Файл: Изучение конструкции и расчет насоснокомпрессорных труб по дисциплине Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.05.2024

Просмотров: 9

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ ПРОМЫСЛОВ


Практическая работа

Тема: Изучение конструкции и расчет насосно-компрессорных труб

по дисциплине «Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа»

Вариант 3

Выполнил: студент группы МПсз-19-01 А.В. Засыпкин

Проверил: доцент к. н. Е.Б. Думлер

Уфа, 2022
Исходные данные:

Вариант
Длина колонны труб L, м
Направление скважины
Диаметр трубы D, мм
Толщина стенки трубы S, мм
Длина одной трубы lт ,м

1
2400


Вертикальные
60
5,0
5,5

2
2000
73
5,5
6,0

3
2900
73
7,0
7,0

4
3100
89
6,5
7,5

5
4000
102
6,5
8,0

6
1600
114
7,0
8,5


1. Заданная глубина спуска, м –L= 2900 м;

2. Направление скважины − вертикальное;

3. Наружный диаметр труб, мм –D = 73 мм;

4. Толщина стенки труб, мм –S= 7,0 мм;

5. Длина одной трубы, м –lТ= 7,0 м

Прочностной расчет колонны НКТ

1. Расчет гладких труб

Трубы типа гладкие – муфтовые, с треугольным профилем резьбы, относятся к неравнопрочным.



Рисунок 1. Гладкая труба с треугольной резьбой и муфта к ней

Таблица 1 Размеры гладких труб и муфт к ним, мм

Условный диаметр трубы
Наружный диаметр

D
Труба
Муфта

Толщина стенки

S
Внутренний диаметр

d
Масса 1м

mr, кг
Наружный диаметр

Dм
Длина

Lм
Масса муфты

mм, кг

33
33,4
3,5
26,4
2,6
42,2
84
0,4

42
42,2
3,5
35,2
3,3
52,2
90
0,6

48
48,3
4,0
40,3
4,4
55,9
96
0,5

60
60,3
5,0
50,3
6,8
73,0
110
1,3

73
73,0
5,5
62,0
9,2
88,9
132
2,4

7,0
59,0
11,4

89
88,9
6,5
75,9
13,2
108,0
146
3,6

102
101,6
6,5
83,6
15,2
120,6
150
4,5

114
114,3
7,0
100,3
18,5
132,1
156
5,1

Расчет гладких труб производится по резьбовой части на страги
вающую нагрузку.

Страгивающей называется растягивающая нагрузка, при которой напряжение, возникающее в резьбовой части, достигает предела текучести материала трубы. При страгивании труба стремится выйти из муфты за счет смятия и среза витков резьбы. Страгивающая нагрузка учитывает несущую способность только полноценных витков резьбы, имеющих полный профиль(см. рис.2).



Рисунок 2. Резьбовая часть гладких труб и муфт к ним и труб с высадкой типа В и муфт к ним

По страгивающей нагрузке

Под страгивающей нагрузкой резьбового соединения понимают начало разъединения резьбы трубы и муфты. При осевой нагрузке напряжение в трубе достигает предела текучести материала, затем труба несколько сжимается, муфта расширяется и резьбовая часть трубы выходит из муфты со смятыми и срезанными верхушками витков резьбы, но без разрыва трубы в её поперечном сечении и без среза резьбы в её основании.







где

Dср - средний диаметр тела трубы под резьбой в её основной плоскости, м

σт – предел текучести для материала труб, Па

Dвнр – внутренний диаметр трубы под резьбой, м

В – толщина тела трубы под резьбой, м

S - номинальная толщина трубы, м

α – угол профиля резьбы для НКТ по ГОСТ 633-80 α = 60º

φ – угол трения, для стальных труб = 9º

l – длина резьбы, м.

Максимальная растягивающая нагрузка при подвеске оборудования массой М на колонне НКТ составляет

Рmax = gLq + Mg



где

q – масса погонного метра трубы с муфтами, кг/м.

Если Рст< Рmax, то рассчитывают ступенчатую колонну.

