Расчет замковых соединений

В процессе проектировочного расчета КБТ проводится расчет замковых соединений с целью проверки допустимости нагрузок, действующих на бурильную колонну, для замковых соединений. Иными словами, действующая осевая нагрузка должна быть меньше допускаемой на замковое соединение (QP<Pmax).

Допустимая осевая нагрузка на замковое соединение может быть определена по таблице 13:

Таблица 13

Рекомендуемые методы затяжки МЭТ и допустимые

осевые растягивающие нагрузки Рmax на бурильные замки

  Тип замка   Наружный диаметр замка, мм Момент затяжки, кГс·м Максимальная допускаемая растягивающая нагрузка, Тс
μ=0,10 μ=0,13 μ=0,10 μ=0,13
Коэффициент запаса n=1,4
ЗШ-146 146,0 187,4 189,5
ЗУК-146 146,0 203,5 205,5
ЗШ-178 ЗШК-178 178,0 282,9 285,8
ЗУ-155 ЗУК-155 155,0 206,7 208,9
ЗУ-185 185,0 276,6 279,6
ЗЛ-140 140,0 188,4 190,8
ЗЛ-152 152,0 205,9 208,4
ЗЛ-172 172,0 205,9 208,8
ЗП-159-83 ЗП-159-76 158,8 222,3 266,0 224,5 268,5
ЗП-162-95 ЗП-162-89 161,9 229,4 279,2 231,8 282,0
ЗП-178-102 ЗП-178-95 177,8 319,3 372,2 322,5 375,8
Коэффициент запаса n=1,5
ЗШ-146 146,0 172,2 174,1
ЗУК-146 146,0 187,3 189,1
ЗШ-178 ЗШК-178 178,0 260,0 262,5
ЗУ-155 ЗУК-155 155,0 190,1 192,1
ЗУ-185 185,0 254,6 257,4
ЗЛ-140 140,0 173,9 176,1
ЗЛ-152 152,0 190,1 192,4
ЗЛ-172 172,0 188,7 191,3
ЗП-159-83 ЗП-159-76 158,8 204,0 244,7 206,0 247,0
ЗП-162-95 ЗП-162-89 161,9 210,6 257,0 212,9 259,7
ЗП-178-102 ЗП-178-95 177,8 293,8 343,2 296,8 346,6

 

Возможно также значение допустимой нагрузки определять по формуле (56):

, (56)

где QТ1 - осевое усилие, вызывающее в опасном сечении ниппеля на расстояния 24 мм от упорного устья напряжения, равные пределу текучести материала (при этом учитывают как осевые, так и окружные напряжения), Тс (табл. 14);

n1 - коэффициент запаса прочности ниппеля;

n - коэффициент запаса герметичности соединения;

R - минимальное значение усилия сжатия торца муфты и упорного уступа ниппеля, обеспечивающего герметичность соединения, Тс (табл. 14).

Таблица 13.14

Прочностные характеристики бурильных замков

    Тип замка Наружный диаметр Dз, мм Внутренний диаметр dз, мм Относительная жесткость ниппеля α1 Относительная жесткость муфты α2 Усилие сжатия торцов R, Тс Предельное усилие на торце муфты Qт2, Тс Предельное усилие на ниппеле Qт1, Тс
  μ'=0,10   μ'=0,13
ЗШ-146 146,0 80,0 0,506 0,494 14,40 352,8 290,6 293,5
ЗУК-146 146,0 82,0 0,525 0,475 13,70 345,5 311,8 314,5
ЗШ-178 ЗШК-178 178,0 101,0 0,502 0,498 21,67 541,0 438,5 442,5
ЗУ-155 ЗУК-155 155,0 95,0 0,535 0,465 14,45 343,2 317,7 320,7
ЗУ-185 185,0 120,0 0,549 0,451 18,11 435,6 422,7 426,9
ЗЛ-140 140,0 80,0 0,583 0,417 9,84 247,4 283,0 286,3
ЗЛ-152 152,0 95,0 0,586 0,414 10,93 273,0 309,7 313,2
ЗЛ-172 172,0 110,0 0,513 0,487 18,22 408,4 324,0 328,0
ЗП-159-83 158,8 82,6 0,404 0,596 18,44 647,0 347,4 350,5
ЗП-159-76 158,8 76,2 0,438 0,562 18,44 647,0 408,5 412,0
ЗП-162-95 161,9 95,3 0,459 0,541 18,13 535,0 356,7 360,1
ЗП-162-89 161,9 88,9 0,499 0,503 18,13 535,0 426,4 430,4
ЗП-178-102 177,8 101,6 0,501 0,499 21,78 608,4 489,8 494,2
ЗП-178-95 177,8 95,3 0,531 0,469 21,78 608,4 563,8 568,9

 

При проектировочных расчетах коэффициенты n1 и n можно принять равными нормативному запасу прочности n для бурильных труб (табл. 9), т.е.

n1 = n= n, (57)

Момент затяжки замкового соединения, обеспечивающим наибольшую допустимую нагрузку Рmах определяется по формуле (56) или из табл. 13.

