пр1 дм. Практическая работа ДМ1. Методические указания по выполнению практической работы по дисциплине Нефтеопромысловое оборудование
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
Прочностной расчет НКТ При расчете на прочность труб в большинстве случаев ограничиваются учетом только растягивающих нагрузок, создаваемых собственным весом колонны труб, который действует при всех способах эксплуатации скважин. При этом считают, что все остальные факторы (давление и др.) компенсируются коэффициентом запаса прочности. Расчет прочности труб производится по наиболее слабому месту, которым может быть гладкое тело трубы или концевой резьбовой участок. Все виды труб по условиям прочности делятся на две группы: 1) равнопрочные, у которых резьбовая часть усилена путем высадки концов труб; 2) неравнопрочные с ослабленными резьбовыми концами. Прочность равнопрочных труб считается теоретически одинаковой по всей длине трубы, т.е. для гладкого и для концевых участков с нарезанной резьбой. К равнопрочным относятся трубы с высадкой типа В и безмуфтовые трубы типа НКБ. Прочность неравнопрочных труб в резьбовых концевых частях на 15 – 20 % ниже прочности гладкого тела трубы. К неравнопрочным относятся гладкие трубы и трубы типа НКМ. Расчет равнопрочных труб типов В и НКВ производится исходя из прочности тела трубы по следующей методике. Действующая нагрузка:  гдеS –толщина стенки трубы; Dср – средний диаметр трубы; Dн – наружный диаметр трубы; Dвн – внутренний диаметр трубы; nı– коэффициент запаса прочности, принимаемый равным 1,3 для вертикальных скважин; для наклонно-направленных скважин величина коэффициента увеличивается на 15 – 20 % и равен ≈ 1,76. Допускаемая нагрузка:  Расчет гладких труб производится по резьбовой части на страгивающую нагрузку. Страгивающей называется растягивающая нагрузка, при которой напряжение, возникающее в резьбовой части, достигает предела текучести материала трубы. При страгивании труба стремится выйти из муфты за счет смятия и среза витков резьбы. Страгивающая нагрузка учитывает несущую способность только полноценных витков резьбы, имеющих полный профиль (см. рис.7).  Рис.7. Резьбовая часть гладких труб и муфт к ним и труб с высадкой типа В и муфт к ним Страгивающая нагрузка определяется по формуле Яковлева-Шумилова, которая учитывает несущую способность только полноценных витков резьбы, имеющих полный профиль:  Dc–средний диаметр резьбы по впадине первого полного витка (в основной плоскости);  за основную принимается плоскость, перпендикулярная оси трубы и проходящая через первый полный виток резьбы;b – толщина стенки трубы по впадине того же витка резьбы; b = S – h1, где h1 – высота витка резьбы; l – длина резьбы полного профиля, т.е. от торца трубы до основной плоскости; α– угол между опорной поверхностью резьбы и осью трубы, α = 60°; φ – угол трения в резьбе, φ = 9°; η – коэффициент, учитывающий разницу в жесткости тела трубы и ее резьбовой части;  , где S – толщина гладкой части трубы.Допустимая нагрузка для гладких труб:  ,где  то же, что и для равнопрочных труб. Для труб типа НКМ растягивающая нагрузка, при которой в опасном сечении соединения напряжения достигают предела текучести:  где  и  – в сантиметрах!!!.Допускаемая нагрузка для труб НКМ:  ,где то же, что и для равнопрочных труб.Для труб типа НКМ растягивающая нагрузка, при которой в опасном сечении соединения напряжения достигают предела текучести: где и – в см.Допускаемая нагрузка для труб НКМ: ,где то же, что и для равнопрочных труб.Методика расчета колонн НКТ Колонна труб может быть одноступенчатой, состоящей из труб одного диаметра и толщины, и многоступенчатой, состоящей из разнородных труб. Предельно допустимая дайна подвески одноразмерной колонны труб определяется из условия максимально допустимой растягивающей нагрузки для слабого сечения трубы с учетом коэффициента запаса прочности:   – приведенный вес одного метра труб, Н/м.В зависимости от типа рассчитываемых труб в формулу вместо Q подставляют QТ,QСТР или QС. Приведенный вес учитывает дополнительный к гладкой части вес двух высадок (для труб типа В), одной муфты (для всех муфтовых труб) или усиленных концов (трубы типа НКБ) для каждой трубы. Если в справочных материалах приведенный вес не указан, то он может быть подсчитан по выражению:  1Т – длина трубы, м; qГ– вес одного метра гладкого участка, Н/м; qВ – дополнительный вес высадки концов труб, Н (для гладких труб и труб НКМ qВ = 0); qМ – вес одной муфты (для труб НКБ qМ =0). Если в справочных материалах указан не вес, а масса, то приведенный вес определяется из выражения:   – масса, соответствующая гладкой, высаженной части труб и муфте, 1Т – длина трубы, м; g – ускорение силы тяжести, g = 9,81 м/с2. Многоступенчатую колонну труб рассчитывают снизу вверх, т.е. первой считается нижняя секция. Расчет заключается в определении длины секций. При учете только собственного веса труб для двухразмерной колонны длина нижней и верхней секций составляет соответственно:  и  Для трехступенчатой колонны длины секций:  q1, q2, q3 – приведенный вес одного метра труб каждой секции; Q1, Q2, Q3 – усилия, соответствующие пределу текучести материала труб соответствующих секций (  , где Fi – площадь поперечного сечения трубы; в зависимости от типа применяемых труб в качестве усилия Qi принимается QТ, QСТР или QС).ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
|