В процессе работы скважинного насоса при ходе штанг вверх вес поднимаемого ствола жидкости воздействует на штанги, а при ходе вниз переносится на трубы. Наиболее, нагруженной трубой в подвешенной колонне является верхняя. Максимальная нагрузка, действующая на нее, при обрыве колонны штанг определяется из выражения:
Р = Ртр+Рж+Ршт, (4.12)
где Ртр – вес труб;
Рж - вес жидкости в трубах;
Ршт - вес колонны штанг.
Зная коэффициент запаса прочности п 1,5 и площадь поперечного сечения тела трубы по первой нитке полной нарезки – F0, можно определить допустимое напряжение [ ], возникающее в верхнем сечении тела трубы по формуле:
[ ]= , (4.13)
пользуясь которым, по пределу текучести, можно выбрать группу прочности насосно-компрессорной трубы.
Эти формулы позволяют рассчитывать трубы на прочность при растяжении. Трубы при этом разрываются по основанию первого вит-
-176-
ка полной нарезки. Помимо этого возможен выход нарезанной части трубы из муфты. Прочность резьбового соединения характеризуется страгивающей нагрузкой и определяется по формуле:
|
|
, (4.14)
где - средний диаметр трубы по первой нитке резьбы, м;
b - толщина стенки трубы по впадине первой полной нитки нарезки, м;
- предел текучести материала труб, Па;
l - длина нарезки с нитками полного профиля, м;
α - угол подъема трубы;
- угол трения металла по металлу