Сопротивляемость обсадных труб избыточному гидравлическому давлению

В соединении с трапециевидной резьбой

При расчете соединений с резьбой трапецеидального профиля определяют силу, при которой возможен обрыв трубы:

так и силу, при которой возможен вырыв трубы из муфты:

,

где: - временное сопротивление материала при растяжении;

- толщина стенки по впадине первого витка полного профиля;

- общий диаметральный натяг соединения;

- диаметральная деформация соответственно муфты и трубы от натяга;

- модуль упругости материала в пластической области;

- коэффициент Пуассона для пластической области:

;

- наименьший угол наклона профиля витка к линии перпендикулярной к оси резьбы .

Прочность трубы. Под влиянием избыточного гидравлического давления труба может быть разрушена. Во избежание возникновения опасных для ее прочности напряжений эквивалентное напряжение на внутренней поверхности трубы согласно теории наибольших касательных напряжений не должно превышать предел текучести материала.

.

Подставив значения из формулы Лямэ, найдем то избыточное давление, при котором соблюдается равенство:

.

Если положить, что

(формула Барлоу)

где: - коэффициент стенности трубы.

Формула Барлоу обычно используется для определения прочности обсадных труб на разрыв от избыточного внутреннего давления. Поскольку стандарт допускает уменьшение толщины стенки до 12,54, то расчетная формула будет следующей:

.

Устойчивость формы. Если труба тонкостенная, форма поперечного сечения ее может измениться под влиянием избыточного наружного гидравлического давления даже в том случае, если эквивалентное напряжение на внутренней поверхности меньше предела текучести. Известно, что критическое избыточное давление, при котором круглая равностенная труба теряет устойчивость, можно найти по формуле Леви:

.

Приравнивая можно найти граничное значение коэффициента стенности разделяющее области применяемости этих формул:

.

Дата добавления: 2015-07-13