Насосные штанги

Размеры и масса труб и муфт к ним

Таблица 22

Труба

Условный диаметр трубы

номинальный наружный диаметр D

номинальная толщина стенки S

внутренний диаметр d

масса, кг

3,5

0,4

33,4

26,4

3,5

0,6

42,2

35,2

4,0

0,5

48,3

40,3

5,0

1,3

60,3

50,3

5,5

62,0

2,4

73,0

7,0

59,0

6,5

3,6

88,9

75,9

6,5

4,5

101,6

83,6

7,0

5,1

114,3

100,3

Муфта
теоретическая масса 1 м q, кг	наружный диаметр Ом	длина
2,6	42,2	84,0
3,3	52,2	90,0
4,4	55,9	96,0
6,8	73,0	110,0
9,2	88,9	132,0
11,4
13,2	108,0	146,0
15,2	120,6	150,0
18,5	132,1	156,0

Теоретическую массу 1 м тела трубы q, кг, определяют по формуле:

q = 0,0246615 (D – s) s, где D – номинальный наружный диаметр трубы, мм.

Рис. 90. Труба с высаженными наружу концами с треугольной резьбой и муфта к ней

Рис. 91. Гладкая высокогерметичная труба с трапецеидальной резьбой и муфта к ней

Рис. 92. Высокогерметичная безмуфтовая труба с высаженными наружу концами и трапецеидальной резьбой

Для передачи возвратно-поступательного движения от привода к плун­жеру скважинного насоса используется колонна насосных штанг. Она со­бирается из отдельных штанг, соединяемых муфтами.

Насосные штанги представляют собой стержень круглого поперечного сечения с высаженными концами, на которых располагается участок ква­дратного сечения и резьба. Резьба служит для соединения штанг с муфтами, а участок квадратного сечения используется для захвата штанги ключом при свинчивании и развинчивании резьбового соединения. Для предохра­нения от износа штанг, муфт и насосно-компрессорных труб штанги могут оснащаться центраторами различных типов, а для снятия парафиновых отложений дополнительно подвижными скребками.

Рис. 93. Штанга и муфта

Основными характеристиками насосных штанг являются: диаметр по телу штанги d₀ и прочностная характеристика штанги – величина при­веденного допускаемого напряжения σ.

Выпускаются штанговые муфты: соединительные типа МШ для соеди­нения штанг одного размера и переводные типа МПШ для соединения штанг разного размера.

Муфты каждого типа изготавливаются в исполнении I с «лысками» под ключ и в исполнении II без «лысок».

Для увеличения долговечности штанг, уменьшения воздействия на них коррозионной среды (пластовой жидкости) они подвергаются термической обработке и упрочнению поверхностного слоя металла.

Для регулирования положения плунжера относительно цилиндра сква-жинного насоса используют короткие штанги.

Особенностью штанг является накатка резьбы. Для сборки ступенчатой ко­лонны из штанг различных диаметров используют переводные муфты МПШГ, позволяющие соединять штанги диаметрами 16 и 19, 19 и 22, 22 и 25 мм.

В зависимости от условий работы применяют штанги, изготовленные из сталей следующих марок:

• для легких условий работы – из стали 40, нормализованные;

• для средних и среднетяжелых условий работы – из стали 20НM, нор­мализованные;

• для тяжелых условий работы – из стали марки 40, нормализованные с последующим поверхностным упрочнением тела штанги по всей длине токами высокой частоты (ТВЧ) и из стали ЗОХМА, нормализованные с последующим высоким отпуском и упрочнением тела штанги по всей длине ТВЧ;

• для особо тяжелых условий работы – из стали 20НМ, нормализован­ные с последующим упрочнением штанги ТВЧ.

Колонна штанг – один из наиболее ответственных элементов установки, работающей в наиболее напряженных условиях. Прочность и долговечность штанг, как правило, обусловливает подачу, как всей установки, так и максималь­ную глубину спуска насоса. Обрыв штанг вызывает простои и необходимость подземного ремонта. Разрушение колонны штанг происходит, как правило, либо при разрыве тела штанги, либо при разрушении резьбовых соединений.

Наиболее часто обрывы штанг происходят вследствие усталости металла, в результате переменных нагрузок, концентраций напряжений, коррозионно-сти среды. Усталостное разрушение штанг обычно начинается с поверхности образованием микротрещины. Поверхность излома имеет характерный вид: она состоит из двух зон – мелкозернистой и крупнозернистой. Усталостное разрушение штанг ускоряется переменными нагрузками, концентрацией на­пряжений и воздействием коррозионной среды, поэтому выбор допускаемых напряжений для штанг представляет собой важную задачу.

На долговечность резьбовых соединений большое влияние оказывает плотность контакта торцов муфты, ниппеля и насосной штанги. При свин­чивании резьбовых соединений муфта – штанга должен обеспечиваться контакт между торцами при максимальной нагрузке на штанги.

Помимо штанг со сплошным сечением применяют полые штанги для привода скважинного насоса с использованием внутрискважинной депа-рафинизации, деэмульсации, ингибирования. В этих случаях по внутренней полости штанг подается с поверхности к насосу соответствующий химический реагент. Кроме того, их используют для отбора продукции при одновременно-раздельной эксплуатации пластов, а также при необходимости подъема пла­стовой жидкости с повышенной скоростью, например для предотвращения образования песчаных пробок. Наиболее распространена конструкция полых штанг с приваренной головкой, имеющей накатанную резьбу для соединения штанг муфтами. В настоящее время разработана конструкция полых штанг с наружным диаметром тела – 42 мм, внутренним – 35 мм. Материалы – сталь 45 или 35. Поверхность штанг обрабатывается ТВЧ и имеет твердость HRC 48–53. Головка приваривается к телу штанги. Одним из важнейших требова­ний к резьбовым соединениям колонны является обеспечение их герметич­ности. Применение полых штанг требует применения специального устьевого оборудования: гибких шлангов или коленчатых шарнирных соединений, позволяющих отводить пластовую жидкость из перемещающейся колонны к неподвижному трубопроводу нефтепромыслового коллектора.

Дата добавления: 2015-06-04