Материал: Технологические процессы и технические средства для глубинно-насосной эксплуатации нефтяных скважин

Микроскопическими иссле-

дованиями установлено, что излом

штанги представлен двумязонами:

очаг разрушения, характеризую-

щийся мелкозернистым строением

поверхности, и зона ускоренного

развития, имеющая большую ше-

роховатость и кристалличность

(рис. 1.43). Зона ускоренного раз-

Рис. 1.43. Строение излома штанги:

вития характеризуется пластиче-

1 – очаг разрушения; 2 – зона

ской деформацией (смятием).

ускоренного развития трещин

Из показателей, характери-

зующих

механические

свойства

материала полой штанги, пред-

ставленных в табл. 1.24, следует,

что механические свойства мате-

риала тела штанги соответствуют

свойствам материала

насосных

штангклассапрочностиС.

Фрагмент разрушившейся

полой штанги насосной пред-

ставлен на рис. 1.44.

Рис. 1.44. Общий вид разрушенного

Механические свойства ма-

фрагмента полой штанги насосной,

териала

головки

штанги

также

механически упрочненной ШНП42

соответствуют свойствам

мате-

(резьба НКТ42, ГОСТ633–80 сдвух

риала насосных

штанг

класса

сторон): 1 – фрагментразрушенной

полойштангинасосной; 2 – муфта;

прочности С.

3 – шток

Датавыхода колонны

штангнасосныхиз

Причиныразрушения полых

Примечание

строя, местоположение

зоныразрушенияиего

штангнасосных

характеристика

1

2

3

04.07.2006 г. –

Перегрузка3-йполойштанги

Расчетным путемустановлено,

3-яполаяштанга

поддействием весаколонны

что величинанапряженияσр

(ГОСТ633– 80), резьба.

полых штангсдобываемой

взонеразрушения3-йполой

Условныйдиаметр

жидкостью, силвязкого трения,

штангиравна300,8 МПа, пло-

полойштанги–

силтрениямежду соприкасаю-

щадьрабочего сечения взоне

42,0 мм; шагрезьбы

щимисяповерхностями, дина-

разрушения– 239 мм2, макси-

(р) – 2,54 мм; высота

мическихсоставляющих, воз-

мальнаянагрузкавзонеразру-

профилярезьбы

никающихприотборежидко-

шения– 7342 кГсзапериодс

h1 – 1,412;

стидвумяглубинными

23.11.06 г. по23.11.06 г. Полу-

уголнаклонарезьбы

насосами. Наработканаотказ

ченнаявеличинаσр составила

φ– 1° 47’ 24’’;

составила20736 качаний

79,4 % отпредела текучестиσт

внутреннийдиаметр

колонныполых штанг

полойтрубы(группапрочности

полойштанги

НКТ-Д).

Двн – 35,2 мм

Примечание: площадьрабочего

сечения взонеразрушения

(Sразр) вычисленапоформуле

d

=

π

[(2d

– D

+

2*

2

2*

внутр

+ 2Р· sinφ(n – 1))2 –

D2

)],

внутр

Продолжение табл. 1 . 2 5

1

2

3

гдеd2* – внутреннийдиаметррезь-

бывполоститорцаполойтрубы,

мм; n – текущийномервпадины

внаправлениисбегарезьбы. Врас-

четезонаразрушения принята на

границесполнымпрофилемрезь-

бы. Приустановлениивеличины

Sразрсужениетелаштангинеучи-

тывалось, таккакпринагружении

полойтрубы(штанги) ееудлине-

ниевграницахпрофилявпадины

равновеличине 0,0044 мм(допуск

напрофилевпадиныустановлен

0,0045 мм). Величинаприведенно-

гонапряжения взонеразрушения

штангисоставила18,5 кГс/ мм2.

