3.4. Страгивающая нагрузка в нкт и её определение

Насосно-компрессорные трубы в фонтанных скважинах в зависимости от схемы подъемника подвергаются или растягивающей, или сжимающей нагрузкам. При подвеске колонны труб в трубной головке фонтанной арматуры и при незафиксированном низе труб колонна работает на растяжение и максимальное напряжение возникает в верхнем сечении колонны.

Прочность колонны равнопрочных НКТ проверяется определением напряжений от растягивающей силы в сечении по телу трубы и сравнении полученной величины напряжения с допустимыми. При использовании не равнопрочных труб прочность колонны проверяется по опасному резьбовому соединению, т.е. по нагрузке, которая вызывает страгивание резьбового соединения. Под страгиванием понимают начало разъединения резьбы трубы и муфты, когда при осевой нагрузке напряжение в трубе достигает предела текучести материала, затем труба несколько сжимается, муфта расширяется и резьбовая часть трубы выходит из муфты со смятыми и срезанными верхушками витков резьбы, но без разрыва трубы в её поперечном сечении и без среза резьбы у её основания. Выражение для определения страгивающей нагрузки было получено Ф.И. Яковлевым П.П. Шумиловым:

(19)

где - средний диаметр тела трубы под резьбой в её основной плоскости, мм;

- толщина тела трубы под резьбой, мм;

- предел текучести для материала труб, МПа;

- угол профиля резьбы, град;

- угол трения материала трубы и муфты, град;

- рабочая длина резьбы, мм;

η – коэффициент, учитывающий разницу в жесткостях тела трубы и её резьбовой части;

(20)

Примеры условного обозначения насосно-компрессорных труб:

60х5-ТУК-Е – условный диаметр 60 мм; толщина стенки 5 мм; гладкая с

термоупрочненными концами; из стали группы прочности Е.

НКБ-73х5,5-Л –безмуфтовая с высаженными наружу концами; условный

диаметр 13 мм; толщина станки 5,5 мм; из стали групп прочности Л.

3.5 Футерованные насосно-компрессорные трубы

В последние годы для целей борьбы с парафином и коррозией широко применяются НКТ, внутренняя поверхность которых футеруется различными материалами. Получили распространение НКТ, футерованные эпоксидными смолами, стеклом и эмалью. Кроме того, они снижают на 20-30% гидравлические сопротивления потока.

Рассмотрим кратко технологию образования футерующего слоя на поверхности НКТ и его влияния на свойства НКТ.

3.5.1 Покрытия из эпоксидных смол

Последовательность операций при образовании покрытия следующая: а) очистка внутренней поверхности НКТ с помощью опескоструивания; б) обезжиривание; в) нагрев до 45-80 ; г) заливка компаунда; д) полимеризация слоя.

Очистка и обезжиривание поверхности создает условия для лучшей адгезии смолы с поверхностью металла.

Предварительный нагрев труб перед заливкой обеспечивает лучшую текучесть компаунда.

Заливка компаунда производится при одновременном вращении труб с частотой 10 об/мин, а полимеризация производится в печи при Т=380-390 при вращении труб с частотой 300 об/мин в течении 20-40 мин. Вращение обеспечивает равномерное растекание слоя по внутренней поверхности трубы.

После извлечения из печи НКТ полимеризуются в течении 4-5 суток при температуре 280-295 К.

Эпоксидный компаунд – смесь 100 весовых частей смолы ЗД-6, 10- 15 весовых частей пластификатора (ДБФ), 10-15 весовых частей отвердителя (ПЭПА).

Покрытие не изменяет механических свойств металла труб, не боится механических деформаций. Для получения покрытия не требуется сооружения громадных установок: оно может быть получено в условиях УДНГ.