 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Расчет прочности колонны штанг
Для определения напряжений, возникающих в штангах, необходимо найти наибольшие нагрузки за цикл хода вверх и вниз. При динамическом или переходном режиме работы эти нагрузки определяются по формулам:
(1)
где: Рж - вес столба жидкости высотой hд с учетом буферного давления с площадью, равной Fпл;
Р'ж = (Fпл - fшт) ·ρж·g·L - вес столба жидкости в кольцевом пространстве;
Fпл, fшт - площадь поперечного сечения плунжера и штанг соответственно; L - глубина спуска насоса;
Ршт - вес колонны штанг в воздухе;
Р'шт - вес колонны штанг в жидкости.
(2)
Здесь SА - длина хода точки подвеса штанг;
Ршт - вес колонны штанг в воздухе;
Р'шт - вес колонны штанг в жидкости;
α1, α2, а1, а2 - кинематические коэффициенты А. С. Вирновского.
Затем находят наибольшее напряжение цикла (σmax), амплитуду напряжений цикла (σа) и приведенное напряжение σпр = (σmахσа)0,5 .
При статическом режиме работы установки применяют упрощенные формулы. При их выводе радиальными и окружными напряжениями в штангах, пренебрегают:
(3)
где: а0 - опытный коэффициент, имеющий размерность удельного веса и учитывающий плотность жидкости, силы трения и другие факторы, не поддающиеся аналитическому расчету. Его принимают равным 11500 Н/м3; х - расстояние от рассчитываемого сечения штанг до плунжера;
D - диаметр плунжера;
dш - диаметр штанг;
ΔР - перепад давления над плунжером;
ρж - плотность жидкости; ω = π·n / 30 - угловая скорость вращения кривошипа;
mср - средний кинематический показатель совершенства СК,
Кинематический показатель при ходе вверх (mхв) или вниз (mхн) равен отношению максимального ускорения точки подвеса штанг к его значению при гармоничном движений этой точки, т. е. по элементарной теории
,
где: β10 - уголь между балансиром и шатуном при крайнем верхнем положении заднего плеча балансира;
r- радиус кривошипа;
Lш - длина шатуна.
По формуле А. С. Аливердизаде
(4)
где: k - заднее плечо балансира. Среднее напряжение в штангах
, (5)
где: ρш - плотность материала штанг.
Зависимость для среднего напряжения цикла, окружное и радиальное напряжения в штангах, динамические силы, обусловленные движением жидкости, были уточнены. Последние учитывают коэффициентом а'0, равным 1.15. В результате зависимость принимает следующий вид:
для одноступенчатой колонны
; (6)
для ступенчатой колонны штанг можно получить
(7)
, (8)
где: ΣРшi - вес i-той секции колонны штанг с учетом ниже расположенных секций,
fxi - площадь поперечного сечения i-той секции штанг.
При применении ступенчатой колонны штанг длины ступеней подбирают так, чтобы наибольшие значения σпр для верхних секций ступеней были одинаковы, т. е. 
Таблица 4.1 Технические характеристики механических приводов СШНУ
| Тип станка-качалки | Наиболь-шая нагрузка в точке подвеса штанг, кН | Длина хода полирова-нного штока, м. | Число кача-ний балан-сира в мин. | Макс. крутя-щий момент кН* м | Длина перед. плеча балан- сира, мм | Длина задне-го плеча балан-сира, мм | Длина шатуна, мм | Радиус криво-шипа, мм | |
| СКД3-1.5-710 | 0.75; 0.9; 1.1; 1.3; 1.5 | 5-15 | 7.1 | ||||||
| СКД4-2.1-1400 | 0.7; 1.0; 1.3; 1.6 2.1 | 5-14 | 14.0 | ||||||
| СКД6-2.5-2800 | 0.9; 1.2; 1.6; 2.5; | 5-14 | 28.0 | ||||||
| СКД8-3-4000 | 1.2; 1.6; 2.0; 2.5; 3.0; | 5-12 | 40.0 | ||||||
| СКД10-3.5-5600 | 1.6; 2.0; 2.4; 2.8; 3.5; | 5-12 | 56.0 | ||||||
| СКД12-3-5600 | 1.2; 1.6; 2.0; 2.5; 3.0 | 5-12 | 56.0 | ||||||
| 2СК2-0.6-250 | 0.3;0.45;0.6 | 5-15 | 2.5 | ||||||
| 3СК3-0.75-400 | 0.3;0.52;0.75 | 5-15 | |||||||
| 4СК3-1.2-700 | 0.45;0.6;0.75; 1.05;0.9;1.2 | 5-15 | |||||||
| 6СК4-3-2500 | 1.29; 1.7;2.15; 2.6;3.0 | 6-15 | |||||||
| 5СК6-1.5-1600 | 0.6; 0.9; 1.2;1.5 | 5-15 | |||||||
| 6СК6-2.1-2500 | 0.9; 1.2;1.5; 1.8; 2.1 | 6-15 | |||||||
| 7СК8-3.5-4000 | 1.675; 2.1; 2.5; 3.0; 3.5; | 5-12 | |||||||
| 7СК12-2.5-4000 | 1.2;1.5; 1.8; 2.1; 2.5; | 5-12 | |||||||
| 8СК12-3.5-8000 | 2.1;2.3;2.6; 2.9; 3.2; 3.5 | 5-10 | |||||||
| 9СК20-4.2-12000 | 2.5; 2.8; 3.15; 3.5; 3.85; 4.2; | 5-10 | |||||||
| 1СК1-0.6-100 | 0.4; 0.5; 0.6; | 5-15 | |||||||
| 2СК1.25-0.9-250 | 12.5 | 0.44; 0.66; 0.9 | 5-15 | 2.5 | |||||
| 3СК2-1.05-400 | 0.42; 0.75; 1.05 | 5-15 | |||||||
| 4СК2-1.8-700 | 0.675; 0.9; 1.12 1.350; 1.575; 1.8 | 5-15 | |||||||
| 5СК4-2.1-1600 | 0.84; 1.26; 1.68; 2.1 | 5-15 | |||||||
| 7СК12-2.5-6000 | 1.2; 1.5; 1.8; 2.1; 2.5 | 5-12 | |||||||
| 7СК8-3.5-6000 | 1.675; 2.1; 2.5; 3.0; 3.5; | 5-12 | |||||||
| СК3-1.2-630 | 0.6; 0.75; 0.9; 1.05; 1.2; | 5-15 | 6.3 | ||||||
| СК5-3-2500 | 1.3; 1.8; 2.1; 2.5; 3.0; | 5-15 | |||||||
| СК6-2.1-2500 | 0.9; 1.2; 1.5; 1.8; 2.1; | 5-14 | |||||||
| СК8-3.5-4000 | 1.8; 2.1; 2.5; 3.0; 3.5; | 5-12 | |||||||
| СК8-3.5-5600 | 1.8; 2.1; 2.5; 3.0; 3.5; | 5-12 | |||||||
| СК10-3-5600 | 1.5; 1.8; 2.1; 2.5; 3.0; | 5-12 | |||||||
| СК12-2.5-4000 | 1.2; 1.5; 1.8; 2.1; 2.5; | 5-12 |
Поиск по сайту: