Мета дисертаційної роботи полягає у підвищенні ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг шляхом розроблення нових конструкцій та оцінки їх напружено-деформованого стану. Для досягнення поставленої мети необхідно: 1. Провести аналіз причин відмов різьбових з'єднань насосних штанг, існуючих методик оцінки розподілу навантажень по витках різьби та способів зменшення їх нерівномірності. 2. Удосконалити методику оцінки розподілу навантажень по витках різьби насосних штанг, для забезпечення максимального відтворення особливостей їх напружено-деформованого стану в експлуатаційних умовах. 3. Дослідити вплив граничних розмірів елементів нових та зношених різьбових з'єднань на їх напружено-деформований стан. Оцінити напружено-деформований стан різьбового з'єднання за умов сумісної дії моменту згвинчування, згину та осьового навантаження. 4. За результатами аналітичних та експериментальних досліджень вдосконалити конструкції різьбових з'єднань насосних штанг з метою підвищення ефективності їх експлуатації. 5. Провести апробацію отриманих наукових результатів. Об'єктом досліджень є напружено-деформований стан різьбових з'єднань насосних штанг. Предмет дослідження: способи і методи підвищення ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг. ЗМІСТ ВСТУП 4 РОЗДТЛ 1 СТАН ПИТАННЯ Т ЗАДАЧТ ДОСЛІДЖЕНЬ 9 1.1 Аналіз умов роботи різьбових з'єднань колони насосних штанг 9 1.2 Вплив експлуатаційних чинників на частоту обривів колон насосних штанг 12 1.3 Огляд існуючих методів розрахунку навантажень та визначення напружень по витках різьби 16 1.4 Способи зменшення нерівномірності навантаження по витках різьби муфтового з'єднання насосних штанг 29 РОЗДІЛ 2 ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМО- ВАНОГО СТАНУ РІЗЬБОВИХ З'ЄДНАНЬ НАСОСНИХ ШТАНГ 36 2.1 Умова загальних деформацій різьбової частини з'єднання насосних штанг 36 2.2 Деформація різьбової частини з'єднання насосних штанг в радіальному напрямку 43 2.3 Загальна деформація витка різьби з'єднання насосних штанг 46 2.4 Залежності для визначення розподілу навантаження по робочих витках різьби 56 Висновки до розділу 2 58 РОЗДІЛ З ДОСЛІДЖЕННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ РІЗЬБОВИХ З'ЄДНАНЬ НАСОСНИХ ШТАНГ 59 3.1 Дослідження напруженого стану різьбового з'єднання насосних штанг з різною величиною перекриття витків за допомогою методу кінцевих елементів 59 3.2 Дослідження напруженого стану зношеного різьбового з'єднання насосних штанг з врахуванням величини перекриття витків 67 3.3 Дослідження впливу зміни профілю різьби внаслідок зношування на розподіл напружень в з'єднанні насосних штанг 70 Висновки до розділу 3 76 РОЗДІЛ 4 ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ КОНСТРУКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ РІЗЬБОВИХ З'ЄДНАНЬ НАСОСНИХ ШТАНГ НА ЇХ НАПРУЖЕНО- ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН 78 4.1 Напружений стан різьбових з'єднань зумовлений дією моменту згвинчування, осьовим навантаженням та згинальним моментом 78 4.2 Дослідження впливу конструктивних елементів різьбових з'єднань на їх напружений стан 83 4.3 Експериментальні дослідження впливу конструктивних елементів на довговічність різьбових з'єднань 88 Висновки до розділу 4 92 РОЗДІЛ 5 РОЗРОБЛЕННЯ ЗАХОДІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ РІЗЬБОВИХ З'ЄДНАНЬ НАСОСНИХ ШТАНГ 93 5.1 Підвищення ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг шляхом зміни середнього діаметра різьби муфти 93 5.2 Підвищення ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг шляхом використання муфти стиску-розтягу 109 5.3 Підвищення ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг шляхом збільшення кількості робочих витків 116 5.4 Раціональний вибір моментів згвинчування різьбових з'єднань насосних штанг 119 5.5. Підвищення ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг шляхом збільшення довжини зарізьбової канавки 127 5.6 Підвищення ефективності експлуатації різьбових з'єднань насосних штанг шляхом їх стопоріння 129 Висновки до розділу 5 138 ВИСНОВКИ ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