Мэт = (А1 + А2) Qзт , (58)

где А1 и А2 - параметры резьбы, торца муфты, находящегося в контакте с упорным уступом ниппеля, и замкового соединения к целом, зависящая от геометрических размеров и коэффициентов трении в резьбе (табл. 15).

Таблица 13.15

Геометрические характеристики бурильных замков

Тип замка Расчетные геометрические параметры, мм
А1 А2 λ
μ'=0,10 μ'=0,13 μ'=0,10 μ'=0,13 μ'=0,10 μ'=0,13
ЗШ-146 6,44 8,14 5,74 7,47 0,42 0,42
ЗУК-146 6,80 8,53 5,76 7,49 0,87 0,97
ЗШ-178 ЗШК-178 8,02 10,12 6,96 9,05 0,56 0,58
ЗУ-155 ЗУК-155 7,32 9,22 6,20 8,06 1,03 0,17
ЗУ-185 8,72 11,03 7,47 9,71 1,43 1,69
ЗЛ-140 6,44 8,14 5,65 7,35 1,40 1,68
ЗЛ-152 7,32 9,28 6,17 8,02 1,73 2,08
ЗП-159-83 6,80 8,53 5,87 7,63 -0,75 -1,09
ЗП-159-76 6,80 8,53 5,87 7,63 -0,32 -0,54
ЗП-162-95 7,32 9,22 6,28 8,16 -0,04 -0,19
ЗП-162-89 7,32 9,22 6,28 8,16 0,48 0,47
ЗП-178-102 8,02 10,13 6,96 9,05 0,54 0,55
ЗП-178-95 8,02 10,13 6,96 9,05 1,00 1,14

 

QЗТ - усилие затяжки, Тс.

Коэффициент трения в резьбе для отечественных замковых соединений по данным ВНИИБТ составляют μ´= 0,10 (смазка с металлическими наполнителями) и μ´= 0,13 (графитовая смазка).

Усилие затяжки определяется по формуле

, (59)

гдеα1, α2 - относительные жесткости на растяжение-сжатие ниппеля и муфты или коэффициенты распределения внешней нагрузки (табл. 14).

После определения допустимой нагрузки Рmах (и если при атом выполняется условие РmахQр) определяется допустимый крутящий момент, обеспечивающий прочность ниппеля 1к) и прочность муфты (M2к) по формуле (60):

, (60)

, (61)

, (62)

где QТ2 - предельное, соответствующее пределу текучести, значение усилия сжатия торцевой части муфты, Тс (табл. 14);

n2 - коэффициент запаса прочности муфты, n2 = n (табл. 9).

В дальнейшем учитывается меньшее значениеиз М1к и М2к.

Если крутящий момент Мк. и осе вое усилие Qр таковы, что:

Мк < Мзт + λ QР, (63)

то влияние Мк на прочность и несущую способность замкового соединения можно не учитывать. Соединение рассчитывается только на осевую нагрузку, при этом Qр ≤ Рmах.

Если при нагружении замкового соединения моментом Мки усилием Qр окажется, что

Мк > Мзт + λ QР, (64)

то произойдет «довинчивание» соединения до уровня:

М 'зт = Мк - λ QР, (65)

При М 'зт > М зт допустимая нагрузка Р'max будет меньше Р'max и находится по формуле

, (66)

Необходимо, чтобы при этом соблюдалось условие Р'max ≤ Qр .

Если Qр > Рmax или Qр > Р'max, или крутящий момент, приложенный к колонне бурильных труб дольше допускаемого для замкового соединения, то следует:

1) сформировать рассчитываемую секцию КВТ из тех же труб, но более прочными замками;

2) уменьшить длину секции КБТ;

3) заменить рассматриваемые трубы бурильные трубы другого типоразмера с более прочными замковыми соединениями.

 








Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 3936;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.017 сек.