Дослідження напружено-деформованого стану елементів свердловинного струминного насоса

Анотація

Напружено-деформований стан свердловинних струминних насосів визначається їх призначенням та умовами використання. Основні схеми використання ежекційних систем у свердловині представлені конструкціями струминних насосів,  призначених для буріння, ліквідації аварій в процесі буріння та експлуатації свердловин. За характером впливу умов експлуатації на механічні характеристики складові ежекційної системи згруповані за елементами, що піддаються зношуванню внаслідок гідроабразивної  дії робочого середовища, та корпусні деталі, які сприймають зусилля від осьового навантаження, тиску та тертя. Умови експлуатації свердловинних струминних насосів ускладнюються особливостями його робочого процесу, які полягають у підвищеній імовірності його роботи в кавітаційному режимі. В процесі аналізу умов експлуатації свердловинних наддолотних ежекційних систем встановлено, що кільцеві напруження в процесі буріння залишаються незмінними, а напруження стиснення та дотичні відзначаються асиметричним характером. Незмінні напруження від дії тиску робочої рідини і осьового навантаження та змінні асиметричні напруження характерні для корпусних елементів струминного насоса, який реалізує процес очищення вибою. Під час ліквідації прихоплень бурильної колони незмінні напруження від дії тиску та розтягу на окремих етапах використання струминного насоса трансформуються у асиметричні згасаючі змінні напруження. Корпусні елементи пакерних нафтовидобувних струминних насосів відзначаються дією постійних напружень стиснення, а двотрубні нафтовидобувні системи – постійними напруженнями розтягу. Кільцеві напруження в корпусі свердловинної ежекційної системи та густина промивального розчину, глибина свердловини, витрата робочого потоку і радіус стінки струминного насоса пов’язані прямопропорційною залежністю. Збільшення діаметра робочої насадки та колони підйомних труб викликає зниження величини кільцевих напружень. Величина осьових напружень та радіус і товщина стінки корпуса пов’язані оберненопропорційною залежністю.