Метою роботи є підвищення довговічності колони насосних штанг та попередження ускладнень, пов'язаних з СПУ, шляхом розробки комплексу обладнання для підвищення ресурсу колони насосних штанг та боротьби з СПУ. Для досягнення мети необхідно розв'язати наступні задачі: 1 .Проаналізувати причини відмов колони насосних штанг, вплив різних експлуатаційних чинників на частоту відмов колони при видобутку парафінистих нафт. 2.На основі аналізу існуючих аналогів розробити комплекс обладнання для підвищення ресурсу колони насосних штанг та боротьби з СПУ, запропонувати наукові принципи його проектування. 3.Експериментально дослідити характер зміни експлуатаційних характеристик елементів штангової колони при специфічних умовах експлуатації, зумовлених СПУ, та розробити способи підвищення ресурсу склопластикових насосних штанг та муфтових різьбових з'єднань насосних штанг. 4.Розробити метод прогнозування ресурсу сталевих насосних штанг з тріщиною при рівномірному обертанні колони та метод прогнозування ресурсу штангових муфт. 5.Провести промислові випробування і визначити економічну ефективність обладнання для підвищення ресурсу колони насосних штанг та боротьби з СПУ: склопластикових насосних штанг, насосних штанг з протекторами-скребками і штангообертачів. ЗМІСТ с. Вступ 4 РОЗДІЛ 1. Стан питання і задачі досліджень 10 1.1. Аналіз умов роботи і причини відмов колони насосних штанг 10 1.1.1. Розподіл частоти відмов по довжині колони 12 1.1.2. Вплив діаметра плунжера насоса на частоту відмов колони насосних штанг 13 1.1.3. Вплив приведеного напруження на частоту відмов колони 15 1.1.4. Вплив процента води в продукції свердловини на частоту відмов колони 16 1.1.5. Вплив інших факторів на частоту відмов колони штанг 16 1.1.6. Влив інтенсивних СПУ на частоту відмов колони 18 1.2. Аналіз конструкцій штангообертачів для боротьби з спрацюванням колони насосних штанг і парафіноутворенням 23 1.3. Аналіз конструкцій протекторів і скребків для боротьби зі спрацюванням колони насосних штанг і парафіноутворенням 33 1.4. Світовий досвід використання склопластикових насосних штанг для підвищення ресурсу колони штанг і попередження парафіноутворення 39 1.5. Оцінка методів прогнозування ресурсу насосних штанг 43 1.6. Способи зменшення нерівномірності навантаження по витках різьби муфтового з'єднання насосних штанг 48 1.7. Постановка задачі досліджень 53 РОЗДІЛ 2. Методика експериментальних досліджень 55 2.1. Стенди і зразки для дослідження статичного і втомного руйнування насосних штанг... 55 2.2. Методика визначення тріщиностійкості сталей для насосних штанг 59 2.3. Методика дослідження втомної міцності муфтового з'єднання насосних штанг зі спрацьованою муфтою 62 РОЗДІЛ 3. Принципи проектування і розробка обладнання для підвищення ресурсу насосних штанг і боротьби з парафіноутворенням 64 3.1. Принципи автоматизованого проектування за допомогою параметричного тривимірного моделювання та методу кінцевих елементів 64 3.2. Розробка і аналіз конструкцій храпових штангообертачів 67 3.3. Принципи проектування штангообертачів за допомогою параметричної тривимірної моделі 74 3.4. Класифікація протекторів і скребків для насосних штанг 80 3.5. Аналіз конструкцій протекторів і скребків з точки зору їх опору спрацюванню та гідродинамічних характеристик 83 3.6. Принципи проектування і розробка раціональної конструкції протектора-скребка за допомогою параметричної тривимірної моделі 88 3.7. Висновки до розділу 94 РОЗДІЛ 4. Прогнозування і підвищення ресурсу сталевих і склопластикових насосних штанг та їх муфтових різьбових з'єднань 95 4.1. Дослідження опору статичному і втомному руйнуванню і склопластикових насосних штанг 95 4.2. Дослідження корозійної тріщиностійкості сталевих насосних штанг в умовах СПУ 100 4.3. Підвищення міцності з'єднання склопластикового тіла насосної штанги зі сталевою головкою 103 4.4. Прогнозування ресурсу насосних штанг і муфт з втомними тріщинами 113 4.5. Аналіз напружено-деформованого стану стандартного муфтового різьбового з'єднання насосних штанг за допомогою методу кінцевих елементів 119 4.6. Аналіз напружено-деформованого стану муфтових різьбових з'єднань для насосних штанг зі зменшеною нерівномірністю навантаження по витках різьби 125 4.7. Аналіз напружено-деформованого стану та довговічність муфтового різьбового з'єднання насосних штанг із спрацьованою муфтою 137 4.8. Висновки до розділу 143 РОЗДІЛ 5. Промислове випробування, впровадження і економічна ефективність обладнання для підвищення ресурсу насосних штанг і боротьби з парафіноутворенням 145 5.1.Промислове випробування і впровадження обладнання для підвищення ресурсу насосних штанг і боротьби з парафіноутворенням 145 5.2.Економічна ефективність обладнання для підвищення ресурсу насосних штанг і боротьби з парафіноутворенням 151 5.3. Висновки до розділу 158 ВИСНОВКИ 159 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 162 Додаток А 172 Додаток Б 174 Додаток В 177 Додаток Г 178 Додаток Д 179