Введение 4
1 Назначение и конструкция насосных штанг 6
2 Причины отказов насосного оборудования при эксплуатации нефтедобывающих скважин 8
2.1 Анализ причин преждевременного разрушения насосных штанг отечественного производства 10
3 Роль усталостных процессов в материале насосных штанг 16
4 Выбор перспективных конструкционных материалов для
арктических условий 25
4.1 Эксплуатационные условия Основные требования к материалу
насосной штанги 25
4.2 Используемые материалы 27
5 Разработка конструкции штанги с учетом выбранного материала... 33
6 Разработка термической обработки штанги 35
7 Экономический анализ предлагаемого решения 36
Заключение 40
Список использованных источников 41
Приложение А 45-46
Приложение Б 47
«Нефть» в современном мировом лексиконе стала синонимом общепринятого словосочетания «черное золото». И объясняется этот факт не только тем, что сегодня нефть, наряду с природным газом, является основным и практически без-альтернативным источником энергии, но и тем, что ее запасы невосполнимы. Ни одна из сырьевых отраслей не вызывает столько волнений и не приносит столько прибыли, как нефть. Умение использовать этот ключевой продукт и его запасы, держать в руках ниточки бизнеса в этих направлениях, определяет путь к экономическому процветанию и выбору политической и экономической стратегии государства. Существует множество различных месторождений, но одним из главных, как в России,так и за рубежом, является крайний север. Крайний Север - это территория, превышающая по площади несколько европейских государств. Ему характерны экстремальные климатические условия, четверть всех валютных поступлений в государственный бюджет России исходит из этого региона. Здесь ежегодно добывается 20 % мировой и 90 % - российской нефти [1].
Говоря о нефти, мы всегда представляем себе метровые факела и, конечно же «насосы качалки». В мире нефть добывают различными способами, самым распространенным является добыча нефти с помощью глубинного плунжерного насоса. Штанговые глубинные насосы обладают рядом достоинств: простотой конструкции, возможностью откачки жидкости из нефтяных скважин, когда другие способы эксплуатации неприемлемы или экономически невыгодны, механизацией процесса откачки, простотой регулирования отбора жидкости и обслуживания установки. Если разбирать станок-качалку по деталям, то главной и ответственной деталью будет штанга глубинного плунжерного насоса. Насосные штанги представляют собой стержень круглого поперечного сечения с высаженными концами, на которых располагается участок квадратного сечения и резьба. Резьба служит для соединения штанг с муфтами, а участок квадратного сечения используется для захвата штанги ключом при свинчивании и развинчивании резьбового соединения. Насосные штанги предназначены для передачи возвратно¬поступательного движения плунжеру насоса. На сегодняшний день для изготовления штанг глубинного плунжерного насоса используют стали: 40, 20Н2М, 15Х2НМФ. Штанги, изготовленные из этих материалов, используются для добычи нефти и соответствуют классу прочности Д (табл. 5.1.)
В данной работе был проведен анализ разрушения насосных штанг глубинного плунжерного насоса. Полученные данные были необходимы для выбора перспективной стали для изготовления штанги плунжерного насоса в арктических условия эксплуатации. Подробно изучены стали 20Н2М, 15Х2НМФ и Н18К9М5Т.
В ходе сравнения эксплуатационных, технологических свойств и экономических показателей было выявлено, что наиболее подходящей к арктическим условиям эксплуатации является штанга, изготовленная из стали Н18К9М5Т.
