Усилие от веса отводящих манифольдов определяется по формуле

Рман = 2 × Мизг / (Dср + Dб), (10.4)

где Мизг –изгибающий момент, равный произведению расстояния от центра

тяжести отвода до оси арматуры устья на силу тяжести отвода;

Dб – диаметр окружности, проведенный через оси болтов.

Изгибающий момент увеличивает нагрузку на часть шпилек, наиболее удаленных от манифольда. Получается рычаг, к которому приложен вес отводов. Рычаг имеет опору о прокладку фланца и растягивает часть шпилек. Так как расстояние до центра тяжести отвода от оси арматуры измеряется метрами, а от опоры фланца до шпилек – сантиметрами, то существенный вес манифольда создает большие дополнительные нагрузки на шпильки. Поскольку это усилие воспринимается только частью шпилек, условно принимают, что нагрузка Рман передается 1/3 всех шпилек соединения. Например, при шести шпильках две, расположенные ближе к отводу, будут разгружены, на двух средних нагрузка не изменится, а у двух шпилек нагрузка увеличится.

Таким образом, в формуле (10.1) для расчета суммарного эксплуатационного усилия Рэ, воспринимаемое шпильками, вес манифольда необходимо утроить.

При подаче в скважину теплоносителя (например, пара) или отборе пластовой жидкости с высокой температурой металл арматуры около проходного сечения и прокладка нагреваются. Температура шпилек будет ниже, т.к. условия их охлаждения лучше. В результате температурное расширение деталей арматуры и прокладки становится больше, чем шпилек, и они нагружаются дополнительным усилием Рт. Считая для упрощения фланцевые окончания жесткими, а шпильку и прокладку упругими, усилие от перепада температур Рт определяют по формуле

Рт = , (10.5)

где Dt – разность температур фланца и шпилек. Dt составляет примерно 7%

от температуры рабочей среды;

h – длина растягиваемой части шпильки, h = 2×Hфл + (4¸5) мм,

где Hфл –толщина фланца;

a – коэффициент теплового расширения материала фланца

(a»1,2×101/°С);

hраб –высота прокладки между поверхностями ее опоры о соседние

фланцы;

Е, Епр – модули упругости шпилек и прокладки соответственно;

f, fпр – площади горизонтального сечения шпильки и прокладки соот-

ветственно.

Дата добавления: 2014-01-03