Ҳимоя тизмаларни тушиуришда мураккабликлар

Р_b  _ж gz  z_сн 
(12.10)

Газ қудуқлари учун газли суюқлик билан тўлдирилган оралиқларда ишлатиш сўнгида энг кичик ички босим, яъни z_сн ≤ z ≤ z, бўлган жараёнда:

Р_b  P_пл _min  _жgz_пл  z
(12.11)

Ундан юқорида жойлашган оралиқларда (0 ≤ z ≤ z_сн).

пл

b
Р  P


min

• 
  _ж
  

gz_пл

• 
  z_сн
  

^еs , (12.12)

Бу ерда ρ_ж – тизма ичидаги суюқликни зичлиги, кг/м³; z_сн – бу суюқлик сатхини тушиш чуқурлиги,м;

(Р_пл)_min - z_пл- чуқурликда газли горизонтни ишлатиш сўнгида кутиладиган энг кичик қатлам босими, Па;
Z_с – қудуқ чуқурлиги, м;

_{S } 0,0034_ог z_сн  z
_сT_с

(12.13)

бу ерда β_с – газни сиқилиш коэффициенти; ρ_ог – газни ҳавога нисбатан нисбий зичлиги; Τ_с – қудуқдаги газни ўртача харароти, К;

Нефт қудуқларида химоя қувурларини эзилишга Р_см мустахкамлигини ҳисоблаймиз. Остки ва ўрта оралиқларда;

Р_см  k_см gk_a _b  _ж z  _ж z_сн 
(12.14)

Юқори участка учун:
Р_см  k_см g_п  _ж z  _ж z_сн 
(12.15)

Сиқилиб чиқишга мойил булган тоғ жинси оралиқларида

^Рсм
 k_см g_об  _ж z  _ж z_сн 
(12.16)

(12.14) – (12.16) формулалар бўйича ҳисобларни амалга ошириб, қудуқни чуқурлиги бўйича қувурларни эзилишга чидамлилигини зарур бўлган қийматлари бўйича эпюра тузилади. Эпюра бўйича тизмани остки қисмига яқин Р_см ни энг катта қиймати топилади, сўнгра белгиланган адабиётдан қувурни мустахкамлик гурухи, деворининг қалинлиги берилган қувур диаметри бўйича аниқланади. Унда критик босим Р_кр ≥ Р_см. Бундай қувурлардан тизмани остки биринчи секцияси ташкил топади. Яна шу адабиётдан, мустахкамлик гурухи мос келувчи, лекин деворининг қалинлиги кичикроқ бўлган қувурни критик босими Р_кр < Р_кр топилади, остки иккинчи секция шу қувурлардан ташкил топади. Иккинчи секцияни остки кесими Р_кр

= Р_см бўлган чуқурликда жойлашади, бу чуқурлик (12.14) – (12.15) тенгламани Z – га нисбатан ечиб топилади. Остки ва ўрта оралиқлар:

_{z } ^Pкр ^{ k}см ^ж ^gzсн
k_см gk_а _b _ж 

(12.17)

юқориги оралиқ:
_{z } ^Pкр ^{ k}см ^ж ^gzсн
k_см g_n _ж 
(12.18)

ва қиймати юқоридаги формулалардан мос келадиганига қўйилади. Худди шу каби тизмани қолган қисмлари ҳисобланади. Агар навбатдаги юқориги оралиқда ташқи ортиқча босим жуда юқори бўлса, навбатдаги секция учун қувурлар биринчи секцияда танланганидек амалга оширилади. Зарурият бўлса, мустаҳкамлик гуруҳи бошқа (юқори бўлган) қувурлар танланади. Секцияни баландлиги (узунлиги) қудуққа туширилган z_i секциядан кейинги z_i+1 секция узунлигидан айириб ташланади.

h_i  z_i  z_{i 1}
(12.19)

Ҳисоблашлардан олинган вариант мустаҳкамликка ички ортиқча босим остида узилишга (разрыв) текшириб кўрилади.
Узилишга мустаҳкамлик шарти қуйидагича:

