3.6.1 Нагнітальний клапан

Втрати напору в нагнітальному клапані при проходженні через нього рідини можуть бути визначені за формулою

,

де μ - коефіцієнт витрат, визначається за графіком в залежності від числа Рейнольдса

,

,

d₀ - діаметр отвору клапана;

υ₀ - max швидкість в отворі клапана;

f_пл, f₀ - площі відповідно плунжера і отвору сідла клапана (см²);

υ_пл - швидкість плунжера без врахування пружності штанг і труб.

,

де ω - кутова швидкість кривошипа, πn/30;

S - хід плунжера, м;

t - час, с.

3.6.2 Всмоктувальний клапан

Мінімальне занурення свердловинного насоса під динамічний рівень рідини, яке може забезпечити нормальну роботу насоса при даних параметра клапана

,

де р_y - тиск насичених парів, кг/м²;

р_o- атмосферний тиск, 10000 кг/м²;

γ - питома вага рідини, кг/м³;

f - площа плунжера, см²;

f_o - площа отвору сідла клапана, см²;

S - довжина ходу плунжера, м;

n - число ходів насоса, хв^-1;

g - прискорення сили тяжіння; g = 9,8 м/с².

3.6.3 Розрахунок на міцність деталей свердловинного насоса

Циліндр насоса піддається дії внутрішнього тиску.

Напруження в стінках циліндра коли , можна розрахувати за формулою для товстостінних посудин

Рисунок 3.14 - Розрахункова схема циліндра насоса

,

при напруження може бути визначено за формулою для тонкостінних посудин

,

де σ_{t max} – напруження розтягу на внутрішній поверхні втулки;

σ_t - напруження розтягу в стінках втулки (циліндра), кг/см²;

P_i - внутрішній гідравлічний тиск, МПа

r₁, r₂ - внутрішній і зовнішній радіус втулки циліндра, м.

Плунжер насоса розраховується на розтяг під дією зусилля від стовпа рідини.

Небезпечним є впадина першого витка різьби.

Сідло і кульку не розраховують. Сідло клапана перевіряють на питомий тиск між кулькою і фаскою сідла.

Контрольні запитання

1 Яке призначення ШСН?

2 Опишіть особливості конструктивних виконань ШСН.

3 Які основні критерії класифікації ШСН?

4 Назвіть основні типи ШСН.

5 Які особливості конструкцій вставних ШСН?

6 Які особливості конструкцій невставних ШСН, їх переваги і недоліки?

7 Назвіть основні параметри ШСН.

8 Назвіть області застосування ШСН.

9 Назвіть основні вузли і деталі ШСН, їх виконання та матеріали для їх виготовлення.

10 Перелічіть швидкозношувальні деталі ШСН та матеріали для їх виготовлення?

11 Запишіть формулу для визначення теоретичної подачі насоса.

12 Дайте визначення коефіцієнта подачі насоса.

13 Які фактори впливають на величину коефіцієнта подачі насоса?

14 Як попередити шкідливий вільного газу на роботу насоса?

15 Приведіть формули для визначення втрат рідини у плунжерній парі ШСН.

16 Приведіть формули для визначення втрат напору в нагнітальному та всмоктувальному клапанах ШСН.

17 Опишіть методику розрахунку основних деталей ШСН на міцність.