Проверочный расчет и подбор штанговой колонны для эксплуатации осложненных скважин объекта

3.2 Проверочный расчет и подбор штанговой колонны для эксплуатации осложненных скважин объекта. Расчет приведенного и предельного допустимого напряжения цикла работы штанговой колонны по фактическим динамограммам.

Конструирование штанговой колонны предполагает выбор материала штанг, определение необходимого числа ступеней, диаметра и длины штанг каждой ступени. Выбранная конструкция должна обеспечить безаварийную работу насосной установки с запланированной подачей и при минимальных затратах.

При работе ШСНУ колонны штанг и труб подвергаются деформациям от веса жидкости, действующей на плунжер.

Таблица 3.2.1 – Исходные данные для расчета нагрузок и напряжений, действующих в колонне штанг скважин, осложненных обрывом штанг на Ерсубайкинском месторождении

1. Определим статические и динамические нагрузки для 1 расчетного варианта.

Вес штанг:

                                                                                  (3.2.1)[pic 1]

где

 – вес 1м штанг i–ой ступени в воздухе, Н/м,[pic 2]

[pic 3]

Вес штанг в жидкости:

                                                                                                (3.2.2)[pic 4]

 – коэффициент плавучести штанг:[pic 5]

                                                                                              (3.2.3)[pic 6]

где

,  – плотности материала штанг и ГЖС в НКТ соответственно, кг/м3,[pic 7][pic 8]

[pic 9]

                                                                        (3.2.4)[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

Тогда,

[pic 13]

Вес жидкости вычисляется по формуле 3.2.5

M                                                                                     (3.2.5)[pic 14]

где

 – площадь плунжера,[pic 15]

                                                                                (3.2.6)[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

При расчетах динамических нагрузок принимают:

 ;[pic 19]

                                                                                                      (3.2.7)[pic 20]

[pic 21]

                                                                            (3.2.8)[pic 22]

 [pic 23]

Рассчитаем динамические нагрузки, к которым относятся вибрационная и инерционная нагрузки:

                                   (3.2.9)[pic 24]

[pic 25]

                                                    (3.2.10)[pic 26]

[pic 27]

По справочным данным выбираем поправочные коэффициенты:

, [pic 28][pic 29]

Рассчитаем уточненные динамические нагрузки:

                                                                       (3.2.11)[pic 30]

[pic 31]

                                                                      (3.2.12)[pic 32]

[pic 33]

Рассчитаем динамическую нагрузку по формуле А.Н. Адонина:

                                                     (3.2.13)[pic 34]

предварительно определив средний диаметр штанг в ступенчатой колонне:

,                                                                               (3.2.14)[pic 35]

[pic 36]

Тогда,

[pic 37]

Динамические нагрузки, рассчитанные по различным формулам близки по своим значениям друг другу.