Студопедия — Вопрос 4.18. Насосные штанги, конструкция, условия работы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Вопрос 4.18. Насосные штанги, конструкция, условия работы






Для передачи возвратно-поступательного движения от привода к плунжеру скважинного насоса используется колонна насосных штанг. Она собирается из отдельных штанг, соединяемых муфтами.

Насосные штанги представляют собой стержень круглого попе­речного сечения с высаженными концами, на которых располагается участок квадратного сечения и резьба. Резьба служит для соедине­ния штанг с муфтами, а участок квадратного сечения используется для захвата штанги ключом при свинчивании и развинчивании резь­бового соединения (рис. 4.31).

Основными характеристиками насосных штанг являются: диаметр по телу штанги d0 и прочностная характеристика штанги - величина приведенного допускаемого напряжения [ ]. У нас в стране штанги выпускаются диаметром 16,19,22,25 мм, а допускаемое напряжение, для наиболее широко распространенных марок сталей, составляет

-167-

70...130 МПа. В небольших количествах выпускаются штанги с до­пускаемыми напряжениями 150 МПа.

Указанные величины по сравнению с аналогичными прочностны­ми показателями сталей, применяемых в машиностроении, ниже и определяются условиями работы колонны штанг - циклическим нагружением в коррозионно-активной среде, ускоряющей процесс усталостного разрушения штанг.

Выпускаются штанговые муфты: соединительные типа МШ для соединения штанг одного размера и переводные типа МПШ для со­единения штанг разного размера.

Муфты каждого типа изготавливаются в исполнении I с «лысками» под ключ и в исполнении II без «лысок».

Муфты каждого типа большей частью изготавливаются из угле­родистой стали марок 40 и 45. Предусматривается также изготовле­ние муфты из легированной стали марки 20Н2М для применения в тяжелых условиях эксплуатации.

Для увеличения долговечности штанг, уменьшения воздействия на них коррозионной среды (пластовой жидкости) они подвергаются термичес­кой обработке и упрочнению поверхностного слоя металла. Наиболее ча­сто используется следующий вид термообработки: нормализация, закал­ка объемная, закалка ТВЧ. Поверхностное упрочнение обеспечивается за счет дробеструйной обработки, обкатки роликом. Основная цель поверх­ностного упрочнения - создание снимающих напряжений в поверхност­ном слое материала. Кроме того, поверхность штанг покрывают лаками или металлами, стойкими к воздействию окружающей среды.

Для регулирования положения плунжера относительно цилинд­ра скважинного насоса используют короткие штанги - «метровки» длиной 1000...3000 мм. Длина обычной штанги 8000 мм.

Особенностью штанг является накатка резьбы. Для сборки сту­пенчатой колонны из штанг различных диаметров используют пере­водные муфты МПШГ, позволяющие соединять штанги диаметрами 16 и 19, 19 и 22, 22 и 25 мм. Соединительные муфты изготавливают с лысками и без лысок.

В зависимости от условий работы применяют штанги, изготов­ленные из сталей следующих марок:

- для легких условий работы - из стали 40, нормализованные;

- для средних и среднетяжелых условий работы - из стали 20НМ, нормализованные;

- для тяжелых условий работы - из стали марки 40, нормализо­ванные с последующим поверхностным упрочнением тела штанги по всей длине токами высокой частоты (ТВЧ) и из стали ЗОХМА, нор­мализованные с последующим высоким отпуском и упрочнением тела штанги по всей длине ТВЧ;

-168-

- для особо тяжелых условий работы - из стали 20НМ, нормали­зованные с последующим упрочнением штанги ТВЧ.

Колонна штанг — один из наиболее ответственных элементов ус­тановки, работающей в наиболее напряженных условиях. Прочность и долговечность штанг, как правило, обусловливает подачу, как всей установки, так и максимальную глубину спуска насоса. Обрыв штанг вызывает простои и необходимость подземного ремонта. Разрушение колонны штанг происходит, как правило, либо при разрыве тела штан­ги, либо при разрушении резьбовых соединений.

Наиболее часто обрывы штанг происходят вследствие усталости металла, в результате переменных нагрузок, концентраций напряже­ний, коррозионности среды. Усталостное разрушение штанг обычно начинается с поверхности образованием микротрещины. Поверхность излома имеет характерный вид: она состоит из двух зон - мелкозер­нистой и крупнозернистой. Усталостное разрушение штанг ускоря­ется переменными нагрузками, концентрацией напряжений и воздей­ствием коррозионной среды, поэтому выбор допускаемых напряже­ний для штанг представляет собой важную задачу.

На долговечность резьбовых соединений большое влияние ока­зывает плотность контакта торцов муфты, ниппеля и насосной штан­ги. При свинчивании резьбовых соединений муфта- штанга должен обеспечиваться контакт между торцами при максимальной нагрузке на штанги.

Необходимо отметить, что наиболее приемлемыми для затяжки резьбовых соединений являются механические ключи с гидро- и элек­троприводом, позволяющие свинчивать штанги со строго определен­ным моментом.

Важнейшее условие безаварийной работы колонны штанг - их прямолинейность. Так, при стреле прогиба штанги, равной 0,5(1, рас­тягивающие напряжения увеличиваются в 5 раз. Для искривленных и сильно искривленных скважин применяют шарнирные муфты. Бла­годаря наличию двух шарниров муфта может изгибаться в двух вза­имно перпендикулярных плоскостях. Применение подобных муфт позволяет уменьшить напряжения, возникающие в результате изги­ба, а также нормальные силы, обусловленные трением штанг о насос-нокомпрессорные, трубы.

Помимо штанг со сплошным сечением применяют полые штан­ги для привода скважинного насоса с использованием внутрискважинной депарафинизации, деэмульсации, ингибирования - в этих случаях по внутренней полости штанг подается с поверхности к на­сосу соответствующий химический реагент. Кроме того их исполь­зуют для отбора продукции при одновременно-раздельной эксплу­атации пластов, а также при необходимости подъема пластовой

 

-169-

жидкости с повышенной скоростью, например для предотвращения образования песчаных пробок.

Наиболее распространена конструкция полых штанг с приварен­ной головкой, имеющей накатанную резьбу для соединения штанг муфтами.

В настоящее время разработана конструкция полых штанг с на­ружным диаметром тела - 42 мм, внутренним - 35 мм. Материалы— сталь 45 или 35. Поверхность штанг обрабатывается ТВЧ и имеет твер­дость НЕ.С 48...53. Головка приваривается к телу штанги.

Одним из важнейших требований к резьбовым соединениям ко­лонны является обеспечение их герметичности.

Применение полых штанг требует применения специального ус­тьевого оборудования: гибких шлангов или коленчатых шарнирных соединений, позволяющих отводить пластовую жидкость из переме­щающейся колонны к неподвижному трубопроводу нефтепромысло­вого коллектора.







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 706. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Ганглиоблокаторы. Классификация. Механизм действия. Фармакодинамика. Применение.Побочные эфффекты Никотинчувствительные холинорецепторы (н-холинорецепторы) в основном локализованы на постсинаптических мембранах в синапсах скелетной мускулатуры...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия