ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ ДВООПОРНИХ РІЗЬБОВИХ З’ЄДНАНЬ ПУСТОТІЛИХ НАСОСНИХ ШТАНГ

Анотація

Частими відмовами стандартних різьбових з’єднань пустотілих насосних штанг є їх втомні поломки, самовідґвинчування та втрата герметичності. В основному, це спричинено такими недоліками конструкції, як нерівномірний розподіл навантаження по витках різьби, недостатня площа опори, концентрація напружень у зарізьбовій канавці, низький опір навантаженням згину і кручення. За допомогою ітеративного проектування, яке базується на параметричному геометричному моделюванні та методі скінченних елементів, обґрунтовано доцільність застосування двоопорних різьбових з’єднань для пустотілих насосних штанг та удосконалено їх конструкцію. Удосконалене з’єднання має два опорних торця, модифіковані зарізьбові канавки з еліптичним профілем, корекцію першого витка різьби ніпеля та оптимальні величини натягів. Завдяки цьому з'єднання володіє більшою герметичністю, міцністю під час згину, кручення та стиску, вищим опором до самовідґвинчування, більш рівномірним розподілом навантаження на витки та більшою втомною міцністю у порівнянні зі стандартним. Збільшено значення коефіцієнта запасу втомної міцності в зоні першого витка ніпеля на 13..14 одиниць, в зоні останнього витка муфти на 2,6...4, в зоні зарізьбової канавки ніпеля на 0...0,4. Застосування пружного елемента на додатковій опорі дозволило збільшити допуск натягу на ній до 0,2 мм, що робить непотрібним контроль натягу перед зґвинчуванням. Навіть після пошкодження пружної частини та втрати натягу на додатковій опорі з'єднання буде міцнішим за стандартне. У разі ремонту штанг удосконалені ніпелі можна легко впровадити шляхом приварювання їх до тіла штанги. Існує також можливість впровадження двоопорних циліндричних з’єднань без значної модифікації стандартного ніпеля.