Материал: Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи Учеб, пособие для ву
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
СОДЕРЖАНИЕ
212
| Группа насосов | Марка стали | Термообработка | 1°пр Ol для формулы (9. 86) | 1стпр м! Д"я формулы (9. 87) |
| I | 40 | Нормализация | 70 | 57 |
| I | 20НМ | » | 90 | 74 |
| 1 | 40 | Закалка ТВЧ | 120 | 98 |
| п | 40 | То же | 100 | 82 |
| I | 20НМ | )> | 130 | 106 |
| н | 20НМ | » | ПО | 90 |
Примечание. Группа насосов I — диаметры 28, 32, 38 , 43 мы; группа насосов II — диаметры 55, 68, 93 мм.
Решение. Рассчитаем приведенные напряжения в точке подвеса штанг.
-
й вариант
1 ... 67 68 69 70 71 72 73 74 ... 93
0тах = 59,8-103/(4,91 • Ю-4) = 12,2-107 Н/м2 = 122 МПа;
Отт = 29.5-107/(4,91) = 60 МПа; аа = 0,5 (122 — 60) = 31 МПа;
оср = 0,5 (122 + 60) = 91 МПа; onp 0 = V122-31 = 61,5 МПа;
Опр м = 31 + 0,2-91 = 49,2 МПа.
Полученное апр0 = 61,5 МПа свидетельствует о возможности использовать в качестве материала для штанг углеродистую сталь, нормализованную с предельно допускаемым приведенным напряжением [апр о 1 = 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.
Для остальных расчетных вариантов получены следующие результаты.
-
й вариант
Отах = 118,7; МПа; ат|П=37,1 МПа; аа= 40,8 МПа;
оСр =77,9 МПа; апро = 69,6 МПа; 0прМ=56,4 МПа.
Расчет приведенного напряжения подтвердил правильность выбора в качестве материала штанг легированной стали 20НМ с [оПр о 1 = 90 МПа, так как нормализованная углеродистая|сталь имеет (стпр о J = 70 МПа и не обеспечивает практически никакого запаса усталостной прочности.
-
й вариант
атах = 90 8 МПа; ат;п =31,8 МПа; са =29,5 МПа;
(ТсР= 61,3 МПа; Опр о — 51,8 МПа; ОпР ^ 41 8 МПа;
оПр о = 51,8 МПа < [апр о1 = 70 МПа
что свидетельствует о правильности выбора материала штанговой колонны.
213
УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ
Конструкцию штанговой колонны можно выбирать с использованием таблиц АзНИПИнефть. Однако при расчете упомянутых таблиц были приняты средние условия эксплуатации, которые, как правило, значительно отличаются от конкретных условий.
Более точно рассчитать конструкцию равнопрочной штанговой колонны можно, используя аналитические зависимости. В качестве примера ниже описана методика МИНХиГП, в которой учтено влияние на прочность колонны статических и динамических нагрузок, сил сопротивления, сосредоточенных у плунжера, и силы гидродинамического трения.
Расчет ведется исходя из условий обеспечения:
усталостной прочности во всех поперечных сечениях колонны
°пр i [Япр]> (9.89)
равнопрочности ступеней, т. е. равенства приведенных напряжений в наиболее нагруженных сечениях каждой из ступеней
°npi = оПрп = Опрпь (9.90)
где индексы I, II, III относятся к верхним сечениям соответствующих ступеней.
Расчет по методике МИНХиГП выполняют в следующем порядке.
Для заданного диаметра НКТ и предварительно выбранной конструкции колонны штанг вычисляют:
гидростатическую нагрузку на плунжер Рж по (9.55) или аналогичной ей;
коэффициент плавучести штанг /Сарх по (9.56); коэффициент Мшт по (9.75),
а также следующие вспомогательные коэффициенты:
Ммуфг = 0-‘И2/[>П«К'+'1)/К-1)-1]; mM = °твЧ,уфт: (9.91) mB -= SnV1440; m„ = Sn2/1790; (9.92)
М 0,2К'арх + 0,6mB + 0,4тн, (9.93)
где ДМуфТ — наружный диаметр штанговой муфты, м.
