Ответ на вопрос: «Насосно-компрессорные трубы (НКТ). Механический расчет (основы)».
Насосно-компрессорные трубы предназначаются для эксплуатации нефтяных и газовых скважин. После спуска обсадной колонны и выполнения других работ по подготовке скважины к эксплуатации спускают колонну НКТ.
- ГОСТ 633-80 предусматривает изготовление насосно-компрессорных труб исполнения А и Б (А — повышенной точности) четырех конструкций:
- гладкие и муфты к ним;
- с высаженными наружу концами и муфты к ним (тип В);
- гладкие высокогерметичные и муфты к ним (тип НКМ);
- безмуфтовые высокогерметичные с высаженными наружу концами (тип НКБ).
Условное обозначение труб должно включать: тип трубы (кроме гладких труб), условный диаметр трубы, толщину стенки, группу прочности и обозначение настоящего стандарта.
Трубы всех типов исполнения А должны изготовляться длиной 10 м с максимальным отклонением 5%.
Трубы всех типов исполнения Б должны изготовляться двух групп длин:
1 — от 5,5 до 8,5 м;
2 — от 8,5 до 10 м.
Растягивающая нагрузка
G=(π/4)(d1²-d1²)σтек,
где d1 — диаметр по впадине нарезки 1-го винта, мм;
d2 – внутренний диаметр НКТ, мм;
σтек – предел текучести (для стали марки Д σтек=380МПа), МПа.
Максимальная глубина спуска исходя из предела текучести материала труб
Lmax=G/(kзq),
где kз — коэффициент запаса прочности;
q — вес одного погонного метра НКТ в воздухе, Н/м.
Расчет на страгивающую нагрузку
Расчет на страгивающую нагрузку производим по формуле Яковлева
Pстр=(π·D·δ·σтек)/(1+(D/(2·L))+ctg(α+φ)),
где D – средний диаметр трубы в основании плоскости трубы;
δ – двойная толщина стенки по впадине первого полного витка;
α – угол между гранью нарезки и осью трубы;
φ – угол трения металла по металлу;
L – часть длины по которой происходит зацепление труб, м.
Расчет на допустимое внутренне давление
Расчет на допустимое внутренне давление производим для НКТ с условным диаметром 73 мм, толщиной стенки 5,5 мм, гладкие, группы прочности Д по формуле Барлоу
Pдоп=(2·σтек·δ)/(dусл·α)=(2·380·106·5,5·10-3)/(73·10-3·1,5)=38,2МПа,
где δ – толщина стенки НКТ;
dусл – условный диаметр НКТ;
α – коэффициент запаса прочности.
Произведем расчет при условии, что в колонне НКТ находится пластовая вода (Hнас=1533м — оптимальная глубина погружения насоса; Pу=1МПа):
Pвн=Pу+ρв·g·Hнас=1·106+1189·9,83·1533=18,9МПа
Pвн<Pдоп, 18,9МПа<38,2МПа