P_b  P_н
 P_Б
k

(12.20)

b

Бу ерда: Р_Б – қувурни узилишга чидамли бўлган мустаҳкамлиги (прочность трубы на разрыв), Па;

k_b – мустаҳкамликни заҳира коэффициенти;
k_b = 1.15 – диаметри 219 мм ва ундан кичик қувурлар учун; k_b= 1.52 катта диаметрли қувурлар учун.
Ҳимоя тизмасида энг юқори ички босим қудуқни герметиклигини текшириш мақсадида (опрессовка) синаш вақтида ҳосил бўлади:

P_b  P_on  _ongz
(12.21)

Бу ерда : Р_оn – синаш жараёнида тизмани юза кесимидаги босим, Па;

ρ_оn – шу операцияни бажариш вақтида тизма ичидаги суюқликни зичлиги, кг/м<sup>3


P</sup>_on ^{ 1.1P}_у ; (12.22)

Р_у – қудуқ юзасида энг юқори бўлиши мумкин бўлган босим, Па; Газ қудуқлари учун;

Р  P е^s
(12.23)

Нефт қудуқлари учун:
у пл

^Р_пл ^{ }_ф ^gz_пл
Pу _Р

(12.24)

 нас

Бу ерда, Р_пл- z_пл чуқурликдаги газ ёки нефт ҳосил қилувчи қатламни қатлам босими; ρ_ф – ёпиқ қудуқдаги газлашган нефтни зичлиги, кг/м³;

Р_нас- нефтни тўйиниш босими, Па.
Ҳимоя тизмаларини герметиклигини тампонаж эритмаси тошга (айланиши) ўтиши биланоқ текширилади. Бу вақтда цементланмаган халқа оралиғида босим тахминан ювувчи суюқлик устуни босимига тенг бўлади. Вақт ўтиши натижасида аста-секинлик билан босим камая боради. Шунинг учун ҳам юқориги оралиқни хавфсизлигини ошириш мақсадида узилишга чидамлилиги ҳисобланади. Ҳисоблаш жараёнида ташқи босим учун ювувчи суюқликни дисперс муҳитининг устун босими қабул қилинади.

Р_н  _дсgz
(12.25)

Бу ерда ρ_де – дисперс муҳитни зичлиги, кг/м³
(12.9), (12.10), (12.11), (12.22), ва (12.25) тенгликларни (12.20) га
қўйиб, ҳисоблаш учун зарур бўлган қувурни узилишга мустаҳкамлиги остки ва ўрта оралиқларда қуйидагича бўлади:

^РБН

юқори оралиқда:

^РБН
^{ kbPon ka b  on gz}; (12.26)

 k_b P_on  _дс  _on gz_{; (12.27)}

(12.26) ва (12.27) формулалар бўйича ҳисоблашларни бажариб, турли чуқурликлар учун эпюра тузилиб мустаҳкамликни узилиш қийматлари қўйилади. Эпюрадан Р_БН зарур мустаҳкамлигини энг катта қиймати ҳар бир секция учун топилади, ҳисоблашлардан кейин олинган эзилишга қаршилиги қувурни мустаҳкамлиги Р_Б қиймати билан таққосланади. Агар зарур бўлган Р_БН мустаҳкамлигидан кўриладиган секцияда катта бўлса, тизмани шу оралиғини қисқартириш (соддалаштириш) лозим. Z га нисбатан (12.26) ва (12.27) тенгламаларни ечамиз:

Остки ва ўрта оралиқларда:

_{z } k_b P_on  P_Б
k_b gk_a _b  _on 

(12.28)

Юқори оралиқда:
_{z } k_b P_on  P_Б
k_b g_дс  _on 
(12.29)