Необходимые размеры и характеристики штанг приведены
в табл. 9.6.
Условия использования одноступенчатой колонны следующие: обеспечение движения штанг вниз без зависания
^шт>Ртрг+^кл„ + Ртрпл. (9-94)
причем Ршт. ятрг. Рклн. Ртрпл предварительно рассчитывают по соответствующим формулам;
обеспечение усталостной прочности
°пр 1°пр]> (9.95)
причем [<тпр определяют по формуле М. П. Марковца (9.87), а [<тпр] выбирают из табл. 9.7.
214
Если вследствие больших сил трения оказывается невозможным обеспечить нормальный ход вниз, то следует проверить условие (9.94) для штанг большего диаметра. Если же не выполняется условие обеспечения усталостной прочности, то рассчитывают равнопрочную двухступенчатую колонну штанг, задаваясь диаметрами штанг каждой из ступеней, после чего длину первой от плунжера ступени определяют по следующей зависимости:
/шт £, 7шт ;, 7тР £ — характеристики штанг i-й ступени соответственно: площадь поперечного сечения, вес 1 м штанг, сила гидродинамического трения штанги на длине 1 м; Рт шт — вес утяжеленных штанг в нижней части колонны, который принят равным сумме сил сопротивлений, сосредоточенных у плунжера
Длина утяжеленных штанг, предотвращающая продольный изгиб нижней части штанговой колонны, находится по формуле
где 7т шт — вес в жидкости 1 м утяжеленных штанг, в качестве которого можно применить штанги диаметром 25 мм или, в случае необходимости, утяжеленные штанги конструкции АзНИПИнефть. Длина второй ступени
Полученную конструкцию проверяют по условиям (9.89) и (9.90), и если они оказываются невыполненными, то рассчитывают двухступенчатую колонну из штанг большего диаметра.
Из штанг серийно выпускаемых типоразмеров могут быть скомпонованы две конструкции трехступенчатой колонны 16 X 19 X X 22 и 19 X 22 X 25 мм.
Длины ступеней трехступенчатой колонны рассчитывают по следующим формулам (без учета гидродинамического трения штанг):
/шт I (‘/шт IlM
Ь 7тр II) Дн — 0,6 (Рж Ч
Ршт ) Д/шт
(7шт 11Л4 Н— 7тр 11) /шт I (7шт IЛ4 —(— 7тр ]) Д/шт
(9.96)
где
Д/шт—/шт II—/шт I» 7тр £ — 2яЧ>жрж5Л/ (МШТ1 Л1муфх f); (9.97)
(9.98)
(9.99)
hi = L н — 1\ — /т шт-
(9.100)
/шт I • 7шт II ■ 7шт III • дн — Л| А|?Ц — Лц9шт II
(9.101)
/шт Ш "7шт I "7шт Ц-Ь/шт I • Д7Ш "7шт 11
ЕД711Д/шт"7шт I
hi = (Д/шт ’9шт1 Д 4“ ^1)/(/шт 1'7шт п)»
= 7-н — (^i + hi)>
где Д711 = 7шт II — 7шт и; Д7111 = 7шт III — 7шт и
Al = 0,6 (Рж + Рт шт^/шт 1М\
А и = 0,6 (Рж "Ь Рт шт) (/шт III /шт l)/M.
(9.102)
(9.103)
(9.104)
215
Если достаточная усталостная прочность не обеспечивается ни одной из конструкций колонны из штанг данной марки, то необходимо расчеты повторить для штанг с более высоким пределом усталостной прочности.
Описанную методику целесообразно использовать для условий эксплуатации нормальных скважин, а также скважин с продукцией повышенной вязкости.
После выбора конструкции штанговой колонны уточняют потери хода плунжера от упругих деформаций штанг и труб, Хшт и Хтр, длину хода полированного штока 5 и число качаний N, а также экстремальные нагрузки в точке подвеса штанг по соответствующим формулам.
В заключение рассчитывают коэффициент подачи насосной установки
йпод = йнагСЛррЗпл/ 5. (9.105)
Задача 9.11. Рассчитать конструкцию равнопрочной штанговой колонны.
