По приведенному напряжению

Как показали исследования, разрушение насосных штанг обычно происходит не вследствие статического перенапряжения, а носит явно усталостный характер, поэтому правильнее вести расчет колонны штанг не по максимальному напряжению в опасном сечении, а по "приведенному" напряжению, зависящему как от максимального напряжения , так и от предельной амплитуды изменения напряжения . А.С.Вирновский предложил на основе элементарной теории следующее расчетное уравнение для определения приведенных напряжений в любом сечении колонны насосных штанг [6, с.282]:

, (3.24)

где , - соответственно максимальное и амплитудное значения

напряжений.

Тогда условие прочности колонны насосных штанг выглядят следующим образом:

; (3.25)

, (3.26)

Допускаемое приведенное напряжение материала штанг приведены в таблице 3.1.

Задача 7

Подобрать по приведенному напряжению одноступенчатую колонну насосных штанг для работы насоса D_пл на глубине L. Плотность нефти ρ_ж = 895 кг/м³; длина хода полированного штока S; число качаний в минуту n; диаметр штанг d_{ш 2}.

Максимальное напряжение в опасном сечении колонны определяли согласно [6, с.282] по формулам:

; (3.27)

; (3.28)

; (3.29)

,

где σ_ср – среднее напряжение цикла, действующее на верхнее сечение

штанг;

σ_а – амплитуда напряжения;

е – средний кинематический коэффициент станка-качалки,

равный 1,05;

S – ход полированного штока;

ω – угловая скорость кривошипа;

n – число качаний в минуту.

Приведенное напряжение определяли по формуле (3.24).

Максимальную нагрузку на штанги Р_мах определяли согласно [6, с.282] по формуле

, (3.30)

где F _пл – площадь сечения плунжера.

Максимальное напряжение в ТПШ σ_max^' определяли согласно [6, с.282]

. (3.31)

Условие прочности колонны штанг (3.25) и (3.26).

Таблица 3.1 – Допускаемое приведенное напряжение материала штанг

[6, с.362]

Сталь	[σ]
20Н2М 30ХМА 15МЗМА 10Х2НМФ

К задачам 6 и 7 варианты заданий взять из пятой задачи.