СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ СВАРКОЙ ТРЕНИЕМ

П. М. Тугунов, А. О. Борисов, С. О. Сибирякова

Аннотация


Современный этап развития нефтяной промышленности России характеризуется переходом месторождений на позднюю стадию разработки, снижением темпов добычи нефти и увеличением доли малодебитных скважин, основным способом эксплуатации которых традиционно считается установка скважинного штангового насоса (УСШН). Одним из элементов УСШН, приводящим к частым отказам, являются насосные штанги. Наибольшее распространение получили кованые штанги, в которых головка формируется высокотемпературной высадкой. Недостатком данного способа является частое нарушение соосности в процессе высадки головки на тело штанги, что при работе штанговой колонны вызывает дополнительные колебания, приводящие к высоким изгибающим циклическим нагрузкам в галтельной части и, как следствие, поломке и обрыву штанг. Кроме того, в процессе высадки головки, сопровождаемой высокотемпературными воздействиями, изменяется микростуктура металла, и граница раздела структур, как правило - галтель, часто является местом обрыва из-за возникающего концентратора напряжений. Задачей, рассматриваемой в статье, является совершенствование технологии изготовления штанг за счет исключения несоосности элементов, соединяемых сваркой трением, и повышения надежности сварного соединения путем увеличения площади свариваемых поверхностей. Поставленную задачу предлагается решать тем, что способ изготовления насосных штанг, включающий прокатку прутка, его механическую обработку, обработку на правильно-полировальной машине, изготовление отдельно резьбовой головки с накатанной на ней резьбой и соединение ее с телом штанги посредством сварки трением, подразумевает, что резьбовую головку и торец тела штанги выполняют конусообразной формы; выступающий усеченный конусообразный торец тела штанги вставляют в конусообразную выемку резьбовой головки, при этом длина усеченного конусообразного торца тела штанги должна быть меньше длины конусообразной выемки резьбовой головки. В данной статье рассматривается способ соединения тела штанги и головки штанги сваркой трением, что позволяет избежать процесса высадки головки. Тем самым обеспечивается соосность насосной штанги, которой невозможно было достичь способом высадки головки, что позволяет минимизировать колебания в колонне и увеличить межремонтный период работы насосного оборудования. Кроме того, упрощается процесс их изготовления, который приводит к снижению себестоимости штанг.

Ключевые слова


сварка трением;штанговая колонна;конусообразная головка;тело штанги;внутренние напряжения;

Полный текст:

PDF

Литература


Patent 3486557 USA. Sucker-Rod / R.W. Harrison. 1969.

Patent 4796799 USA. Method for Making Sucker Rods / A.T.O. Rasi-Zade, N.G.O. Kurbanov, P.M. Sutovsky, T.M.O. Shikhlinsky, Kh.T. Kakhramanov, A.M. Rabinovich, I.K.O. Karaev, V.I. Timofeev, O.I.O. Ibragimov. 1987.

Копей Б.В., Федорович Я.Т. Устранение технологических и эксплуатационных дефектов насосных штанг с одновременным их упрочнением. М.: ВНИИОЭНГ, 1987. 38 с.

ГОСТ 13877-80. Штанги насосные и муфты к ним. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1993. 33 с.

Пат. 2748194 РФ, МПК B 23 P 15/00. Способ изготовления насосных штанг / А.М. Файрушин, А.О. Борисов. 2020132786, Заявлено 05.10.2020; Опубл. 20.05.2021. Бюл. 14.

Вилль В.И. Сварка металлов трением. Л.: Машиностроение, 1970. 175 с.

Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Шнейдерович Р.М. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1993. 639 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2021-4-115-120

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 П. М. Тугунов, А. О. Борисов, С. О. Сибирякова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.