Исследование напряженно-деформированного состояния муфты безрезьбового соединения насосных штанг, подвергнутой предварительному упрочнению

Страницы работы

1 страница (Word-файл)

Содержание работы

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МУФТЫ БЕЗРЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ, ПОДВЕРГНУТОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОМУ УПРОЧНЕНИЮ

Т.А. Бабурина, В.В. Королева ФПММ гр. КМ-99

Научный руководитель: к.т.н., доцент каф. ВМиМ ПГТУ И.Н. Бояршинова

В нашей стране самым распространенным методом добычи нефти является штанговый насосный способ, он охватывает более 60% скважин общего действующего фонда. Насосные штанги, соединенные в штанговую колонну, передают возвратно-поступательное движение от точки подвеса штанг поверхностного привода к плунжеру насоса, что обеспечивает подъем нефти из скважин на поверхность.

Механизм соединения насосных штанг представляет собой замок двух стандартных штанг ШН22, зафиксированный муфтой. Одной из причин преждевременного выхода механизма из строя является разрушение муфт.

В дипломной работе исследуется напряженно-деформированное состояние муфты, подвергнутой предварительному упрочнению.  

Для повышения прочностных характеристик, использовался метод автофретирования, при котором муфту нагружают внутренним давлением, в следствие чего, во внутренних слоях металла возникают пластические деформации. После разгрузки в ней остаются остаточные напряжения, которые компенсируют напряжения от внешней нагрузки при работе. Для расчета давления афтофретирования использовалась  инженерная методика.

Математическая задача формулируется как трехмерная упруго-пластическая.

В целях сокращения времени и затрат для расчета остаточных напряжений использовались численные методы решения задач механики сплошной среды, реализованных в современных системах инженерного анализа (САЕ). В данном случае применяется конечно-элементный пакет ANSYS. В качестве типа элемента был выбран 20-узловой SOLID95.

Для оценки результатов поведения упрочненной муфты в конструкции был проведен сравнительный анализ соединения с муфтой, подвергнутой автофретированию, и муфтой без упрочнения. Было получено, что после упрочнения в муфте снижаются максимальные напряжения. Это позволяет увеличить срок службы конструкции.

По результатам работы получены значения давления автофретирования, которое можно рекомендовать для упрочнения муфт насосных штанг.

Похожие материалы

Информация о работе