 |
|
Расчет насосно-компрессорных труб на растяжение
Тема . РАСЧЕТ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ
Задача
Для колонны НКТ диаметром d и толщиной стенки s определить растягивающую критическую нагрузку, нарушающую работоспособность колонны, для случаев неравнопрочной колонны и равнопрочной колонны. Проверить возможность применения НКТ указанного диаметра для гидравлического разрыва пласта с давлением на устье скважины 29 МПа. Определить прочность колонны на совместное действие нагрузок в искривленной скважине глубиной L и радиусом искривления R.
Решение
Вариант заданий ко второй контрольной задаче по теме
«Расчеты насосно-компрессорных труб»
| № варианта | Группа прочности стали | Колонна труб, мм | Глубина скважины L, м | Радиус искривления скважины R, м | |
| Диаметр d | Толщина стенки s | ||||
| E | 4.8 |
1 – конец сбега резьбы; 2 – нитки со срезанными вершинами; 3 – основная плоскость; 4 – линия среднего диаметра
Рисунок 1 – Резьба неравнопрочной насосно-компрессорной трубы
Данные, для заданной трубы, взятые из справочника на нефтяные трубы, необходимые для расчета: 
= 60; l = 22.3мм; d 
= 46.87мм; d 
= 44.04мм; d 
=46.92мм; 
= 655 МПа; m 
=4.4кг/м; m 
= 0.5 кг;
D 
=48.3мм; L = 10 м.
Расчет насосно-компрессорных труб на растяжение
Сопротивление труб осевым растягивающим нагрузкам определяется по формуле Яковлева-Шумилова. Для неравнопрочнойколонны за расчетное сечение принимается сечение по основной плоскости резьбы, т.е. место, где нарезана первая полная нитка резьбы
210433 Н ,
где 
− допускаемое напряжение;
− угол трения;
l − расстояние от торца трубы до основной плоскости , мм;
b – Толщина стенки трубы в расчетной плоскости, мм;
b = (dср – Dв) / 2 – h / 2 = (46.92 − 40.3) / 2 − 1.4 / 2 = 4.01 мм;
Dв − внутренний диаметр трубы, мм;
η−коэффициент разгрузки.
η=b/(b+s) = 4.01 / (4.01 + 4.0) = 0.49 мм;
s − толщина стенки трубы , мм ;
Dc− средний диаметр в основной плоскости, мм;
Dc = Dн - 2×h – b = 48.3 − 2·1.4 − 4.01 =41.49 мм,
где h – глубина резьбы, мм;
h = (d1 – d2) / 2 = (46.87 − 44.04) / 2 = 1.4 мм,
где d1, d2– соответственнонаружный и внутренний диаметр резьбы в
плоскости торца трубы, мм.
Трубы с высаженными наружу концами (тип В) являются равнопрочнымис резьбовыми соединениями и поэтому расчет на прочность ведут по телу трубы. Растягивающее усилие Qт, при котором в теле трубы возникает напряжение, равное пределу текучести, определяется по формуле
Qт = p × D × s × sт = 3.14 · 44.3 · 4.0 · 655 = 364447 Н,
где D– средний диаметр трубы, мм.
D = (D 
+ D 
) / 2 = (48.3 + 40.3) / 2 = 44.3 мм.