Вопрос 4.20. Утяжеленный низ колонны штанг

Анализ обрывов колонны штанг при работе с насосами различ­ных диаметров показал, что их разрушение при работе с насосами малых диаметров происходит в основном в верхней части колонны, а при работе с насосами больших диаметров — в нижней части колон­ны. В средней части колонны обрывы редки.

Обрывы штанг в верхней части колонны обусловлены усталостными растягивающими напряжениями, величина которых в нижней части мала. Причина обрыва штанг в нижней части у насоса - про­дольный изгиб штанг, приводящий к увеличению амплитуды напря­жений а_пр. При увеличении диаметра плунжера и числа качаний уве­личивается как сила трения плунжера о стенки цилиндра, так и сила, обусловленная гидравлическим сопротивлением при прохождении жидкости через канал в плунжере и нагнетательный клапан. Суммар­ная сила сопротивления при движении вниз плунжера насоса диа­метром 70 ... 120 мм составляет 2,5 ... 3 кН.

Для устранения продольного изгиба нижней части колонны штанг применяют утяжеленный низ (рис. 4.33), собираемый из сплошных штанг большого сечения диаметром 40 мм. Он состоит из секций дли­ной 4 ... 5 м, весом около 60 кг. Чем больше диаметр насоса, тем боль­шее число секций должен иметь утяжеленный низ. Так, например,

-173-

3 -4 секции предотвращают заедание плунжера. Вес низа выбирается таким, чтобы обеспечить работу его верхней штанги в режиме растяжения. В против­ном случае возможен быстрый выход из строя штанги, соединенной с низом, в ре­зультате дополнительных напряжений от изгиба.

Для предупреждения аварий (обрыва штанг) и выяснения их причин необходи­мо ведение документации, в которой дол­жно быть отражено:

- дата спуска штанг;

- марка стали и вид поверхностной об­работки и термообработки;

- число и размер штанг колонны;

- номер оборвавшейся штанги (ее ме­сто в колонне);

- место обрыва в штанге (по резьбе, по телу штанги, по муфте);

- режим работы скважинного насоса и его изменения.

Вопрос 4.21. Эксплуатация, транспортировка и хранение штанг

Работоспособность насосных штанг в большей степени зависит от соблюдения правил их эксплуатации, транспортиров­ки и хранения. Для максимального уве­личения срока службы штанг и межре­монтного периода необходимо соблюдать следующие правила.

1 . Нельзя допускать составление колонны или отдельных ее сту­пеней из штанг, изготовленных из разных марок сталей. На случай об­рыва следует иметь на мостах 3 ... 4 запасные штанги с надетыми на резьбу предохранительными колпачками,

2. Надежная работа резьбовых соединений обеспечивается пра­вильным свинчиванием штанг. Исправное резьбовое соединение дол­жно свободно свинчиваться «от руки» до соприкосновения торца муфты с буртом штанги.

При свинчивании должны соблюдаться следующие оптимальные соотношения диаметра штанг и крутящего момента: 16 мм-300 Н·м, 19 мм - 470 Н·м, 22 мм - 700 Н·м, 25 мм - 1070 Н·м

_-174-

При разборке колонны запрещается обстукивание муфты ключом. .. С трудом развинчиваемое соединение необходимо разбирать, ис­пользуя ключ с рукояткой длиной 1 м. Штанги и муфты с повреж­денными торцами и не дающие плотного стыка следует браковать.

3. При спуске или подъеме колонны штанг необходимо следить за правильностью зарядки элеватора. В противном случае возможен изгиб штанги. Изогнутые штанги нельзя выпрямлять, их бракуют. Лучший способ хранения штанг при подземном ремонте - их подве­шивание на люстре.

4. Наиболее часто встречающаяся причина изгиба штанг - непра­вильное их хранение и транспортировка. Штанги поставляются в паке­тах с плотно навинченными на один конец муфтами. Для предохране­ния резьбы от повреждения на концы штанг навинчиваются предохра­нительные колпачки, а муфты закрываются деревянными пробками.

При погрузке и выгрузке пакетов со штангами необходимо исполь­зовать автокран со специальной траверсой, имеющей не менее трех подвесок. Подъем более одного пакета не разрешается.

5. Хранить штанги необходимо в пакетах, уложенных на стеллажах.

6. При транспортировке штанг нельзя допускать их провисания, для чего используют специальные приспособления. Не допускается совместная перевозка штанг и других предметов. Штанги перевозят­ся на специальных агрегатах АПШ, смонтированных на базе ЗИЛ-53113. Эти агрегаты обеспечивают механизированную погрузку и раз­грузку насосных штанг.