Бу янги формулалар Р_БН = Р_Б шарт бажариладиган z_с чуқурликни топишга ёрдам беради. Агар ички ортиқча босим чуқурлик ошган сайин камайса, унда z_i чуқурликда юқори кесими Р_Бi мустаҳкамликка эга бўлган секция жойлаштирилади, ундан юқорида жойлашган қисмида ундан ҳам мустаҳкам бўлган қувурлар жойлаштирилади. Бунинг учун адабиётдан шу мустаҳкамликка эга бўлган қувур, лекин деворининг қалинлиги катта бўлган топилади, мос келувчи формулалардан (12.28), (12.29) бири ёрдамида уларни рухсат этиладиган туширилиш чуқурлиги қидириб топилади. Янги секцияни баландлигини (узунлигини) дастлабки туширилган чуқурликдан шу секцияни айириш усули билан ҳисобланади. Агарда чуқурлик ошган сайин ички ортиқча босим ошса, (12.28), (12.29) формулалар бўйича, назарда тутиладиган қувурлар секциясини остки кисми чуқурлиги топилади. Навбатдаги остда жойлашган секция узилишга мустахкамлиги катта бўлган қувурлардан ташкил этилади.

Тизма конструкциясини мустаҳкамлиги чўзилишга ҳам текширилади. Чўзилишга текшириш одатда қуйидагича амалга оширилади. Энг катта ўқ йўналишли кучлар йиғиндиси Р_ос тахминан тизма оралиғини оғирлигига тенг

(назарда тутиладиган кесимни остки қисмида жойлашган кесим) ҳаводаги оғирлиги ва мустаҳкамлик шарти қуйидагича ёзилади:

^Pос ^{ m}i ^gli ^{ P}доп
(12.30)

Бу ерда: m_i – i ли лекциядаги 1 метр қувурнинг оғирлиги, кг; l_i – секциянинг узунлиги, м;

P_доп – назарда тутилаётган кесимдаги қувур учун рухсат этилган ўқ йўналишли кучланиш, Н;
Учбурчак кесимли қувурлар учун:
Р_стр 1 k_изi_n 

^Pдоп ^
kстр
(12.31)

Трапециадал резьбали қувурлар учун:

^Pдоп
^{ P}дол.в
 22,7 *10⁴ d
m_I I_u
(12.32)

н
Р_стр – резьбали боғланишлардаги титратувчи кучланиш; I_u – қудуқни жадал қиялашуви, градиус /м
K_иэ – резьбали бирикмада мустахкамликни камайиш коэффициенти, м/ градиус;
I_u = 0,1 градус

K_иэ  C_д / _т
(12.33)

Р_дол.в – вертикал қудуқларда, қувурларга рухсат этиладиган кучланиш (юкланиш), Н;

К_стр – вертикал қудуқлар учун мустахкамликни захира коэффициенти; δ_т – қувур материалининг оқувчанлик чегараси, Па.
Қувурнинг ташқи диаметри, мм …………... 114-168 178-219
Вертикал қудуқ учун К стр…………………3000-3000 1500-1500
18-жадвал

Тизманинг ташқи диаметри, мм Градус	114 2.28	127 2.65	140 3.03	146 3.03	168 3.41	178 3.60	194 3.98	219 4.93	245 5.69
Тизманинг ташқи диаметри, мм гардус	273 6.45	299 7.20	324 7.96	340 8.53	351 8.72	377 9.67	406 10.43	426 11.38	508 14.03

(12.31) формула бўйича ҳисоблашлар жараёнида К_стр/(l-k_иэI_u) катталик диаметри 168 мм ли ва ундан кичик тизмалар учун қия қудуқларда 1,3 дан кичик эмас, катта диаметрли тизмалар учун – 1,45 дан кичик эмас.
Девор қалинлиги ва мустахкамлик гурухи хар-хил бўлган қувурлардан фойдаланиб, химоя тизмаси конструкциясини бир нечта вариантини ҳисоблаб топиш мумкин.
Энг оқилона вариант бўлиб, тизманинг таннархи, транспорт харажатларини ҳисобга олган ҳолда минимал сарф харажатли тизма ҳисобланади.