Page 220 - 4655

5.6.1 Умови експлуатації штанг

Колона насосних штанг експлуатується в складних умовах.
В процесі експлуатації насосні штанги зазнають сумісної дії на-
вантаження і корозійного середовища, що сприяє ранньому ви-
никненню та інтенсивному розвитку корозійно-втомних тріщин.
Спектр діючих на колону штанг навантажень дуже різноманіт-
ний. Він включає як статичні, так і динамічні, ударні, вібраційні,
інерційні та інші навантаження. Ці навантаження діють на коло-
ну насосних штанг на протязі робочого циклу з різною інтенсив-
ністю залежно від параметрів роботи штангової свердловинної
насосної установки. Кількісна оцінка кожного виду навантажен-
ня утруднена і тому вони враховуються інтегрально. На колону
діють циклічні навантаження від власної ваги штанг, ваги рідини
в колоні НКТ, протитиску на усті свердловини. Ці навантажен-
ня, як правило, у верхній частині колони мають пульсуючий ха-
рактер, а в нижній – знакозмінний.
Основна складова динамічних навантажень – інерційні, які
вираховуються як добуток маси на прискорення. До динамічних
навантажень відносяться також навантаження, які обумовлені
вібрацією штанг в результаті прикладання змінних зусиль від
маси штанг і рідини. Динаміка і діапазон зміни швидкості руху
маси рідини: по-перше рідина рухається тільки вверх; по-друге,
при переміщенні головки балансира вверх перш за все дефор-
муються штанги, що зменшує прискорення руху рідини. Тому
інерційні навантаження від дії одного фактора незначні. Ваго-
мими є інерційні навантаження від маси штанг, швидкість яких
змінюється як за величиною так і за напрямком.
Слід звернути увагу на виникнення додаткових наванта-
жень, які пов’язані зі специфічними умовами експлуатації
штангових колон. В результаті викривлення ствола свердло-
вини проходить тертя штанг і труб, відкладення солей, пара-
фіну та смоляних речовин збільшує масу штанг, а за рахунок
тертя в’язкої рідини з поверхнею штанг, при їх переміщенні,
виникають сили гідродинамічного тертя. Маса колони штанг
при інтенсивному відкладанні на їх поверхні парафіну та смо-
ляних речовин зростає до 600 кг, а сили в’язкого гідродинамі-
чного тертя для штангових колон діаметром 22 мм в свердло-
винах обводненістю до 65 % досягають 15 кН. Згідно з експе-
риментальними даними, при збільшенні коефіцієнта незрівно-

219