Механические характеристики материала штанг

Марка стали	Предел текучести, МПа	Твердость по Бринелю, НВ	Допуск σпр, МПа	Диаметр насосов, мм	Вид обработки штанг	Условия эксплуатации
				28-95	Нормализация	Некорро-зионные
	28 - 43	Нормализация с поверхностным упрочнением ТВЧ	»
	55-95	Некорро-зионные
				28 - 95	Нормализация	Некорро­зионные
				»	»	Коррозионные с Н2S
				28 - 43 55 - 95	Нормализация с поверхност­ным упрочне­нием нагревом ТВЧ	Некорро­зионные
	28 - 95	Коррози­онные
				28 - 95	Объемная за­калка и высо­кий отпуск	Некоррозионые
	»	Коррози­онные
				28 - 95	Закалка и вы­сокий отпуск или нормали­зация и высо­кий отпуск	Некорро­зионные
	»	Коррозионные

Затем определяют коэффициент запаса прочности штанг:

, (2.9)

σт - предел текучести материала штанг.

Полученные расчетным путем параметры D и n могут оказаться нестандартными. Поэтому при заданном дебите определяют число качаний, которое надо иметь при использовании стандартного диаметра плунжера [27]:

, (2.10)

где nр - расчетное число качаний; Dр - расчетный диаметр плунжера; Dст - стандартный диаметр плунжера.

Если n получается нестандартное, следует выбрать бли­жайший стандартный или изготовить шкив для электродвига­теля необходимого диаметра:

, (2.11)

где n - число качаний в мин; dp - диаметр шкива редукто­ра; i - передаточное число редуктора; nэл - частота враще­ния вала электродвигателя, мин^-1.

Задача Выбрать станок-качалку, диаметр и тип насоса, штанг и НКТ и установить режимные параметры работы на­соса для заданных условий: дебит скважины - 35 м3/сут, плот­ность нефти ρн = 850 кг/м³, глубина спуска насоса - 1400 м, коэффициент подачи насоса η = 0,7.

Задача Определить максимальную и минимальную нагрузки на головку балансира по различным теориям и сравнить их.

Дано: глубина подвески насоса L = 1870 м, динамический уровень hд = 1800м, Dпл = 32 мм, dтр = 60мм, диаметры штанг: dш1 = 22 мм, L1 = 560 м (30%); dш2 = 19 мм, L2 = 1310 м (70%); плотность жидкости ρж = 880 кг/м³, станок-качалка СК-12-2,5-4000.

Решение. По формуле (2.12) определим параметр Коши, а = 4900 м/с; α = 1,26 с-1;

.

Режим динамический, следовательно, формулы динамиче­ской теории дадут наиболее правильную нагрузку.

1. Статическая теория, формулы (2.13), (2.17).

По формуле (2.14) определим Рж, учитывая, что Рб = 0:

;

.

Для СК-12 S_А = 2,5 м, nmax = 12 мин^-1. Тогда

.

Вес штанг в воздухе

;

;

.

2. Формулы А. С. Вирновского (2.18) - (2.20).

;

;

;

.

Тогда

;

;

;

;

;

.

Для С К-12-2,5- 4000 при S_А = 2,5 м [15]

.

Исходя из вычисленных коэффициентов по формуле (2.18)

По формуле (2.19)

3. Упрощенные формулы А. С. Вирновского (2.21)

;

.

4. Формула И. А. Чарного

;

;

5. Формула А. Н. Адонина

;

Таким образом, принимая за основу нагрузку, рассчитан­ную по формулам А. С. Вирновского, можно сказать, что наи­более близкие значения по Рmax дают формулы А. Н. Адонина (+809) и упрощенная формула А. С. Вирновского (- 3428); по Рmin наиболее близкие значения дают упрощенная формула А. С. Вирновского (+2400 Н) и формула И. М. Муравьева (+3670 Н).

Оценивая трудоемкость расчетов, следует отметить, что для оценочных, приближенных расчетов следует пользоваться фор­мулой для Рmax Муравьева И. М. (2.13) и уточненной автором для Рmin (2.17), а для конструкторских или точных технологи­ческих расчетов следует пользоваться формулами А. С. Вир­новского или А. Н. Адонина.