Глубину спуска для различных колонн определяют из зависимости



Для равнопрочных (высаженных наружу) труб вместо Рстi определяется предельная нагрузка Рпр



n1 – запас прочности (для НКТ допускается n
1 = 1,3 – 1,4)

Dн, Dвн – наружный и внутренний диаметр трубы.



Где n1 – запас прочности = 1,50

Вывод

Максимально возможная длина пускаемой колонны составила



Если в результате расчетов в каких-либо вариантах предельно допустимая длина колонны труб Lдопокажется меньше заданной L= 2900 м, то расчет следует повторить, принимая для труб более прочный материал К и добиваясь выполнения условия Lдоп >L.

Если условие выполняется и Lдопокажется меньше заданной, то подводим итог выполненной работы (ВЫВОД)

Предлагаю выполнить колонну НКТ из труб 73 х 7,0 Д ГОСТ 633-80

2. Расчет труб с высаженными наружу концами типа В
Трубы типа В – муфтовые, с безупорным соединением и треугольным профилем резьбы, относятся к равнопрочным.



Рисунок 2. Труба с высаженными наружу концами с треугольной резьбой (типа В)и муфта к ней

Расчет равнопрочных труб производится исходя из прочности тела трубы по следующей методике:

1. Согласно варианта задания из таблицы исходных данных задаемся (например):

  1. Заданная глубина спуска, м –L = 2900 м;

  2. Направление скважины − вертикальное;

  3. Наружный диаметр труб, мм –D = 73 мм;

  4. Толщина стенки труб, мм –S = 7,0 мм.;

  5. Длина одной трубы, м –lТ = 7,0 м

2.Определяем действующую нагрузку для равнопрочных труб:

,

где S –толщина стенки трубы, м;

Dср – средний диаметр трубы, м;

Dвн – внутренний диаметр трубы, м;

σТ – предел текучести материала, МПа.

При выполнении расчетов сначала задаемся наименее прочным, а следовательно, более дешевым материалом – группой прочности стали Д с самым низким пределом текучести σТ = 379 МПа.

3. Определяем допускаемую нагрузку для равнопрочных труб:


,

nı– коэффициент запаса прочности, зависящий от угла наклона оси скважины. Величина коэффициента для вертикальных скважин nı =1,3, а для наклонно-направленных скважин увеличивается на 15 – 20 % .

4. Определяем предельно допустимую длину подвески одноразмерной колонны труб из условия максимально допустимой растягивающей нагрузки для слабого сечения трубы с учетом коэффициента запаса прочности:

, (м)

– приведенный вес одного метра труб, Н/м.

Таблица 2Размеры труб с высаженными наружу концами и муфт к ним (В),мм

Условный диаметр трубы
Труба
Муфта
Наружный диаметр высаженной части трубы, Dв

Наружный диаметр

D
Толщина стенки

S
Внутренний диаметр

d
Длина высаженной части

lв min
Масса mrгладкой трубы 1м, кг
Увеличение массы трубы вследствие высадки обоих концов mв ,кг
Наружный диаметр

Dм
Длина

Lм
Масса муфты

mм, кг



27
26,7
3,0
20,7
40
1,8
0,1
42,2
84
0,4
33,4

33
33,4
3,5
26,4
45
2,6
0,1
48,3
90
0,5
37,3

42
42,2
3,5
35,2
51
3,3
0,2
55,9
96
0,7
46

48
48,3
4,0
40,3
57
4,4
0,4
63,5
100
0,8
53,2

60
60,3
5,0
50,3
89
6,8
0,7
77,8
126
1,5
65,9

73
73
5,5
62,0
95
9,2
0,9
93,2
134
2,8
78,6

7,0
59,0
11,4

89
88,9
6,5
75,9
102
13,2
1,3
114,3
146
4,2
95,2

8,0
72,9
16,0

102
101,6
6,5
88,6
102
15,2
1,4
127
154
5,0
108,0

114
114,3
7,0
100,3
108
18,5
1,6
141,3
160
6,3
120,6

Смотрите также файлы