Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нефти и газа
Кафедра технологических машин и оборудования нефтегазовых комплексов
Отчёт по задачам
по Основам автоматизированного проектирования
вариант 3
Преподаватель _________ Т.С. Спирин
подпись, дата
Студент НБ 13-02 081317303 _________ В.А. Бурмага
подпись, дата
Красноярск 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Задача 1…………………………………………………………………………….3
Задача 2…………………………………………………………………………….7
Задача 3…………………………………………………………………………...11
Задача 4…………………………………………………………………………...14
Задача 5…………………………………………………………………………...17
Задача 6…………………………………………………………………………...19
Задача 7…………………………………………………………………………...20
Задача 8…………………………………………………………………………...22
Задача 9…………………………………………………………………………...26
Задача 10………………………………………………………………………….29
Задача 1
Рассчитать на прочность колонну НКТ по исходным данным.
Исходные данные
Расчет по страгивающей нагрузке.
Под страгиванием резьбового соединения понимают начало разъединения резьбы трубы и муфты. При страгивающей осевой нагрузке напряжение в трубе достигает предела текучести материала, а затем труба несколько сжимается, муфта расширяется и резьбовая часть трубы выходит из муфты со смятыми и срезанными верхушками витков резьбы, но без разрыва трубы в ее поперечном сечении и без среза резьбы в ее основании. Далее находим страгивающую нагрузку, кН:
г
де
средний диаметр тела трубы под резьбой
в ее основной плоскости, м;
предел текучести для материала труб,
Па;
минимальный диаметр трубы по впадинам
резьбы, м;
-
минимальная толщина тела трубы под
резьбой, м;
номинальная толщина стенки трубы, м;
Zсумма
угла профиля резьбы, для НКТ по ГОСТ
633-80
=600
и
угла трения, для стальных труб
=90,
рад:
длина резьбы, м.
Предел текучести в МПа материала труб НКТ по группам прочности:
Д……………………379
К…………………....491
Е……………………552
Л…………………...654
М…………………..758
Р……………………930
Выбираем группу Е
Максимальная растягивающая нагрузка при подвеске оборудования массой Mна колонне НКТ составляет, кН:
где
-
глубина спуска НКТ, м;
-
ускорение свободного падения, м/с2;
масса погонного метра трубы с муфтами,
кг/м;
масса поднимаемой жидкости в НКТ, кг
(считаем, что высота столба жидкости
равна длине НКТ и плотность жидкости
850 кг/м3):
,
принимаем одноступенчатую колонну
труб.
Расчет по действию внутреннего или внешнего давления.
При
действии внешнего или внутреннего
избыточного давлений дополнительно к
осевым напряжениям
действуют радиальные
и
кольцевые напряжения
,
Па:
В нашем случае наружное давление больше внутреннего:
,
Па
,Па
где
и
соответственно внутреннее и наружное
давления, Па.
По теории наибольших касательных напряжений находят эквивалентное напряжение:
,Па
где - наибольшее, а - наименьшее напряжение из осевых, радиальных и касательных напряжений, вычисленных ранее, Па.