Материал - штанга
Cтраница 4
 |
Диаграмма Гудмана для полых штанг. [46] |
На рис. 94 представлена видоизмененная диаграмма Гудмана для сварных полых штанг. В этой диаграмме предусмотрен коэффициент запаса прочности, равный 100 - 400 % и превышающий по величине сопротивление усталости материала штанг, установленное специальными исследованиями. Максимальное напряжение штанг по этой диаграмме составило примерно 37 % минимально допустимого. [47]
Характерно, что у штанг, работающих в условиях переменной растягивающей нагрузки, к приведенным выше двум зонам добавляется третья, представляющая собой мгновенный обрыв уже почти разрушенной штанги со следами значительной местной пластической деформации. Эта зона обычно выражена козырьком в конце излома, величина и характер которого в значительной мере зависят от вязкости материала штанги. [48]
Известно, что любой материал, если он выведен из равновесия внешней силой, имеет свой период свободных колебаний. Если к закрепленному концу колонны штанг внезапно приложить усилие, то оно передается другому концу со скоростью звука в материале штанг, распространяясь при этом по штангам в форме продольной волны. Эта волна, отражаясь вторично здесь, вновь совершает свой пробег. Так возникают естественные ( свободные) продольные колебания штанг. [49]
Подсчет параметра потока отказов позволил установить предельную наработку колонны насосных штанг, по истечению которого необходимо их заменить на новые. Установлено, что сроки замены и обрывность колонн меняются в зависимости от глубины подвески насоса, нагрузки на - головке балансира, материала штанг и от состава и свойств откачиваемой жидкости. [50]
При большом числе качаний скорость плунжера становится больше скорости поступления жидкости через приемный клапан, в результате цилиндр не заполняется жидкостью. При не заполненном жидкостью цилиндре при ходе плунжера вниз со штангами с нарастающей скоростью происходит удар его о жидкость, который вызывает явления усталости в материале штанг и труб и преждевременный износ деталей наземного оборудования. Увеличение длины хода в скважинах, в продукции которых содержится значительное количество газа, приводит к увеличению производительности за счет увеличения коэффициента наполнения насоса. Чрезмерное повышение произведения Sn вследствие увеличения числа ходов вызывает рост ускорения движения штанг, которое может превысить ускорение силы тяжести, а это приведет к нарушению работы системы. [51]
При этом было доказано, что приемлемые для промышленности допускаемые напряжения на штанги могут быть в настоящее время получены только таким путем, и всякая попытка выбора допускаемых напряжений теоретическим путем или путем лабораторных испытаний с подбором соответствующих коэффициентов запаса прочности в настоящее время приемлемых для промышленности результатов дать не может. Последнее обусловлено не только существующим состоянием транспорта, хранения и эксплуатации насосных штанг, но и отсутствием подтвержденных практикой количественных показателей влияния различных факторов ( кроме показателей циклической прочности), зависящих ке только от материала штанг и его обработки, но и от среды, в которой протекает работа штанг. [52]
ННШ обусловлен требованиями минимальной деформации штанг при их размещении на барабане. В соответствии с разработками специалистов Corod Manufacturing эта деформация изгиба не должна была превышать величину, при которой напряжения в теле ННШ составляют от 70 до 90 % предела пропорциональности ( или предела текучести) материала штанг. Эти требования были основаны на многочисленных теоретических и экспериментальных работах, свидетельствующих о недопустимости эксплуатации насосных штанг, которые потеряли прямолинейность из-за неправильной транспортировки, хранения или эксплуатации. Авторы указанных работ утверждали, что предварительная деформация изгиба насосных штанг приводит к их преждевременному выходу из строя из-за снижения усталостной прочности материала и появления дополнительных нагрузок в теле штанг из-за их непрямолинейности. [53]
D T Lcn ршт - масса штанг; тшт 0 785 1) щТ Ьсп ( ршт - рсм) - масса штанг ( с учетом сил Архимеда) в среде НКТ; Рнг - давление на выкиде глубинного насоса; РПр - давление на приеме насоса; ашт 8 / n2 / ( tfpC) - среднее значение ускорения движущейся массы штанг; Snn 0 785Р П - площадь сечения плунжера глубинного насоса; tpc 60 с - расчетное время ( минута) для оценки ускорения; DmT - диаметр штанг; I - длина хода полированного штока; ршт - плотность материала штанг; о; 0 105 п - угловая скорость вращения кривошипа; Lcn - глубина спуска насоса; рсм - плотность средняя водогазонефтяной смеси в подъемных трубах ( НКТ); Dnn - диаметр плунжера глубинного насоса; п - число ходов полированного штока в единицу времени. [54]
Наряду с переменными нагрузками штанги подвергаются разъедающему действию буровых вод и газа. Наличие этой коррозирующей среды вызывает понижение предела выносливости штанговых сталей до 50 - 60 % выносливости их на воздухе; если же в скважине имеется сероводород, то коррозийный предел выносливости штанг снижается до 25 % от предела выносливости на воздухе. Материал штанг при этом становится хрупким. [55]
Это приводит к образованию оспин. Материал штанг ( сталь) в этом случае является анодом. [56]
Полученное апрО 61 5 МПа свидетельствует о возможности использовать в качестве материала для штанг углеродистую сталь, нормализованную с предельно допускаемым приведенным напряжением [ апр о ] 70 МПа. Однако в этом случае запас усталостной прочности может оказаться недостаточным. В подобных случаях окончательный выбор материала штанг делают после оценки показателей надежности штанговой колонны. [57]
Страницы: 1 2 3 4