Фактическаявеличина приведен-

ногонапряжения недолжнапре-

вышать6,9 кГс/мм2 (некоррозион-

наяпродукциянефтянойскважи-

ны, база– 5·10 6 циклов)

ГОСТР51161–2002

08.08.2006 г. –

Перегрузка54-йштангипод

Расчетным путемустановлено, что

54-яштанга

действием веса колонныполых

величинанапряжения взонераз-

(ГОСТ633–80),

штангсдобываемойжидко-

рушенияштангиравна199,4 МПа.

резьба

стью, силвязкоготрения, сил

Полученнаявеличинасоставила

трениямежду соприкасающи-

52,6 % предела текучестиσтполой

мисяповерхностями, динами-

трубы(группапрочностиНКТ-Д).

ческихсоставляющих, возни-

Прииспользовании полойтрубы

кающихприотборежидкости

вкачестве насоснойштангивели-

двумяглубинныминасосами.

чина напряжения врабочемсече-

Наработка наотказсоставила

нииполойтрубынедолжна пре-

103780 качаний колонны штанг

вышать10 кГс/мм2

26.02.2007 г. –

Искривлениенизаколонныпо-

174-яштанга

лыхнасосныхштангахврезуль-

(ГОСТ633–80),

татепотериееустойчивостипри

разворот

ходееевниз. Потеряустойчиво-

стинизаколоннывызвана как

механическими, такигидравли-

ческимипотерями, возникаю-

щимимежду подвижнымиуз-

ламидвухглубинных насосов,

Окончание табл. 1 . 2 5

1

2

3

установленных последовательно

вскважине. Наработка наотказ

составила713764 качаний колон-

ныштанги

07.09.2008 г. –

Перегрузка125-йштангипод

Расчетным путемустановлено,

125-яштанга

действием веса колонныполых

что величинанапряжениявзоне

(ГОСТ633–80),

штангсдобываемойжидкостью,

разрушенияштангиравна

резьба(685 мот

силвязкого трения, силтрения

~150,1 МПа. Полученнаявели-

устьяскважины).

между соприкасающимисяпо-

чинасоставила 41,62 % предела

Зонаразрушениярас-

верхностями, динамических со-

текучестиσт полойтрубы

положена нарасстоя-

ставляющих, возникающихпри

(группапрочностиНКТ-Д)

нии685 мотдневной

отборежидкостидвумяглубин-

поверхности

ныминасосами. Наработкана

отказсоставила 1 538 884 кача-

нийколонны штанг

26.06.2009 г. –

Установитьфактическуюпричи-

Расчетным путемустановлено,

94-яштанга

ну разрушения94-йштангипо

что величинанапряжениявзоне

(«Специальная»

резьбенепредставилось возмож-

разрушенияштангиравна

БТП-28.00.017),

нымввиду отсутствияданных

~75,3 МПа(площадьсечения

резьба(759 мот

окривизнестволаскважины

штангивзонеразрушения, при-

устьяскважины).

взонеееразрушения ифрагмен-

нятаяврасчете, составила

Примечание. Данная

товполойштанги, относящихся

506 мм2 придиаметрерабочего

штангабыласпущена

кместу разрушения.

каналаштанги30 мм). Величи-

вскважину

Наработка наотказсоставила

наприведенногонапряженияна

11.12.2008 г.

1149120 качанийколонныштанг

дату разрушениясоставила

9,9 кГс/мм2 длястали40Х.

29.09.2009 г. –

Установитьфактическуюпричи-

Расчетным путемустановлено,

81-яштанга

ну разрушения81-йштангипо

что величинанапряжениявзоне

(«Специальная»

резьбенепредставляетсявоз-

разрушенияштангиравна

БТП-28.00.017,

можнымввиду отсутствияфраг-

~73,42 МПа(площадьсечения

резьба)

ментовполойштанги, относя-

штангивзонеразрушения, при-

Примечание. Данная

щихсякместу разрушения

нятаяврасчете, составила

штангабыласпущена

506 мм2 придиаметрерабочего

в скважину

каналаштанги30 мм)

11.12.2008 г.