Решение. Проверочный расчет конструкции штанговой колонны проводят в такой последовательности (на примере 1-го расчетного варианта).
Предварительно вычисляем коэффициенты:
тк х = 76/46 = 1.65: Ммуфт i = 0,032/[(1,652 + 1) In 1,65/(1,652 — 1)] —
-
1] = 0,41;
ти и = 76/55 = 1,38; Л4„уфт п = 0,032/[(1,382 + 1) In 1,38/(1,38 — 1)] —
-
1] = 1,08;
те = 2,28-6,92/1440 = 0,075; тн = 2,28 - 6,92/1790 = 0,061;
М = 0,2-0,93 -f 0,6 0,075 + 0,4-0,061 = 0,26;
тр i = 2-3,142-2 -10—в-820- 2,28-0,115 (2,14 + 0,41) = 21,6-10
3 Н/м .
Нагрузка от гидродинамического трения штанг qTp [ оказалась более чем в тысячу раз меньшей, чем дШТ1 (31,4 Н/м). Поэтому при дальнейших расчетах принимаем qTp у = qTp ц = 0.
С учетом этого допущения по (9.96) получим z _ 3,80-41,0-0,26-1200 — 0,6(10,3 + 1,72)- 1,11-103 = g2Q м
1_ 41,0-0,26-3,80 + 31,4-0,26-1,11
где Ртшт = 0,02 + 1,7 = 1,72 кН; /т шт = 1720/(41 -0,93) = 45 м;
/ц = 1200 — 820 — 45 = 335 м; щ = 0,68; ец = 0,28; етшт = 45/1200 = 0,04.
Следовательно, расчетные и табличные соотношения длин ступеней штанговой колонны оказались разными. Это свидетельствует о том, что табличная конструкция колонны неравнопрочна. Однако поскольку различия в соотношениях длин ступеней оказались относительно небольшими, то ранее выбранную конструкцию колонны оставляем без изменения.
В заключение определяют коэффициент подачи ШСНУ
Плод =-- 2,1 0,59-0,89/2,28 = 0,48.
216
-
й вариант. Принимаем по аналогии с предыдущим вариантом, что нагрузки от сил трения q
rp! = qTp п = 0. В этом случае Ршт = 0,69 кН, М = 0,25, 1Х = 320 м.
В качестве утяжеленных штанг можно использовать штанги диаметром 19 мм.
В этом случае
/т шт = 700/(23,5 0,884) = 34 м; /п = 546 м; ei = 0,36;
бп = 0,60; еТШт = 0>04.
Различие в расчетном и табличном соотношениях длин ступеней штанговой колонны относительно невелико, поэтому ранее выбранную по таблице конструкцию оставляем без изменения. Наконец, "Плод
0,71.
0тах = 59,8-103/(4,91 • Ю-4) = 12,2-107 Н/м2 = 122 МПа;
Отт = 29.5-107/(4,91) = 60 МПа; аа = 0,5 (122 — 60) = 31 МПа;
оср = 0,5 (122 + 60) = 91 МПа; onp 0 = V122-31 = 61,5 МПа;
Опр м = 31 + 0,2-91 = 49,2 МПа.
Полученное апр0 = 61,5 МПа свидетельствует о возможности использовать в качестве материала для штанг углеродистую сталь, нормализованную с предельно допускаемым приведенным напряжением [апр о 1 = 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.
Для остальных расчетных вариантов получены следующие результаты.
-
й вариант
Отах = 118,7; МПа; ат|П=37,1 МПа; аа= 40,8 МПа;
оСр =77,9 МПа; апро = 69,6 МПа; 0прМ=56,4 МПа.
Расчет приведенного напряжения подтвердил правильность выбора в качестве материала штанг легированной стали 20НМ с [оПр о 1 = 90 МПа, так как нормализованная углеродистая|сталь имеет (стпр о J = 70 МПа и не обеспечивает практически никакого запаса усталостной прочности.
-
й вариант
атах = 90 8 МПа; ат;п =31,8 МПа; са =29,5 МПа;
(ТсР= 61,3 МПа; Опр о — 51,8 МПа; ОпР ^ 41 8 МПа;
оПр о = 51,8 МПа < [апр о1 = 70 МПа
что свидетельствует о правильности выбора материала штанговой колонны.
213
УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ
Конструкцию штанговой колонны можно выбирать с использованием таблиц АзНИПИнефть. Однако при расчете упомянутых таблиц были приняты средние условия эксплуатации, которые, как правило, значительно отличаются от конкретных условий.
Более точно рассчитать конструкцию равнопрочной штанговой колонны можно, используя аналитические зависимости. В качестве примера ниже описана методика МИНХиГП, в которой учтено влияние на прочность колонны статических и динамических нагрузок, сил сопротивления, сосредоточенных у плунжера, и силы гидродинамического трения.
Расчет ведется исходя из условий обеспечения:
усталостной прочности во всех поперечных сечениях колонны
°пр i [Япр]> (9.89)
равнопрочности ступеней, т. е. равенства приведенных напряжений в наиболее нагруженных сечениях каждой из ступеней
°npi = оПрп = Опрпь (9.90)
где индексы I, II, III относятся к верхним сечениям соответствующих ступеней.
Расчет по методике МИНХиГП выполняют в следующем порядке.
Для заданного диаметра НКТ и предварительно выбранной конструкции колонны штанг вычисляют:
гидростатическую нагрузку на плунжер Рж по (9.55) или аналогичной ей;
коэффициент плавучести штанг /Сарх по (9.56); коэффициент Мшт по (9.75),
а также следующие вспомогательные коэффициенты:
Ммуфг = 0-‘И2/[>П«К'+'1)/К-1)-1]; mM = °твЧ,уфт: (9.91) mB -= SnV1440; m„ = Sn2/1790; (9.92)
М 0,2К'арх + 0,6mB + 0,4тн, (9.93)
где ДМуфТ — наружный диаметр штанговой муфты, м.
Необходимые размеры и характеристики штанг приведены
в табл. 9.6.
Условия использования одноступенчатой колонны следующие: обеспечение движения штанг вниз без зависания
^шт>Ртрг+^кл„ + Ртрпл. (9-94)
причем Ршт. ятрг. Рклн. Ртрпл предварительно рассчитывают по соответствующим формулам;
обеспечение усталостной прочности
°пр 1°пр]> (9.95)
причем [<тпр определяют по формуле М. П. Марковца (9.87), а [<тпр] выбирают из табл. 9.7.
214
Если вследствие больших сил трения оказывается невозможным обеспечить нормальный ход вниз, то следует проверить условие (9.94) для штанг большего диаметра. Если же не выполняется условие обеспечения усталостной прочности, то рассчитывают равнопрочную двухступенчатую колонну штанг, задаваясь диаметрами штанг каждой из ступеней, после чего длину первой от плунжера ступени определяют по следующей зависимости:
/шт £, 7шт ;, 7тР £ — характеристики штанг i-й ступени соответственно: площадь поперечного сечения, вес 1 м штанг, сила гидродинамического трения штанги на длине 1 м; Рт шт — вес утяжеленных штанг в нижней части колонны, который принят равным сумме сил сопротивлений, сосредоточенных у плунжера
Длина утяжеленных штанг, предотвращающая продольный изгиб нижней части штанговой колонны, находится по формуле
где 7т шт — вес в жидкости 1 м утяжеленных штанг, в качестве которого можно применить штанги диаметром 25 мм или, в случае необходимости, утяжеленные штанги конструкции АзНИПИнефть. Длина второй ступени
Полученную конструкцию проверяют по условиям (9.89) и (9.90), и если они оказываются невыполненными, то рассчитывают двухступенчатую колонну из штанг большего диаметра.
Из штанг серийно выпускаемых типоразмеров могут быть скомпонованы две конструкции трехступенчатой колонны 16 X 19 X X 22 и 19 X 22 X 25 мм.
