Уақыт бойынша өзгеретін жүктемелерде жұмыс істейтін тісті берілістерді эквивалентті кернеулер әдісімен есептеу

 

Эквивалентті кернеулер әдісі, циклограмманың әрбір і -ші сатысына (жүктеу сатысы) сәйкес келетін, есептік кернеулерді σ_Ні анықтауда базаланады.

Түйісу төзімділігіне есептеу.

Эквивалентті кернеулерді σ_НЕ анықтағанда, келесідей екі шартты қанағаттандыратын, есептік кернеулерді σ_Ні ескеру қажет,:

– есептік ресурстағы әрекет циклдерінің саны

N_Ci > 0,03 N_{H lim} және σ_Hi ≥ σ_HG , (12.42)

мұндағы σ_HG = α_HG σ_{H lim} – зақымдау кернеуі.

Көп жағдайда α_HG = 0,75.

Эквивалентті кернеуді келесі формула бойынша анықтайды

≤ (12.43)

мұндағы σ_H1 – жүктеудің бірінші сатысына сәйкес келетін есептік кернеу, есептеулерде қабылданады;

(12.44)

Егер барлық есептік кернеулер σ_Hi шаршау шегінен үлкен болса, онда

(12.45)

Егер барлық σ_Hi ≤ σ_{H lim} , онда

, (12.46)

мұндағы N_HE – түйісу төзімділігіне есептеуде қабылданған циклограмманың барлық сатылары циклдерінің жиынтық саны;

σ_Hi – циклограмманың і-ші сатысына сәйкес келетін есептік кернеу;

N_Ci – і-ші сатысына сәйкес келетін кернеу циклі өзгерісінің саны.

12.2.3. Шығыр жетегі планетарлық редукторының орталық доңғалағының ресурсын эквивалентті түйісу кернеулері әдісімен есептеу әдістемесі

 

Бұрғылау шығырының жетегіндегі планетарлы редуктордың орталық планеталық доңғалағыныңресурсынанықтау үшін (12.6-сурет), түйісу кернеулерін есептеу кезінде (12.44), эквивалентті жүктеме коэффициентін мына түрде өрнектейміз:

, (12.47)

мұнда түбір астындағы квадрат жақшада, бір ұңғыманы бұрғылау кезінде, түйісу кернеулерінің барлық циклдері ескеріледі, ал Z_HC – төзімділіктің қабылданған қор коэффициентіндегі беріліс істен шықанына дейінгі бұрғыланған ұңғымалар саны. (12.43) формулаға K_{HE (n)} мәнін қойсақ,

, ( 12.48)

Бұдан түйісу төзімділігіне есептеу планетарлық берілістің тісті доңғалағының шыдам мерзімі мына өрнектен табылады:

, ұңғыма, (12.49)

бұл жерде σ_{Hi (n)}, σ_{H lim}, σ_H1 және σ_HP – сәйкесінше, жүктелудің п -ші деңгейінде түйісу төзімділігін есептеудегі есептік кернеу, түйісу төзімділігінің шегі, орталық доңғалаққа әсер етуші максималь есептік кернеу, материалдың қауіпті түйісу шаршауын тудырмайтын рауалы түйісу кернеуі МПа-мен алынған.

N_H∑, N_{Ci (n)} – түйісу төзімділігіне есептеуде(N_H∑= ∑ N_Ci(n)) қабылданған, циклограмманың барлық сатыларындағы (тісті жұптың қызмет мерзімі ішінде барлық ұңғымаларды бұрғылаудағы) циклдердің жинақтық саны және жүктемелеудің әрбір сатысындағы кернеулер циклдерінің (тістердің кіру санының) есептік саны.

Көтеру білігі

	12.6-сурет. Гидроқозғалтқыштық бұрғылау шығыры жетегінің кинематикалық сұлбасы: 1–гидроқозғалт-қыштан тегершік; 2- жинақтау доңғалағы; а-планетарлық ендірменің орталық күн доңғалағы; g – сателлит; b – ішкі іліністі сыртқы доңғалақ

Көтеру агрегатының тісті берілістеріне тән жұмыс жағдайы былай беріледі.

Жүктемелеу деңгейінің саны n_max максималь ұзындықтағы бұрғылау тізбегінің (L_мах) бұрғылау құбырлары свечаларының санына тең.

, (12.50)

мұнда l_св – свеча ұзындығы.

Әр деңгейдегі, яғни n -свечадан тұратын бұрғылау тізбегін көтеру мен түсірудегі, орталық доңғалақтағы күшсалмақ (айналдырушы момент):

, Н·м, (12.51)

мұнда T_{H 1 (n)} , M_c(n) – орталық доңғалақтағы айналдыру моменті;

Q_c(n) –бұрғылау ерітіндісінің итеру күші мен бұрғылау тізбегі мен ұңғыма қабырғалары арасындағы үйкеліс күші ескерілген, тәл блогі мен бұрғылау тізбегінің салмақ күші.

