Пример расчета штанговой колонны в процессе эксплуатации





Определение напряжений кручения в штангах

Для определения напряжений кручения в штангах, определяем необходимый крутящий момент из нескольких составляющих.

Крутящий момент на преодоление гидравлического сопротивления при вращении колонны штанг в кольцевом пространстве с учетом вязкости жидкости:

 

,

Для его определения необходимо вычисление коэффициента , а также чисел Рейнольдса для осевого и окружного движений жидкости.

Момент на граничное трение штанговой колонны о стенки НКТ складываются из двух составляющих: на трение на участке набора кривизны и на наклонном участке.

На участке набора зенитного угла потери на трение будут рассчитываться как:

 

На наклонном участке потери на трение будут рассчитываться как:

Для определения момента на граничное трение необходимо выполнить расчет коэффициента трения для муфт, который зависит от числа Зоммерфельда (So):

f=exp (a+b∙ln( ))=exp(-1,920-0,218∙(3,25))=0,11

 

f=exp (a+b∙ln( ))=exp(-1,099-0,18∙(2,57))=0,27

 

В таблице 1 приведены значения коэффициентов к зависимости 9.

 

Таблица 1 – Значения коэффициентов для различных пар трения

Наименование коэффициента Пара трения Штанга-центратор Пара трения Муфта-труба Пара трения Штанга-труба
а -1,921 -1,920 -1,099
b -0,422 -0,218 -0,180

 

Суммируя два составляющих получаем момент на граничное трение штанговой колонны о стенки НКТ:

Момент затрачиваемый на вращение ротора насоса рассчитывается как сумма момента необходимого на подъем жидкости и момента затрачиваемого на преодоление сил трения ротора о статор:

Крутящий момент необходимый для подъема жидкости определяется как:

 

Для расчет момента необходимого для преодоление сил трения ротора о статор, необходимого вычислить коэффициент трения, зависящий от числа Зоммерфельда, и силу прижатия статора к ротору.

Зависимость коэффициента трения винта о резиновый статор для насоса 40-Т-025 имеет вид [6]:

,

,

Сила прижатия ротора к статору складывается из двух составляющих: гидравлическая сила и сила прижатия возникающая от натяга между ротором и статором.

Гидравлическая сила определяется зависимостью:

Сила от натяга определяется зависимостью:

Давление статора на ротор , определяется известной зависимостью напряжения от деформации эластомера статора (натяга):

 

Определив составляющие, получаем момент необходимый для преодоления сил трения:

Суммарный крутящий момент возникающий в насосе:

 

Суммарный крутящий момент при вращении штанговой колонны:

Напряжения кручения в штанговой колонне:

 

Определение напряжений, вызванных осевым растяжением

Колонны штанг при добыче нефти

 

Напряжения вызванных осевым растяжением определяются как отношения осевой нагрузки к площади сечения насосных штанг:

 

Осевая нагрузка определяется суммой сил возникающих в роторе насоса и веса колонны штанг в наклонном, вертикальном участках и на участке набора кривизны:

Нагрузка на ротор насоса при работе УШВН:

Tр = Tн + Tz =7730+6400= 14130Н

 

;

Для однозаходного винта – .





Читайте также:
Зачем изучать экономику?: Большинство людей работают, чтобы заработать себе на жизнь...
Фразеологизмы и их происхождение: В Древней Греции жил царь Авгий. Он был...
Примеры решений задач по астрономии: Фокусное расстояние объектива телескопа составляет 900 мм, а фокусное ...
Основные понятия ботаника 5-6 класс: Экологические факторы делятся на 3 группы...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.012 с.