Длины ступеней трехступенчатой колонны рассчитывают по следующим формулам (без учета гидродинамического трения штанг):
/шт I (‘/шт IlM
Ь 7тр II) Дн — 0,6 (Рж Ч
Ршт ) Д/шт
(7шт 11Л4 Н— 7тр 11) /шт I (7шт IЛ4 —(— 7тр ]) Д/шт
(9.96)
где
Д/шт—/шт II—/шт I» 7тр £ — 2яЧ>жрж5Л/ (МШТ1 Л1муфх f); (9.97)
(9.98)
(9.99)
hi = L н — 1\ — /т шт-
(9.100)
/шт I • 7шт II ■ 7шт III • дн — Л| А|?Ц — Лц9шт II
(9.101)
/шт Ш "7шт I "7шт Ц-Ь/шт I • Д7Ш "7шт 11
ЕД711Д/шт"7шт I
0тах = 59,8-103/(4,91 • Ю-4) = 12,2-107 Н/м2 = 122 МПа;
Отт = 29.5-107/(4,91) = 60 МПа; аа = 0,5 (122 — 60) = 31 МПа;
оср = 0,5 (122 + 60) = 91 МПа; onp 0 = V122-31 = 61,5 МПа;
Опр м = 31 + 0,2-91 = 49,2 МПа.
Полученное апр0 = 61,5 МПа свидетельствует о возможности использовать в качестве материала для штанг углеродистую сталь, нормализованную с предельно допускаемым приведенным напряжением [апр о 1 = 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.
Для остальных расчетных вариантов получены следующие результаты.
-
й вариант
Отах = 118,7; МПа; ат|П=37,1 МПа; аа= 40,8 МПа;
оСр =77,9 МПа; апро = 69,6 МПа; 0прМ=56,4 МПа.
Расчет приведенного напряжения подтвердил правильность выбора в качестве материала штанг легированной стали 20НМ с [оПр о 1 = 90 МПа, так как нормализованная углеродистая|сталь имеет (стпр о J = 70 МПа и не обеспечивает практически никакого запаса усталостной прочности.
-
й вариант
атах = 90 8 МПа; ат;п =31,8 МПа; са =29,5 МПа;
(ТсР= 61,3 МПа; Опр о — 51,8 МПа; ОпР ^ 41 8 МПа;
оПр о = 51,8 МПа < [апр о1 = 70 МПа
что свидетельствует о правильности выбора материала штанговой колонны.
213
УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ
Конструкцию штанговой колонны можно выбирать с использованием таблиц АзНИПИнефть. Однако при расчете упомянутых таблиц были приняты средние условия эксплуатации, которые, как правило, значительно отличаются от конкретных условий.
Более точно рассчитать конструкцию равнопрочной штанговой колонны можно, используя аналитические зависимости. В качестве примера ниже описана методика МИНХиГП, в которой учтено влияние на прочность колонны статических и динамических нагрузок, сил сопротивления, сосредоточенных у плунжера, и силы гидродинамического трения.
Расчет ведется исходя из условий обеспечения:
усталостной прочности во всех поперечных сечениях колонны
°пр i [Япр]> (9.89)
равнопрочности ступеней, т. е. равенства приведенных напряжений в наиболее нагруженных сечениях каждой из ступеней
°npi = оПрп = Опрпь (9.90)
где индексы I, II, III относятся к верхним сечениям соответствующих ступеней.
Расчет по методике МИНХиГП выполняют в следующем порядке.
Для заданного диаметра НКТ и предварительно выбранной конструкции колонны штанг вычисляют:
гидростатическую нагрузку на плунжер Рж по (9.55) или аналогичной ей;
коэффициент плавучести штанг /Сарх по (9.56); коэффициент Мшт по (9.75),
а также следующие вспомогательные коэффициенты:
Ммуфг = 0-‘И2/[>П«К'+'1)/К-1)-1]; mM = °твЧ,уфт: (9.91) mB -= SnV1440; m„ = Sn2/1790; (9.92)
М 0,2К'арх + 0,6mB + 0,4тн, (9.93)
где ДМуфТ — наружный диаметр штанговой муфты, м.
Необходимые размеры и характеристики штанг приведены
в табл. 9.6.