, (12.52)

мұнда G_cвi – i -ші бұрғылау интервалындағы бұрғылау құбыры свечаларының салмағы;

P_i – i -ші бұрғылау интервалындағы бұрғылау тізбегінің төмегі бөлігінің компоновкалаудың артық салмағы, кН;

ρ_жi – i -ші бұрғылау интервалындағы жуу сұйықтығының тығыздығы, кг/м³;

f – түсіру-көтеру операцияларында бұрғылау тізбегі мен ұңғыма қабырғасы арасындағы үйкеліс коэффициенті, «+» - көтеруде, «-» - түсіруде;

ρ_тр – бұрғылау құбыры материалының тығыздығы, кг/м³;

G_TC – тәл жүйесінің жылжымалы элементтерінің салмағы, кН;

u_т.с – тәл жүйесінің (полиспастың) беріліс саны;

u_п –планетарлық ендірменің беріліс санының;

η_т.с(п) – n свечадан тұратын бұрғылау тізбегін көтері кезіндегі тәл жүйесінің ПӘК-і;

η_па – шығыр барабаны мен планеталық ендірменің ПӘК-і;

R_p –арқанның барабандарға оралуының есептік радиусы, м.

Бөлу цилиндрдегі әрбір n -ші жүктемелеу деңгейіндегі шеңберлік күш:

, Н, (12.53)

К_П= 1 кезіндегі n -ші жүктемелеу деңгейіндегі түйісу кернеуі:

, МПа, (12.54)

мұнда n_w – планетарлық ендірмедегі сателлиттер саны.

Есептік түйісу кернеуін мына формуламен анықтайды:

, МПа, (12.55)

мұнда К_Н(п) – жүктемелеудің әрбір n -деңгейінде есептелетін күшсалмақ коэффициенті, төменде берілген формула бойынша есептеледі:

(12.56)

Жүктемелеудің әрбір сатысындағы кернеу циклдерінің есептік саны мына формуламен анықталады.

, (12.57)

мұнда ε= 1.01 – 1.02 түсіру-көтеру операцияларындағы свечаларды асқын көтеру коэффиценті;

S_(n) – n свечадан тұратын бұрғылау тізбегін көтеру (түсіру) саны (яғни, әрбір n -ші жүктемелеу деңгейінде).

, (12.58)

мұнда h_cp – ұңғыманы бұрғылауда қашауға орташа өту, м;

m_c – ұңғыманы өткізудің қисықтық дәрежесінің көрсеткіші.

Сонымен, планетарлық ендірменің орталық күн доңғалағының ресурсын табу үшін, (12.52) формуласынан ұңғыдағы бұрғылаудың бір цикіліндегі екі күшсалмақ массивін Q_c(n) табу қажет (бір массив – бұрғылау тізбегін көтеру, ал екіншісі – түсіру кезінде. (12.51) формуласынмен айналдыру моменттерінің екі массивін және (12.53) формуламен шеңберлік күштің екі массивін табу қажет. (12.54), (12.55) және (12.56) формулалары бойынша есептік түйісу кернеулерінің екі массивін табу қажет. (12.57) және (12.58) формулалары бойынша әрбір жүктемелеу сатысындағы кернеу циклдерінің есептік сандары массивін анықтайды, содан кейін алынған мәндерді (12.49) формуласына қойып, доңғалақтың бракталу белгілері пайда болғанға дейінгі бұрғыланған ұңғымалар санымен көрсетілген, орталық доңғалақтың ресурсын алады.

Айттып кету керек, бұл есептеу мәліметтерінде ұңғыманы бұрғылау циклінде шегендеу тізбегін түсіру кезіндегі доңғалақтың жұмыс режимі көрсетілмеген. Шегендеу тізбегін түсіру кезіндегі жүктемелеу режимін есепке алу үшін әрбір шегендеу тізбегін түсіру кезіндегі күшсалмақтар, шеңберлік күштер массивтерін және есептік кернеулер массивін қалыптастыру және де соларға сәйкес кернеулер циклдері санын табу қажет, содан кейін бұл режимді (12.49) өрнектерінде ескеріп отыру керек.

Осыған ұқсас тәсілмен қатерлік операциялар кезіндегі жұмыс режимі ескеріліп отыруы керек.

Эквивалент кернеуді σ_НЕ анықтау кезінде есептік ресурстағы әрекет циклдерінің саны (жүктемелеудің әрбір ескерілетін деңгейінде) (12.42) шартын қанағаттандыруы қажет.

N_{H lim}=4∙10⁶ кезінде N_Ci >12∙10⁴.

Бұрғылау құбыры свечаларының ұзындығы l_св =18 м, тәлдік жүйенің беріліс саны U_TC =4, арқанның барабандағы орамының есептік диаметрі D_p =0,76 м, планетарлық ендірменің беріліс саны U_n =4, сателиттер саны n_w =4 кезінде, жүктелуі тәл блогін көтеру мен түсірудің бір циклінде тістердің ену саны мынаған тең:

z_c=50 ұңғымасы бұрғылау кезінде планетарлық ендірменің минималб рауалы қызмет мерзімі (12.42) шарты бойынша тәл блогін бір ұңғыманың свечасы биіктігіне көтеру (түсіру) циклінің саны:

свеча биіктігіне экватордың түсіру көтері циклі.

Сонымен қисық өтуді ескере отырып және S_(n) (12.42) шарты орындалады.