Для технологии одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов часто применяют полые насосные штанги, которые обеспечивают создание второго изолированного канала. Расчет и подбор таких штанг представляет значительные трудности из-за сложной конструкции, наличия участков с концентраторами напряжений и воздействием пластового флюида как на наружную, так и на внутреннюю поверхность этих штанг. Представлены результаты компьютерного исследования напряжений, возникающих в теле головки серийно выпускаемых полых штанг при их соединении с помощью резьбы. Проанализированы разные конструкции полых насосных штанг, разработанных несколькими российскими фирмами. С помощью математической модели определены напряжения, возникающие в головках полых штанг разной конструкции при их свинчивании. Показано, что максимальные напряжения в головке штанг, выполненной в виде четырехугольника, доходят до 450 МПа, а в головке штанг, выполненной в виде шестиугольника, величина максимальных напряжений достигает только 307 МПа. На основании компьютерной модели нагружения представлена возможность оптимизации конструкции головки полой насосной штанги, обеспечивающей существенное снижение напряжений в процессе свинчивания - до 280 МПа, то есть снижение напряжений при свинчивании штанг составит 7%. Если же оставить уровень максимальных напряжений в 307 МПа, то переход на десятигранную головку позволит увеличить момент свинчивания на 60 Н·м, что повысит уровень герметичности соединения и создаст в соединении остаточные сжимающие напряжения. Проанализированы возможные негативные моменты, связанные с уменьшением длины контакта специальных десятигранных ключей с головкой полой насосной штанги при переходе к новой конструкции места под ключ в виде десятигранника. Контактные напряжения в месте контакта ключ - головка штанги даже без увеличения ширины губок ключа останутся на уровне существующих напряжений при использовании шестигранной головки.
展开▼