Условия использования одноступенчатой колонны следующие: обеспечение движения штанг вниз без зависания
^шт>Ртрг+^кл„ + Ртрпл. (9-94)
причем Ршт. ятрг. Рклн. Ртрпл предварительно рассчитывают по соответствующим формулам;
обеспечение усталостной прочности
°пр 1°пр]> (9.95)
причем [<тпр определяют по формуле М. П. Марковца (9.87), а [<тпр] выбирают из табл. 9.7.
214
Если вследствие больших сил трения оказывается невозможным обеспечить нормальный ход вниз, то следует проверить условие (9.94) для штанг большего диаметра. Если же не выполняется условие обеспечения усталостной прочности, то рассчитывают равнопрочную двухступенчатую колонну штанг, задаваясь диаметрами штанг каждой из ступеней, после чего длину первой от плунжера ступени определяют по следующей зависимости:
/шт £, 7шт ;, 7тР £ — характеристики штанг i-й ступени соответственно: площадь поперечного сечения, вес 1 м штанг, сила гидродинамического трения штанги на длине 1 м; Рт шт — вес утяжеленных штанг в нижней части колонны, который принят равным сумме сил сопротивлений, сосредоточенных у плунжера
Длина утяжеленных штанг, предотвращающая продольный изгиб нижней части штанговой колонны, находится по формуле
где 7т шт — вес в жидкости 1 м утяжеленных штанг, в качестве которого можно применить штанги диаметром 25 мм или, в случае необходимости, утяжеленные штанги конструкции АзНИПИнефть. Длина второй ступени
Полученную конструкцию проверяют по условиям (9.89) и (9.90), и если они оказываются невыполненными, то рассчитывают двухступенчатую колонну из штанг большего диаметра.
Из штанг серийно выпускаемых типоразмеров могут быть скомпонованы две конструкции трехступенчатой колонны 16 X 19 X X 22 и 19 X 22 X 25 мм.
Длины ступеней трехступенчатой колонны рассчитывают по следующим формулам (без учета гидродинамического трения штанг):
/шт I (‘/шт IlM
Ь 7тр II) Дн — 0,6 (Рж Ч
й вариант
й вариант
hi = (Д/шт ’9шт1 Д 4“ ^1)/(/шт 1'7шт п)»
= 7-н — (^i + hi)>
где Д711 = 7шт II — 7шт и; Д7111 = 7шт III — 7шт и
Al = 0,6 (Рж + Рт шт^/шт 1М\
А и = 0,6 (Рж "Ь Рт шт) (/шт III /шт l)/M.
(9.102)
(9.103)
(9.104)
215
Если достаточная усталостная прочность не обеспечивается ни одной из конструкций колонны из штанг данной марки, то необходимо расчеты повторить для штанг с более высоким пределом усталостной прочности.
Описанную методику целесообразно использовать для условий эксплуатации нормальных скважин, а также скважин с продукцией повышенной вязкости.
После выбора конструкции штанговой колонны уточняют потери хода плунжера от упругих деформаций штанг и труб, Хшт и Хтр, длину хода полированного штока 5 и число качаний N, а также экстремальные нагрузки в точке подвеса штанг по соответствующим формулам.
В заключение рассчитывают коэффициент подачи насосной установки
йпод = йнагСЛррЗпл/ 5. (9.105)
Задача 9.11. Рассчитать конструкцию равнопрочной штанговой колонны.
Решение. Проверочный расчет конструкции штанговой колонны проводят в такой последовательности (на примере 1-го расчетного варианта).
Предварительно вычисляем коэффициенты:
тк х = 76/46 = 1.65: Ммуфт i = 0,032/[(1,652 + 1) In 1,65/(1,652 — 1)] —
-
1] = 0,41;
ти и = 76/55 = 1,38; Л4„уфт п = 0,032/[(1,382 + 1) In 1,38/(1,38 — 1)] —
-
1] = 1,08;
те = 2,28-6,92/1440 = 0,075; тн = 2,28 - 6,92/1790 = 0,061;
М = 0,2-0,93 -f 0,6 0,075 + 0,4-0,061 = 0,26;
тр i = 2-3,142-2 -10—в-820- 2,28-0,115 (2,14 + 0,41) = 21,6-10
й вариант. Принимаем по аналогии с предыдущим вариантом, что нагрузки от сил трения q
-
й вариант. Выбранная по таблице одноступенчатая колонна обеспечивает достаточную усталостную прочность, пбэтому уточнять эту конструкцию нет необходимости.
