НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ВЫШКУ.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 27Следующая ⇒

На вышку действуют постоянные нагрузки от ее веса и веса смонтированного на ней оборудования, эксплуатационные нагрузки, изменяющиеся по величине в процессе бурения, и переменные нагрузки от ветра. В результате возникают вертикальные и горизонтальные усилия. Вертикальные сжимающие усилия создаются нагрузкой на крюке, весом вышки и ее оборудования, натяжением ведущей и неподвижной ветвей талевого каната. Горизонтальные нагрузки, опрокидывающие вышку, являются горизонтальными составляющими от усилий в ведущей и неподвижной ветвях талевого каната, от веса наклонно установленных за пальцем вышки свечей бурильной колонны и от действия ветра. Грузоподъемность и прочность вышки зависят от сочетания этих нагрузок.

На вышку могут действовать четыре сочетания нагрузок рис.2.4

1) вертикальные 2, 3, 4, 6 и горизонтальные нагрузки 1, 5 в процессе СПО и спуска обсадной колонны; при этом допускается ветровая нагрузка 7 на нижнюю боковую поверхность;

2) ветровая нагрузка 7 на низ вышки при полном пакете свечей за пальцем, крюк не нагружен, действуют нагрузки 2, 5 и 6);

3) нагрузки на вышку 2 и 6 при СПО и ветровой нагрузке

4) максимальные нагрузки на крюке 2, 3 и 4 при ликвидации прихватов, аварий или других операциях и ветровой нагрузке 7 на боковую поверхность низа вышки

Рис. 2.4 Схемы действия на вышку нагрузок:

1 — горизонтальная сила на наголовнике; 2 — вес талевой системы; 3 — нагрузка на крюк; 4 — вертикальная нагрузка от натяжения ведущей и неподвижной струн каната; 5 — горизонтальная сила от веса свечей; 6 — вес вышки; 7 — сила давления ветра

ОСНОВАНИЯ ВЫШЕК.

Основанием называется металлическая конструкция, собираемая из отдельных сварных секций (ферм) и устанавливаемая на поверхности земли; над ней располагается буровая вышка. Фермы основания свариваются из профильного проката или из труб. Размеры каждой секции определяются транспортными возможностями. На основадии устанавливают ротор и другое оборудование, а в пространстве между устьем скважины и ротором монтируют оборудование для герметизации устья.

На основание действуют нагрузки от веса вышки и усилий, возникающих в процессе проводки скважины, вес находящегося на полу бурового оборудования и свечей в магазинах или вес колонны, установленной на роторе.

Конструкции оснований вышек весьма разнообразны. Основными требованиями, предъявляемыми к ним, являются:

обеспечение необходимых размеров пола буровой и пространства для монтажа оборудования для герметизации устья скважины; прочность и жесткость для восприятия всех действующих нагрузок; быстрота и удобство монтажа, демонтажа и транспортировки; сохранность при многократных транспортировках с одной точки бурения на другую и монтажах.

Основание вышечно-роторного блока буровой установки рассчитывается на действие различного сочетания нагрузок на крюке, веса пакета свечей и оборудования, размещенного на полу буровой. Высота пола буровой зависит от класса установки.

Основание представляет собой сварную сборную конструкцию, в передней части которой расположены наклонные мостки и трап для затаскивания труб в буровую. Задняя часть снабжена продольными балками, связанными траверсой и образующими основание для установки буровой лебедки на расстоянии около 2, 1 м от земли, что при монтаже позволяет сгружать и устанавливать лебедку без ее подъема. Основания буровых установок универсальной монтажеспособности снабжаются поперечной балкой длиной 12 м с кронштейнами на концах для соединения при перевозках на тяжеловозах. Такая длинная балка позволяет подводить тележки тяжеловозов при перевозках по широкой колее, приподнимать и увозить блок. При этом значительно быстрее можно демонтировать блок в зимний период, так как не требуется освобождать от льда все опоры перед перевозкой.

Параметры оснований вышки.

Основные параметры основания — наибольшая нагрузка, отметка пола буровой, площадь подсвечников. Наибольшая нагрузка определяется максимально допустимой нагрузкой на ротор и нагрузкой на подсвечник, которые создаются весом бурильной колонны при наибольшей глубине бурения. Отметка пола буровой определяется двумя факторами: высотой пространства для размещения оборудования для герметизации устья скважины и высотой, необходимой для стока бурового раствора, выходящего из скважины к системе его очистки.

Высота пола буровой для установки оборудования с целью герметизации устья скважины определяется как сумма высот отдельных устройств, входящих в комплект сборки, с учетом высоты установленного на подроторные балки ротора.

Основания силовых приводов, трансмиссий и насосов имеют размеры, необходимые для установки оборудования. Они разбираются на отдельные секции, допускающие перевозку по железным или автомобильным дорогам. Соединенные секции этих оснований образуют единый блок.

