Р и с. 3.3.4.1. Схема расчета теплопровода

Расчет расстояний между компенсаторами удлинений L_о при закачке горячей воды и пара следует начинать с определения радиуса изгиба участка «а» компенсатора.

; (3.1)

где D_n - наружный диаметр трубы, м;

Е - модуль упругости материала, МПа;

[s_ИЗ ] =s_Т /2 - допустимое напряжение изгиба, МПа.

Угол изгиба участка «а» равен, рад;

; (3.2)

Тогда допустимое удлинение участка L_o за счет стороны «а» может быть найдено из соотношения:

. (3.3)

Очевидно, что участки «b» также могут быть изогнуты на определенную величину DL _b, что даст дополнительное перемещение участка L_o. Величина перемещения DL _b может быть найдена по формуле для одноколенного (Г - образного) компенсатора [5].

, (3.4)

где b - сторона компенсатора;

I - осевой момент инерции;

W - осевой момент сопротивления трубы.

Учитывая, что поперечное сечение трубы - кольцо, формулу (3.4) упростим:

. (3.5)

Эти допустимые перемещения должны соответствовать температурному удлинению участка трубы DL _t и удлинению за счет внутреннего давления [4].

, (3.6)

где d - внутренний диаметр трубы, м;

d - толщина стенки трубы, м;

Р - внутреннее давление, МПа.

Тогда расстояние между двумя компенсаторами L_o может быть найдено из соотношения:

2 DL _a + 2 DL _b = DL _t + DL _p (3.7)

Подставляя значения из формул (3.3- 3.7) получим

+ = (at+ )L_O, (3.8)

где t - температура нагрева в ^оС;

a- коэффициент температурного расширения для стали, 1/^оС.

При прокладке в траншее теплопровод также защищается теплоизоляцией, каналом из кирпичей или блоков и засыпается песком и глиной, предохраняющий теплопровод от влаги. П - образные участки размещаются в заглубленных свободных приямках на уровне прокладки самой теплотрассы.

У скважины теплопровод соединяется с оборудованием устья шарнирным соединением, позволяющим оборудованию устья перемещаться в вертикальном направлении, что обусловлено нагревом и удлинением свободной части обсадной колонны и НКТ при их заякоривании внизу.

Шарнирное соединение позволяет компенсировать перемещение до 4,5 м. НКТ и обсадные трубы на устье должны быть пропущены через сальники.

Удлинение колонн может быть подсчитано по формуле

L= L_o(1+at) (3.9)

где L _o- начальная длина свободного участка;

t -температура нагрева в ^оС;

a- коэффициент температурного расширения (для стали

a= 12- 12,4)10 ^-6 1/град.