6.1.2. Розрахунок на міцність колони за стандартами снд.

Для труб з гладкими ( не висадженими ) кінцями максимальне зусилля, яке руйнує різьбові з’єднання в момент, коли напруження в металі відповідають границі текучості, визначають за формулою:

P = ; (1.3.)

де, D– середній діаметр різьби в основній частині по западанні першої повної нитки різьби, що перебуває в зачепленні (м);

l – довжина різьби до основної площини (м);

α = 1,0625 рад – кут, складений напрямком опорної поверхні різьби з віссю труби;

φ = 0,306 рад – кут тертя.

Згідно сортаменту (табл.2.2)

D= 71,689 мм, l = 40,3 мм.

Звідси:

P = = = 345,7 кН

З P> P=> P= 345,7 МПа > P= 173 МПа – отже умова міцності різьбових з’єднань для труб із сталі марки “Д” виконується.

Допустиму глибину підвіски колони обчислюють за наближеною формулою, яка враховує навантаження тільки від дії власної ваги колони та від дії тиску на виході бурового насосу.

L= (1.4)

де, k – коефіцієнт запасу міцності для труб, який приймається в межах 1,3 – 1,5;

P– тиск на вихідній лінії бурового насосу, приймається в межах 35 – 40 МПа;

Звідси:

L= =2304 м

З L> l=> L= 2304 м > l= 1890 – отже використовувати односекційну колону НКТ можливо.

6.1.3. Розрахунок на міцність колони за стандартами ані.

При використанні труб, виготовлених за стандартами АНІ, додатково враховують їх здатність протидіяти зусиллям, що виникають в наслідок дії внутрішнього тиску за наступними формулами:

Для сталі “H ‑ 40”:

P= 0,75 · σ· (1.5)

Звідси:

P= 0,75 · σ· = = 36,41 МПа

Граничне значення тиску в трубах з урахуванням коефіцієнту запасу міцності на опір зминанню, визначається за формулою:

P= 1,25 · P (1.6)

де, 1,25 – коефіцієнт запасу міцності на опір зминанню.

Звідси:

P= 1,25 · P= 1,25 · 36,41 = 45,51 МПа

З P> P=> P= 45,51 МПа > P= 4 МПа – отже умова міцності при дії зусилля зминання для труб із сталі марки “H ‑ 40” виконується.

Найменший внутрішній тиск, при якому напруження в тілі труби досягають границі текучості, визначають за формулою:

P= 0,875 · 2 · δ· (1.7)

Значення σ= 281 МПа – визначаємо згідно (табл.2.3)

Звідси:

P= 0,875 · 2 · δ· = = 37 МПа

З P> P=> P= 37 МПа > P= 4 МПа – отже умова міцності при дії внутрішнього тиску для труб із сталі марки “H ‑ 40” виконується.

6.2. Розрахунок трубопроводу (шлейфу) на міцність і стійкість.

Розрахунок промислових сталевих трубопроводів виконується відповідно до БНіП 2.05.06‑85. Розрахункова товщина стінки газопроводу:

δ= (2.1)

де, D– зовнішній діаметр трубопроводу (м);

n – коефіцієнт надійності навантаження внутрішнього робочого тиску в трубопроводі (n = 1,1 для труб D < 700 мм, n = 1,15 для труб D > 700 мм);

R– розрахунковий опір розтягу (стиску) сталевих труб;

p – робочий тиск в трубопроводі (максимальний тиск (P)) (Па);

Згідно завдання:

D= 114 мм;

P= 5,9 МПа;

n = 1,1.

Приймаємо трубу для газопроводу за стандартами СНД марки “Д” з розрахунковим опором розтягу R= 380 МПа (табл.2.3).

Звідси:

δ= = = 0,957 мм

З δ< δ => δ= 0,957 мм < δ= 12 мм – отже умова міцності і стійкості газопроводу для труб із сталі марки “Д” (114×12×3600) виконується.