Задача 9.12. Рассчитать крутящий момент на валу редуктора.
Решение. Максимальный крутящий момент на кривошипном валу редуктора можно рассчитать по эмпирической формуле Р. А. Рамазанова
Л4кр = 300 0,236-S(Pmax-Pmln). (9.106)
Для 1-го расчетного варианта по (9.106)
М,!р1 = 300-2,28 + 0,236-2,28(59800 — 29500) = 17 000 Н-м,
для 2-го и 3-го вариантов
Мкр2 = 15300 Н-м; Мкрз = Ю700 Н-м.
Задача 9.13. Выбрать типоразмер станка-качалки.
Решение. Станок-качалку подбирают таким образом, чтобы его паспортные характеристики по максимальным нагрузкам в точке подвеса штанг, крутящему моменту на кривошипном валу редуктора и скорости откачки превышали расчетные значения соответствующих показателей для планируемого режима или возможного диапазона режимов эксплуатации скважины.
Станок-качалку подбирают по диаграммам А. Н. Адонина, например [21 ], или по табл. 9.8.
При использовании диаграмм А. Н. Адонина следует иметь в виду, что построены они для штанг с [апр0] = 120 МПа при неизменном коэффициенте подачи, равном 0,85; кроме того, приняты еще некоторые допущения. По этой причине диаграммы А. Н. Адонина пригодны в основном для приближенных оценочных расчетов, а полученные с их помощью результаты должны проверяться по табл. 9.8 после расчета величин Ртзх и Мкр.
Для 1-го из рассматриваемых вариантов по табл. 9.8 выбирают станок-качалку СК-8-3,5-4000, с превышающими паспортными грузоподъемностью и крутящим моментом над расчетными показателями.
217
| Таблица 9.8, Основные параметры станков-качалок нормального ряда Типоразмер станков-качалок | Максимальная нагрузка в точке подвеса штанг, кН | Наибольший крутя щий момент на кривошипном валу редуктора, кН-м | Длина | хода точки подвеса штанг, м | |||
| СК2-0,6-250 | 20 | 2,5 | 0,3 | 0.45 | 0,6 | | |
| СКЗ-1,2-630 | 30 | 6,3 | 0.6 | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,2 |
| СК4-2,1-1600 | 40 | 16 | 0,9 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,1 |
| СК5-3,0-2500 | 50 | 25 | 1,3 | 1,8 | 2,1 | 2,5 | 3,0 |
| СК6-2,1-2500 | 60 | 25 | 0,9 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,1 |
| СК8-5,5-4000 | 80 | 40 | 1,8 | 2,1 | 2,5 | 3,0 | 3,5 |
| СК12-2,5-4000 | 120 | 40 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,1 | 2,5 |
| СК8-3,5-5600 | 80 | 56 | 1,8 | 2,1 | 2,5 | 3,0 | 3,5 |
| СК 10-3,0-5000 | 100 | 56 | 1,5 | 1,8 | 2,1 | 2,5 | 3,0 |
| СК 10-4,5-8000 | 100 | 80 | 2,3 | 2,7 | 3,3 | 3,9 | 4,5 |
| СК 12-3,5-8000 | 120 | 80 | 1,8 | 2,1 | 2,5 | 3,0 | 3,5 |
| СК 15-3,5-12500 | 150 | 125 | 3,0 | 3,5 | 4,5 | 5,2 | 6,0 |
| СК20-4.5-12500 | 200 | 125 | 2,3 | 2,7 | 3,8 | 3,9 | 4,5 |
Источник: https://tut-files.ru/previewfile/115988
Смотрите также:
| 2014 biblioonline ru |