Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 [ 207 ] 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

Из всех приближенных формул для расчета экстремальных нагрузок за насосный цикл наилучшими являются формулы проф. А.С. Вир-новского, которые по точности удовлетворяют любым практическим требованиям в широком диапазоне эксплуатационных условий.

Максимальные нагрузки

Формула А.С. Вирновского:

Снакс =G,;. +Gn +0,3eG,,)a,

"hit

-hat

(9.145)

где G - нагрузка от веса колонны штанг в воздухе;

G,, - нафузка от веса продукции без учета и Р;

G - нагрузка от веса столба жидкости в фубах, определяемая по глубине спуска насоса;

е - коэффициент, определяемый так:

F -f

[1Л JlUT

(9.146)

F- площадь поперечного сечения плунжера; - площадь поперечного сечения штанг;

Д - 1Шощадь проходного сечения НКТ;

а, а, - коэффициенты, зависящие от кинематики станка-качалки при ходе вверх и определяемые по формулам (приведены в специальных таблицах):

а, =-

а, =

2ф, 5

(9.147)

(9.148)

Ф, - угол поворота кривошипа от начального (мертвого) положения до момента, при котором скорость точки подвеса штанг при ходе вверх достигает максимума,

г - радиус кривошипа;

V - коэффициент, определяемый так:

frp+L

(9.149)

Др - площадь поперечного сечения труб по металлу;

- упругие деформации щтанг под действием веса продукции скважины;

(О - угловая скорость кривощипа; 5 - длина хода полированного щтока. Формула И.М. Муравьева:

1440

Формула Е. Кемлера:

G„aKc = (G„ + G )

Sn ] 1790 J-

Формула Д. Слоннеджера:

G„axc = (жт + Gr )

(9.150)

(9.151)

(9.152)

где G - нагрузка от веса столба жидкости над плунжером, определяемая по глубине спуска насоса.

Известен также ряд других формул отечественных и зарубежных авторов.

Минимальные нагрузки

Формула А.С. Вирновского:

, 1 Д

«5 / 1,

(9.153)

где а, - кинематические коэффициенты А.С. Вирновского при ходе вниз (приведены в специальных таблицах). Формула К. Миллса:

• Sn ]

(9.154)

G„ = G„,

1790

Формула Д. Слоннеджера: G„„„=0,75G-(G+G,O

Sn 137-

Формула Н. Дрэготеску и Н. Драгомиреску:

G„h„ =

Sn

137 • (9.156)

Для расчета G известны и другие формулы. Следует отметить, что формулы Д. Слоннеджера (9.152) и (9.155), а также формула Н. Дрэготеску и Н. Драгомиреску (9.156) справедливы для статического режима работы установки.

В течение насосного цикла деформируются не только штанги, но и трубы. Износ штанг и труб при работе установки представляет серьезную проблему.

9.3.14. ИЗГИБ ШТАНГ И ТРУБ В ТЕЧЕНИЕ НАСОСНОГО ЦИКЛА. ЭФФЕКТ ЛЮБИ некого

Износ штанг и труб в период работы насоса представляет серьезную проблему штанговой насосной эксплуатации. Казалось бы, что проблема износа штанг и труб связана лишь с искривленными скважинами и с изгибом штанг при ходе вниз. Между тем фактически установлено, что, кроме перечисленного, износ связан и с искривлением колонны труб при ходе штанг вверх.

В насосно-компрессорных трубах, закрытых с одной стороны плунжером, внутреннее давление в цилиндре насоса (при ходе штанг вверх) оказывает изгибающее действие на колонну НКТ по типу осевой нагрузки. Труба изгибается в спираль до определенной (нейтральной) точки, выше которой колонна остается прямой. Эффект изгиба колонны НКТ при ходе штанг вверх будем называть эффектом Любинского. Указанное явление было изучено А. Любинским в 1950 г. при рассмотрении поведения бурильных труб в процессе роторного бурения.

К настоящему времени выполнено достаточное количество исследований, связанных с изгибом труб и штанг.

Анализ выполненных исследований позволяет установить основные особенности работы колонны штанг в условиях сжатия и продольного изгиба, которые сводятся к следующему:

- возникновение сложно-напряженного состояния части колонны штанг (труб) на участке сжатия и продольного изгиба (деформация сжатия, изгиба и кручения);