Оптимизация конструкции головки полой насосной штанги

Полный текст:


Аннотация

Для технологии одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов часто применяют полые насосные штанги, которые обеспечивают создание второго изолированного канала. Расчет и подбор таких штанг представляет значительные трудности из-за сложной конструкции, наличия участков с концентраторами напряжений и воздействием пластового флюида как на наружную, так и на внутреннюю поверхность этих штанг. Представлены результаты компьютерного исследования напряжений, возникающих в теле головки серийно выпускаемых полых штанг при их соединении с помощью резьбы. Проанализированы разные конструкции полых насосных штанг, разработанных несколькими российскими фирмами. С помощью математической модели определены напряжения, возникающие в головках полых штанг разной конструкции при их свинчивании. Показано, что максимальные напряжения в головке штанг, выполненной в виде четырехугольника, доходят до 450 МПа, а в головке штанг, выполненной в виде шестиугольника, величина максимальных напряжений достигает только 307 МПа. На основании компьютерной модели нагружения представлена возможность оптимизации конструкции головки полой насосной штанги, обеспечивающей существенное снижение напряжений в процессе свинчивания - до 280 МПа, то есть снижение напряжений при свинчивании штанг составит 7%. Если же оставить уровень максимальных напряжений в 307 МПа, то переход на десятигранную головку позволит увеличить момент свинчивания на 60 Н·м, что повысит уровень герметичности соединения и создаст в соединении остаточные сжимающие напряжения. Проанализированы возможные негативные моменты, связанные с уменьшением длины контакта специальных десятигранных ключей с головкой полой насосной штанги при переходе к новой конструкции «места под ключ» в виде десятигранника. Контактные напряжения в месте контакта «ключ - головка штанги» даже без увеличения ширины «губок» ключа останутся на уровне существующих напряжений при использовании шестигранной головки.

Об авторах

Ю. С. Дубинов
РГУ нефти и газа (Национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина
Россия


В. Н. Ивановский
РГУ нефти и газа (Национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина
Россия


Список литературы

1. ГОСТ Р 51161-2002 Штанги насосные, устьевые штоки и муфты к ним.

2. Способ изготовления полой насосной штанги (варианты): пат. 2342217 РФ, МПК B21K21/00B23P15/00. Заявитель и патентообладатель ЗАО «Элкам-нефтемаш»; № 20081227; заявл. 20.12.2006; опубл. 27.12.2008.

3. Пепеляев В.В., Кривоносов Ю.А. Полая насосная штанга: пат. 2371565 РФ, МПК E21B17/00, № 20091027. Заявл. 16.11.2007; опубл. 27.10.2009.

4. Способ изготовления полой насосной штанги для газонефтяных скважин: пат. 2384384 РФ, МПК B21K21/12E21B17/01. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», № 20100320; заявл. 16.12.2008; опубл. 20.03.2010.

5. Головка полой насосной штанги: пат. 2391558 РФ, МПК B21K21/12E21B17/00F04B47/00. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», № 20100610; заявл. 16.12.2008; опубл. 10.06.2010.

6. Полая насосная штанга: пат. 2398091 РФ, МПК E21B17/00. Заявитель и патентообладатель ООО «Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства», № 20100827; заявл. 16.11.2007; опубл. 27.08.2010.

7. Способ изготовления полой насосной штанги: пат. 2456114 РФ МПК B21K21/12. Заявитель и патентообладатель ОАО специального машиностроения и металлургии «Мотовилихинские заводы», № 20121125; заявл. 25.11.2010; опубл. 20.07.2012.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Дубинов Ю.С., Ивановский В.Н. Оптимизация конструкции головки полой насосной штанги. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016;(3):66-69.

For citation: Dubinov Y.S., Ivanovskiy V.N. Design optimization of the hoLLow sucker rod head. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2016;(3):66-69. (In Russ.)

Просмотров: 7

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-2745 (Print)
ISSN 2072-2761 (Online)