Определить приведенное напряжение в колонне насосных штанг и подобрать материал штанг

1. Максимальная нагрузка на головку балансира станка-качалки определяется по формуле:
Pmax=Pж+Pшт'+0,011∙Dплdшт.ср∙n∙Pшт∙ψ∙S0-λшт+1000; H
где Pж- вес столба жидкости без учета динамического уровня, Н;
Pшт'- вес колонны штанг в жидкости, Н;
Dпл- диаметр плунжера насоса, м;
dшт.ср- средний диаметр ступенчатой колонны, м;
n- число двойных ходов головки балансира в минуту;
Pшт- вес колонны штанг в воздухе, Н;
ψ- коэффициент площадей просвета;
S0- длина хода полированного штока, м;
λшт- удлинение колонны штанг oт веса столба жидкости, м
Pmax=1309+25780,68+0,011∙0,0380,02∙7∙29604,62∙0,5∙2,5-0,021+1000=32891,1 H
2. Минимальная нагрузка на головку балансира станка-качалки определяется по формуле:
Pmin=Pшт'-0,011∙Dплdшт.ср∙n∙Pшт∙ψ∙S0-λшт-1000;H
Pmin=25780,68-0,011∙0,0380,02∙7∙29604,62∙0,5∙2,5-0,021-1000=19979,15 H
3 . Вес столба жидкости без учета динамического уровня определяется по формуле:
Pж = 0,785Dпл2,ρHд; H
Pж = 0,785∙0,0382∙1050∙1100=1309 H
4. Определяем вес колонны штанг в жидкости
Pшт'=q1'H1+q2'H2g; Н
где q1', q2'- масса одного погонного метра штанг в жидкости 1-й и 2-й ступеней соответственно, кг;
Pшт'=2,76∙420+2,16∙680∙9,81=25780,68 Н
5. Определяем вес колонны штанг в воздухе:
Pшт=q1H1+q2H2g; Н
где q1, q2- масса одного погонного метра штанг в воздухе 1-й и 2-й ступеней соответственно, кг;
Pшт=3,17∙420+2,48∙680∙9,81=29604,62 Н
6. Коэффициент площадей просвета определяется по формуле:
Ѱ=fтfт+fшт. ср;
где fт- площадь поперечного сечения НКТ по внутреннему диаметру, м2;
fшт. ср- площадь поперечного сечения ступенчатой колонны штанг, м2
Ѱ=0,00031370,0003137+0,0003137=0,5
7