Высота оснований силового блока составляет 2—2, 3 м для удобства монтажа на нем оборудования, а насосного блока — 0, 95 м. Каждая секция основания представляет собой жесткую пространственную сварную ферму из профильного проката, нижняя часть которой выполнена в виде салазок для передвижения волоком по промыслу, а верхняя образует площадку, на которой установлено все оборудование. Пол застилается рифленым железом. Оборудование и проходы защищены перилами й каркасами. Основания соединяются с подвышечным блоком и между собой хомутами и стяжками.

Подроторные балки — ответственные элементы основания. Они выполняются из профильного или листового проката и снабжаются ребрами жесткости для повышения устойчивости. Основания прикрепляют к фермам болтами либо пальцами. Опорные части фермы, к которым крепят балки, рассчитывают на установку роторов различных размеров. Верхние полки под- роторных балок снабжаются ограничительными элементами,, препятствующими перемещению ротора.

Подсвечники выполняются в виде платформы, состоящей из ряда двутавровых балок, соединенных промежуточными связями. На верхнюю поверхность балок укладывают сплошной деревянный настил толщиной не менее 70 мм. Между балками монтируют трубопроводы, по которым подается пар для обогрева нижних концов бурильных свечей. Подсвечники крепят к несущим поясам ферм основания, высота их обычно не превышает 0, 5 м от пола буровой. Для работы с АСП подсвечник (магазин) оборудуется металлоконструкцией, разделенной на секции перегородками из труб. При установке свечей в секции заводят их нижние концы.

Приемные мостки и стеллажи для труб состоят из наклонной и горизонтальной цельносварных пространственных ферм. Верхние и нижние пояса ферм выполняют из парных балок таврового сечения, образующих замкнутый контур. Решетка выполняется из сортового или профильного проката. Горизонтальная ферма снабжается полозьями, что позволяет транспортировать ее с помощью трактора. Фермы между собой соединяются на шарнирах. Обе фермы обшиваются сплошным деревянным или металлическим настилом, обеспечивающим перемещение по нему бурового оборудования, инструмента, бурильных и обсадных труб и других грузов.

Габариты приемных мостков, ограждающих и переходных устройств должны соответствовать правилам Госгортехнадзора, Высота приемных мостов определяется высотой транспортных средств, обслуживающих буровую установку, и составляет 1, 2—

2м. Длина горизонтальной части их обычно 15 м, ширина 2—

2, 5м, угол наклона к горизонтали 35—70°. В конце приемных мостков монтируется трап. Стеллажи для труб решетчатой или балочной конструкции примыкают к приемным мосткам, и их число должно соответствовать полному комплекту бурильных труб для обеспечения бурения скважины проектной глубины.

Лестницы и ограждения необходимы для подъема на основания. Их число определяется конструкцией буровой установки. Размеры лестниц, перил, ступенек выполняются в соответствии с правилами Госгортехнадзора. Перила лестниц изготовляются из гнутого профиля или профильного проката таврового сечения. Перила и стойки — из труб. Крепление лестниц к фермам основания — шарнирное.

Укрытия предназначены для утепления помещений и защиты обслуживающегоперсонала и оборудования от метеорологических воздействий. Различают сборно-каркасные и бескаркасные укрытия. В состав первых, помимо металлического каркаса, входит обшивка, прикрепляемая к фермам каркаса. Бескаркасное укрытие состоит из соединенных между собой жестких утепленных щитов различной конфигурации, воспринимающих силовые воздействия.

В качестве обшивки используют деревянные и металлические щиты, а также мягкие тканевые материалы с пропиткой и брезенты. Весьма экономично применять листы из легких сплавов и пластмассовых материалов, так как значительно снижается масса, уменьшаются расходы на монтаж, транспортирование и окраску укрытий. В буровых установках для работы в суровых климатических условиях Заполярья буровые утепленные укрытия обогреваемых помещений целесообразно выполнять из двойных металлических листов с пространством в 40—50 мм между ними, заполненным теплоизолирующим материалом.

Соединительные элементы предназначены для сборки металлоконструкций оснований. Трудоемкость сборки и разборки зависит от типа и числа разъемных соединений. Наиболее целесообразно применять быстроразъемные соединения. Фермы основания соединяются полухомутами. Жесткость соединения обеспечивается плотным соприкосновением фланца патрубка с полухомутами. Весьма экономичны и надежны соединения на пальцах и высокопрочных болтах большого диаметра. В соединениях с высокопрочными болтами усилия передаются трением, возникающим между соприкасающимися плоскостями.

Опорные элементы (опорные фермы, козлы, подставки) предназначены для восприятия силовых воздействий и передачи их на фундамент (бетонный, деревянный) или непосредственно на грунт. Опорная поверхность этих элементов выполняется с развитой площадью опирания, обеспечивающей низкие удельные нагрузки. Соблюдение этого условия особенно важно в конструкциях основания, эксплуатирующихся в районах с податливыми грунтами. Допустимые удельные нагрузки на грунт определяются в каждом конкретном случае в зависимости от геологопочвенных условий и выбираются в пределах 0, 05—0, 2 МПа. В болотистых районах эта величина снижается до 0, 01— 0, 02 МПа.

Контрольные вопросы к гл. 2.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