2.3.1. Шегендеу бағанасын беріктікке есептеу

Шегендеу бағанасын беріктікке ВНИИТнефть жасаған тәсілмен (әдіспен) есептейді. Бақылау көрсеткендей шегендеу бағанасы ішкі және сыртқы қысымдарын және ауырлық күшінің әсерінен бұзылады. Шегендеу бағанасы тозудан және бұранда жалғамаларының саңылаусыздығының бұзылуынан жұмыстан шығады.

Шегендеу бағанасының беріктікке мынандай жағдайларын есептейді:

ішкі қысымға

n=р_Т/р_В≥[n]

сыртқы қысымға

S=р_КР/р_Н≥[S]

созылуға

К=р_СТ/G≥[h]

мұндағы р_Т, р_КР, р_СТ – шекті ішкі және сыртқы қысымдары және де шегендеу бағанасының созылу күші; р_В, р_Н, G – артық ішкі және сыртқы қысымдар және созылу күші, n, S, h – ішкі және сыртқы қысымдар мен созылу күшінің беріктік қорлары; [п], [S], [h] – солардың жіберілген беріктік қорлары.

Шекті ішкі қысым

р_Т=2δσ_Tc/D

мұндағы δ – құбыр қабырғасының кәдімгі (номиналды) қалыңдығы, мм; σ_T – құбыр материалының ағу шегі, МПа; D – құбырдың сыртқы диаметрі, мм; с – стандарт бойынша құбыр қалыңдығының кәдімгі мәнінен ауытқу коэффициенті .

4-і кесте

Бағананың конструкциясы және пайдалану жағдайлары

Пайдалану бағана		Аралық бағана
Конструкция және пайдалану жағдайлары	Беріктік қоры		Конструкция және пайдалану жағдайлары	Беріктік қоры
Ішкі қысым бойынша
Құбыр диаметрі 114…219	1,15		Құбыр диаметрі 114…219	1,15
Құбыр диаметрі 219	1,52		Құбыр диаметрі 219	1,52
Сыртқы қысым бойынша
Пайдалану аймағында құбыр секциялары	1…1,3		Барлық секциялар	1,10
Бағананың қалған секциялары	1,0		Бағананың кесіндісіндегі өз салмағынан кернеуі 0,56	1,1
Өз салмағынан созылу бойынша
Тік ұңғыма құбыр диаметрі 114…168 мм, (l  3000 м)	1,15		Құбыр диаметрі 114…168 мм (l3000 м)	1,15
сол диаметр, тек l  3000 м	1,3		Құбыр диаметрі 178…245 мм (l1500 м)	1,3
Құбыр диаметрі 178…219 мм, (l1500 м)	1,3		Құбыр диаметрі 178…245 мм (l1500 м)	1,45
сол диаметр, тек (l1500 м)	1,45		Құбыр диаметрі 273…324 мм (l1500 м)	1,45
Еңкіш ұңғыма
Құбыр диаметрі 114…168 мм, (l3000 м)	1,3		Құбыр диаметрі 273…324 мм (l1500 м)	1,6
сол диаметр, тек (l3000 м)	1,3		Құбыр диаметрі 324 мм (l1500 м)	1,25
Құбыр диаметрі 178…219 мм (l 1500 м)	1,45
сол диаметр, тек (l1500 м)	1,45

Шекті сыртқы қысымы

мұндағы σ_Р – пропорциялық шегі, құбыр болаттар үшін ағу шегіне тең, МПа; Е – серпімділік модулі, 2,1·10⁵ МПа; K_min=δ_min/D; K₀=6δ₀/D; ρ=δ₀/δ_min; δ_min=0,8756; δ₀=0,9056; ρ=1,034; е – құбырдың овалдығы, оның мәндері құбыр диаметрлеріне байланысты 114...219 – 0,01; 245...324 – 0,015;  324– 0,02.

Шекті созылу күші, МН

мұндағы D₀ – бұранданың негізгі жазықтығы қимасының орташа диаметрі, м (бірінші толық жібінің); D₀=D– 2h₁– b; h₁ – бұранда тереңдігі, м; b – бұранданың негізгі жазықтығындағы құбыр қабырғасынығ қалыңдығы, м; η=b/(δ+b) – түсіру коэффициенті; l – бұранданың негізгі жазықтыққа дейінгі ұзындығы, м; α – бұранданың негізгі жазықтығы мен құбыр осі арасындағы бұрыш; φ – үйкеліс бұрышы (7° қабылданады).

Артық қысымдар шегендеу бағанасына оны сынағанда пайдаланғанда және төмендегенде әсер ететін ішкі және сыртқы қысымдардың ең қатерлі бір кесіндісі арқылы есейтейді.

Сыртқы артық қысым алғашқы барлау ұңғымасы үшін

мұнай ұңғымасының бағанасын есептегенде

0≤ z ≤ Н кезінде p_H=ρgz

H ≤z ≤L кезінде p_H=g[ρ_Pz– ρ(z– Н)]

арасында газ ұңғымасының бағанасын есептегенде

0 ≤ z ≤ Н кезінде p_H=gρ_Pz – р_miп

мұндағы Н – ұңғыма сағасынан бағанадағы сұйық деңгейіне дейінгі қашықтық, м; z – ұңғыма сағасынан есептелетін кесіндіге дейінгі қашықтық, м; L – ұңғыма тереңдігі, м; p_min – пайдалану сағындағы газ ұңғымасының ең аз ішкі қысымы, Па; ρ_P – бағана сыртындағы бұрғылау ерітіндісінің тығыздығы, кг/м³; ρ – бағана ішіндегі сұйық тығыздығы, кг/м³; g – еркін түсу үдеуі, м/с;

Түсірілген бағананың өзінің массасынан болатын созылу күші

мұндағы m – шегендеу бағанасының секциялар саны; l_i – i секциясының ұзындығы, м; q_i – шегендеу бағанасының i секциясы құбырларының 1 м–інің теориялық массасы, кг.