ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ОБСАДНЫХ ТРУБ

В зависимости от действующих усилий при расчетах обсадных колонн пользуются различными формулами.

1. Сминающее усилие Р_см трубы определяют по следующим формулам.

а) По формуле Г.М. Саркисова, учитывающей совместное влияние овальности и разностенности труб:

 

Р_см = 11k_mim {σ_p + E k₀ ² q (1+ 3e/ 4q³k_min) –

- σ_p + E k₀ ² q (1+ 3e/ 4q³k_min)]² - 4 E k₀ ² q σ_p } бар,

где k_mim = δ_min /D; k₀ = δ₀ / D; q = δq/ δ_min;

 

D – наружный диаметр трубы, см;

 

δ_min – минимальная толщина стенки трубы, см;

δ₀ – условная расчетная толщина стенки разностенной трубы, см;

E – модуль упругости, равный 2,06 * 10⁵ МН/м² ;

σ_p – предел пропорциональности (принимается равным пределу текучести) металла трубы МН/м² ;

e – овальность трубы (для труб диаметром от 114 до 146мм = 0,020; для большего диаметра = 0,025).

2. Страгивающую нагрузку резьбового соединения Р_стр определяют по следующим формулам.

а) По формуле Ф.И. Яковлева:

Р_{стр =} 314 b₂ D₂ σ_p, н

1+ (D₂/2l) (ctg (y +φ) ]

где D₂ – средний диаметр по первой полной нитке, находящейся в зацеплении (пятая нитка от сбега резьбы), см;

b₂ – толщина стенки трубы по впадине первой полной нитки резьбы, находящейся в зацеплении, см;

σ_p - предел пропорциональности (текучести) металла трубы, МН/м²;

l - длина резьбы до основной плоскости, см;

y - угол, составленный опорной поверхностью резьбы, с осью трубы

(y = 62,5⁰);

φ - угол трения металла о металл (φ = 18⁰).

Для труб с «длинной» резьбой, у которых средние площади поперечных сечений муфты больше средних поперечных сечений труб, т.е. F_м ˃ F_т рассчитывают по сечению пятого рабочего витка, находящегося в зацеплении, по формуле: Р_{стр = 314 D2} δ₂ σ_т, н,

где _D2 = d + δ₂ ; и δ₂ = δ – 0,5t – z, см; z – уменьшение толщины стенки в расчетном сечении в зависимости от конусности резьбы, см;

l – высота нарезки резьбы, см.