4.19. 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, приводящий 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 плунжере 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 скважинного насоса и его изменения.
4.20. Эксплуатация, транспортировка и хранение штанг
Работоспособность насосных штанг в большей степени зависит от соблюдения правил их эксплуатации, транспортировки и хранения. Для максимального увеличения срока службы штанг и межремонтного периода необходимо соблюдать ниже приведенные правила.
-
Нельзя допускать составления колонны или отдельных ее ступеней из штанг, изготовленных из разных марок сталей. На случай обрыва следует иметь на мостах 3...4 запасные штанги с надетыми на резьбу предохранительными колпачками.
2.Надежная работа резьбовых соединений обеспечивается правильным свинчиванием штанг. Исправное резьбовое соединение должно свободно свинчиваться «от руки» до соприкосновения торца муфты с буртом штанги. При свинчивании должны соблюдаться следующие оптимальные соотношения диаметра штанг и крутящего момента: 16 мм - 300 Нм, 19 мм - 470 Нм, 22 мм -700 Нм, 25 мм - 1070 Нм.
При разборке колонны запрещается обстукивание муфты ключом. С трудом развинчиваемое соединение необходимо разбирать, используя ключ с рукояткой длиной 1 м. Штанги и муфты с поврежденными торцами и не дающие плотного стыка следует отбраковывать.
-
При спуске или подъеме колонны штанг необходимо следить за правильностью зарядки элеватора. В противном случае возможен изгиб штанги. Изогнутые штанги выпрямлять нельзя, их отбраковывают. Лучший способ хранения штанг при подземном ремонте - подвешивание на люстре.
-
Наиболее часто встречающаяся причина изгиба штанг - неправильное их хранение и транспортировка. Штанги поставляются в пакетах с плотно навинченными на один конец муфтами. Для предохранения резьбы от повреждения на концы штанг навинчиваются предохранительные колпачки, а муфты закрываются деревянными пробками. При погрузке и выгрузке пакетов со штангами необходимо использовать автокран со специальной траверсой, имеющей не менее трех подвесок. Подъем более одного пакета не разрешается.
5. Хранить штанги необходимо в пакетах, уложенных на стеллажах.
6. При транспортировке штанг нельзя допускать их провисания, для чего используют специальные приспособления. Не допускается совместная перевозка штанг и других предметов. Штанги перевозятся на специальных агрегатах АПШ, смонтированных на базе ЗИЛ-531В. Эти агрегаты обеспечивают механизированную погрузку и разгрузку насосных штанг.