предельно допустимым и по рез-м сравнения уточняют конструкцию штанг, т.е. д.вып-ся усл-е

при экспл-ии штанговыми нас-ми высокодебит.скв важно обеспечить движ-е штанг без зависания. Д/такой категории скв рек-ся применение утяжеленного низа. Колонна получ-ся 3-хступенчатой. Вес утяжеленных штанг в ниж.части колонны д/усл-й ОАО «ТН» сост-т 2000-3000Н. длина утяж-х штанг, предотвращ-х продольный изгиб в ниж.части колонны штанг , т.е. вес утяж-х штанг в ж-ти / вес в ж-ти 1м утяж-х штанг.

При конструировании шт-й кол-ны д/работы в усл-х откачки высоковяз. Эмульсии д.вып-ся усл-е

Нагрузки

Режим работы ШСНУ принято делить на статический и динамический по критерию динамического подобия (критерий Коши)

,

где - скорость звука в штанговой колонне, м/с;

= 4600 м/с – для одноразмерной колонны штанг, 4900 – д/двухступ., 5300 – д/трехступ.

L_н – длина колонны штанг, м.

частота вращ-я вала кривошипа ω:

N – число двойных ходов, с^-1.

При режим работы установки считается статическим, при больших - дин-м. Для статич-х реж-в силы инерции не оказывают практического влияния на длину хода плунжера.

При статическом реж. Расчет проводится по следующим завис-тям:

Ф-ла Муравьева И.М.

Где - число ходов плунжера, мин^—1;

Ф-ла Слоннеджера Д.С.

При динамич-м реж. В расчетах учит-т силы инерции, трения и вибрации.

Ф-ла Адонина:

Где

- средневзвешенная площадь попереч.сеч-я штанг и труб

F_т – площ.просвета подъемных труб.

m₀ – кинематич-й коэф-т СК

r – радиус кривошипа. L_шт – длина шатуна

ф-ла Грабовича:

Где

λ – деформация штанг и труб

силы инерции м.принять = 1,5кН.

Упрощен-е ф-лы д/опред-я миним-й нагр-ки:

Ф-ла Вирновского

ф-ла К. 5иллса:

Ф-ла Джонсона

При раб.шт-й колонны возник-т разл-е сопротивл-я. Наиб.существенные из них:

силы механического трения колонны штанг о стенки НКТ Р_{тр мех}

8. Основные элементы подземного оборудования и их назначение при эксплуатации скважин штанговыми насосами.

НКТ. НКТ, применяемые для эксплуатации скважин штанговыми насосами, изготавливаются в соответствии с ГОСТ 633-80. Они подразделяются на следующие виды:

• трубы гладкие;

• трубы гладкие высокогерметичные (НКМ);

• трубы с высаженными наружу концами (В);

• трубы безмуфтовые с высаженными наружу концами (НКБ).

НКТ имеют 2 группы длины: 1 группа- от 5,5 до 8,5 м, 2 группа – от 8,5 до 10 м. Для ОАО «ТН» базовым явл-ся НКТ диаметром 60 и 73 мм., иногда 89. Для скважин нижнего и среднего карбона применяются трубы с высоким пределом текучести не рекомендуется, т.к. они склонны к сульфитному растрескиванию. В этих условиях желательно применять НКТ группы прочности Д. Для предотвращения коррозии в «ТН» используются НКТ с покрытиями (ПЭП-585, серого цвета)

Насосные штанги. Насосные штанги и муфты к ним предназначены для передачи движения от наземного привода к скважинному насосу. Штанги представляют собой цельные стальные стержни круглого сечения с высаженными наружу концами. Штанги на обоих концах имеют резьбу, а под резьбой — квадратную шейку для захвата ключом при свинчивании и развинчивании. ГОСТ 13877-96 предусматривает цельные (без сварных соединений) металлические насосные штанги с наружной резьбой на обоих концах со следующими значениями стандартной длины:

• нормальной длины — 7620; 8000*; 9140 мм;

• укороченной длины — 610; 915; 1000*; 1220; 1500*; 1830; 2000*; 2440; 3050 и 3660 мм.

Штанговые муфты предусматриваются с внутренней резьбой на обоих концах. В соответствии с ГОСТ 13877-96 должны изготовляться муфты следующих типов:

• соединительные — для соединения штанг одинаковых условных размеров;

• переводные — для соединения штанг разных условных размеров.