прочностной расчет. Прочностной расчет насоснокомпрессорных труб (нкт)

• Название: Прочностной расчет насоснокомпрессорных труб (нкт)
• Дата: 20.02.2023
• Размер: 47.19 Kb.
• Имя файла: прочностной расчет.docx
• Тип: Документы; #945929

Прочностной расчет насосно-компрессорных труб (НКТ)

Подобрать и рассчитать колонну НКТ, необходимую для спуска технологического оборудования массой М, на глубину скважины при условии действия на НКТ наружного давления , внутреннего давления и действия цикловых нагрузок с амплитудой , определить возможно ли зависание труб в скважине при установке пакера на глубине .



Рисунок 1 – Расчетная схема
Исходные данные:

;

Типоразмер НКТ – 73;

;

Типоразмер ЭК – 168х8;



Группа прочности стали – К,

Данные для НКТ:

№			ЭК
1-2	2700	68	168*8	9	550	7	85
3-4	3100	73		7	570	6.5	87
5-6	2950	114		10	590	7	90
7-8	2400	73		9	540	6.5	91
9-10	2350	68		8	550	7	89
11-12	2800	114		7	545	6	90

Решение:

1.1 Расчет по страгивающей нагрузке. Найдем осевую нагрузку, при которой происходит страгивание резьбового соединения:

;

где ­ - средний диаметр тела трубы под резьбой в ее основной плоскости.



h- высота резьбы

­ - толщина тела трубы под резьбой, м



- номинальная толщина стенки трубы;

­ - угол профиля резьбы, для НКТ по ГОСТ 633-80 =60⁰;

­ - угол трения, для стальных труб =9⁰;

­ - длина резьбы;



Найдем максимальную нагрузку действующую на колонну НКТ:

;

где - вес 1м трубы НКТ, равный 13,65 кг.



Условие не выполняется, значит рассчитываем колонну со ступенями разного диаметра.

Делим колонну на две ступени:

- первая ступень, группа прочности К:

;

- вторая ступень, группа прочности Д:

.

1.2. Расчет по действию внутреннего или внешнего давления:

Осевые напряжения:

.

Радиальные напряжения:

.

Кольцевые напряжения:

.

По теории наибольших касательных напряжений находим эквивалентное напряжение:

,

где - наибольшее, а - наименьшее напряжение из осевых, радиальных и касательных напряжений, вычисленных ранее.

Затем эквивалентное напряжение сравнивается с пределом текучести материала труб, учитывая коэффициент запаса прочности 1.35.

, условие выполняется.

1.3 Расчет на действие изгибных напряжений

При опоре низа колонны НКТ о забой или на пакер возникает продольный изгиб колонны труб.



где - коэффициент трения колонны НКТ об обсадную колонну, f = 0.2

­ - радиальный зазор между наружной стенкой колонны НКТ и внутренней стенкой обсадной колонны:



­ - коэффициент потери веса труб в жидкости:

.







­ - модуль упругости материала НКТ,

J – момент инерции поперечного сечения трубы:



Изгибное напряжение:



где W₀ - осевой момент сопротивления сечения труб НКТ



F₀ – площадь поперечного сечения трубы НКТ;

.

Сравним изгибное напряжение с пределом текучести материала труб НКТ, взятому с коэффициентом запаса прочности 1.35.



МПа.

Условие выполняется.