Утяжеленный низ колонны штанг

Анализ обрывов колонны штанг при работе с насосами раз­личных диаметров показал, что их разрушение при работе с насо­сами малых диаметров происходит в основном в верхней части колонны, а при работе с насосами больших диаметров - в нижней части колонны. В средней части колонны обрывы редки.

Обрывы штанг в верхней части колонны обусловлены уста­лостными растягивающими напряжениями, величина которых в нижней части мала. Причина обрыва штанг в нижней части у насо­са - продольный изгиб штанг, гфиводящий к увеличению амплиту­ды приведенных напряжений.

При увеличении диаметра плунжера и числа качаний увели­чивается как сила трения плунжера о стенки цилиндра, так и сила, обусловленная гидравлическим сопротивлением при прохождении жидкости через канал в штунжере и нагнетательный клапан. Сум­марная сила сопротивления при движении вниз плунжера насоса диаметром 70 ... 120 мм составляет 2,5 ... 3 кН.

Для устранения продольного изгиба нижней части колонны штанг применяется утяжеленный низ (рис. 4.33), собираемый из сплошных штанг большого сечения диаметром 40 мм.

Он состоит из секций длиной 4... 5 м, весом около 60 кг. Чем больше диаметр насоса, тем большее число секций должен иметь утяжеленный низ. Так, например, 3 - 4 секции предотвращают заедание плунжера. Вес низа выбирается таким, чтобы обеспечить работу его верхней штанги в режиме растяжения. В противном случае возможен быстрый выход из строя штанги, соединенной с низом, в результате дополнительных напряжений от изгиба.

Рис. 4.33. Утяжеленный низ колонны штанг:

1 — штанги; 2 - переводник; 3 - соединительная муфта; 4- переводник к насосу

Для предупреждения аварий (обрыва штанг) и выяснения их причин необходимо ведение документации, в которой должны быть отражены: дата спуска штанг; марка стали и вид поверхностной обработки и термообработки; число и размер штанг колонны; номер оборвавшейся штанги (ее место в колонне); место обрыва в штанге (по резьбе, по телу штанги, по муфте); режим работы скважин-ного насоса и его изменения.