11.5. Определение нагрузок. Расчёт отдельных узлов

11.5.1 Определение нагрузки на крюке

Для скважин оборудованных СШН при подъёме труб нагрузка составит:

Q_тр = H₁q₁ (84)

При подъёме труб с жидкостью:

Q = Q_тр + Q_ж = H₁q₁ + H₃Д²/4 (85)

При подъёме штанг:

Q_шт = H₂q₂ (86)

При подъёме труб, штанг и жидкости (заклинивание насоса)

Q_кр = Q_тр + Q_шт + Q_ж = H₁q₁ + H₂q₂ + H₃(Д² – d²/4 ) (87)

где Q_тр и H₁ – соответственно масса (кг) и длина труб (м);

q₁ – масса 1 погонного метра, кг/м;

Q_шт и H₂ – масса (кг) и длина штанг (м);

q₂ – масса 1 погонного метра штанг, кг/м;

Q_ж и H₃ – масса (кг) и высота столба жидкости (м);

 - плотность жидкости, кг/м³;

Д – диаметр внутренних труб, м;

d – диаметр штанг, м.

Для компрессорных скважин:

При однорядном лифте:

Q_тр1 = H₁q₁ (88)

При двухрядном лифте:

Q = Q₁ + Q₂ + Q_ж (145)

11.5.2 Расчёт муфты сцепления

Сводится к определению: а) размеров поверхности трения; б) силы их сжатия; в) прочности деталей сцепления.

Условие работы муфты:

М_ф  М_б ; Р/F P₀

Момент трения муфты М_ф должен быть больше момента буксирования М_б, а удельное давление Р на единицу рабочей поверхности сцепления F не должно превышать определённой величины Р₀.

Рисунок 101-Схема фрикционной муфты подъемника

Соотношение М_ф =  М_б (89)

где  - коэффициент запаса сцепления ( = 1,2 1,5).

Если средний радиус соприкосновения дисков

R = (₁ + ₂) / 2, (90)

то М_ф = РiR (91)

и Р = М_ф /iR (92)

где i – число поверхностей трения;

 - коэффициент трения между рабочими поверхностями сцепления.

i = m +n – 1 (93)

где m – число ведущих дисков;

n – число ведомых дисков.

Число поверхностей трения i и величина R задаются по конструктивным соображениям, ₂ – по соображениям габарита, ₂/₁ принимают равным 0,3 – 1,4.

Кольцевая площадь поверхности диска:

F = 2Rв (94)

где в – ширина кольца (в  0,35 R).

Ход муфты составит:

h = 0.35  0.5(m +n) (95)

Удельное давление:

Р₀ = Р/F =  М_б /iR²2в (96)

Зная М_ф и Р, определяют прочность отдельных деталей по формулам сопротивления материалов.