Файл: Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие.pdf

Вышки высотой 41 м оборудуются одним балконом, а высотой 53 м — двумя балконами на внешних гранях вышки, которые служат укрытием для верхового рабочего во время спуско-подъемных операций. На балконе устанавливается люлька верхового и пальцы для бурильных свечей. Внизу до высоты 6—8 м вышки обшиваются досками, щитами или покрываются прорезиненной тканью.

Техническая характеристика вышек башенного типа приведена

втабл. 8.

Вотличие от остальных вышка ЗВБ-58-300 имеет пилонную

конструкцию. Каждый пилон состоит из И секций, выполненных из труб диаметром 920 мм. К каждой секции с обеих сторон при­ варены литые стальные фланцы для соединения секций болтами. В верхней части пилоны шарнирно соединяются с подкронблочной рамой. Для жесткости пилоны в верхней части по диагоналям соеди­ нены винтовыми стяжками, а в нижней и средней частях — гори­ зонтальными винтовыми тягами. Нижняя секция пилона конусная с проушиной, которой каждый пилон крепится со специальной стойкой, установленной на фундаменте.

Полезная высота вышки 58 м, она рассчитана на работу со свечами длиной 36 м и комплексом механизмов АСП-5. Такими вышками комплектуются буровые установки БУ-300Э и БУ-300ДЭ.

Мачтовые вышки (рис. 12) выполняются отдельными секциями, сваренными из труб или профильного проката. Каждая нога вышки в зависимости от высоты последней состоит из четырех или пяти секций, соединяемых между собой хомутами или при помощи флан­ цев.

Нижние секции имеют проушины, которыми вышка опирается на основание. Верхние секции соединяются с подкронблочной рамой, являющейся связующим звеном ног в верхней части.

Кроме этого, ноги в верхней части крепятся двумя поясами

идвумя парами накрест расположенных вынтовых стяжек.

Ввертикальном положении вышки удерживаются двумя подко­ сами, соединенными с башмаками, установленными на основании. Для центрирования вышки башмаки могут перемещаться по напра­ вляющим.

Секция вышки имеет треугольное или прямоугольное сечение. На соответствующей высоте от опор к вышкам крепится площадка с двумя люльками для верхового рабочего и для расстановки буриль­ ных свечей или площадка для механизма расстановки свечей АСП. По грани одной ноги размещаются маршевые лестницы, а выше площадки до кронблока — лестницы-стремянки.

Техническая характеристика мачтовых вышек приведена в табл. 9. Вышка ВМ40-185Бр входит в комплект установки БУ-80Бр, вышкой ВА-41-25 комплектуются установки Уралмаш-125БД и Уралмаш-125БЭ. Вместо площадки для верхового рабочего на выш­ ках ВА-41-125 и ВАС-53А монтируется балкон для механизма рас­ становки свечей АСП. Вышка ВАС-42П изготавливается из профиль­

ного проката, а остальные вышки — из труб.

24

sun

Рис. 12. Мачтовая вышка ВА-41-125.

Грузоподъемность на крю­

*Треугольник.

**Прямоугольник.

Мачтовые вышки по сравнению с башенными имеют следующие преимущества. При одинаковой с башенными вышками грузоподъем­ ности металлоемкость мачтовых вышек меньше и значительно сокра­ щено количество разъемных деталей. Например, вышка ВАС-42 состоит из 37 разъемных деталей, а вышка ВМ-41М из 268. Это упро­ щает и ускоряет сборку и разборку вышек. Открытое пространство между вышками позволяет удобнее вести буровые и вспомогательные работы.

Расчет нагрузок на вышки. На вышку действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. Согласно руководящему техническому материалу Министерства химического и нефтяного машиностроения

СССР (РТМ 26-02-6—68), нагрузки на вышку определяются по рабочему состоянию. Рабочим состоянием вышки принимается случай, когда спускают обсадную колонну максимального веса при установленных за палец бурильных трубах (свечах). Макси­ мальный вес обсадной колонны принимается равным максимальной грузоподъемности буровой установки — максимальной нагрузке на

26

крюке ((?max)> а максимальный вес бурильных труб принимается равным номинальной грузоподъемности буровой установки ((?НОм)- Если буровой установкой будет буриться скважина меньшей глубины, чем рекомендуемая глубина бурения для данной установки, то максимальный вес обсадной колонны и бурильных труб определяется в соответствии с глубиной скважины (конкретный случай).

От веса обсадной колонны на вышку действует вертикальная нагрузка. При определении вертикальной нагрузки на вышку учи­ тывается также вес смонтированного на ней оборудования (талевой системы, средств механизации и приспособлений).

Вертикальная нагрузка на вышку будет равна:

Q r = Qm ах “t' С?п. п ~Г С?в. н ~

где QB п — вертикальная составляющая усилия в подвижной ветви талевой системы; QB н — вертикальная составляющая усилия в не­ подвижной ветви талевой системы; Go6 — вес смонтированного на вышке оборудования.

к вертикали соответственно подвижной и неподвижной ветвей тале­ вой системы, которые находятся в предалех 5—6°. При таком значе­ нии углов в расчете можно принимать

cos а = cos у = 1.

Упрощенно сумму нагрузок от вертикальных составляющих усилий подвижной и неподвижной ветвей талевой системы можно определить по формуле

Вес смонтированного на вышке оборудования определяется по справочным данным. В рабочем состоянии на вышку действуют следующие горизонтальные нагрузки: горизонтальная составляющая от веса установленных за палец бурильных свечей, ветровые нагрузки (от скоростного напора ветра) на вышку и на установленные за палец свечи.

Вертикальные составляющие, действующие на вышку от веса установленных за палец свечей и от ветровой нагрузки на них, в рас­ четах не учитываются из-за незначительной их величины.

Горизонтальная составляющая (@г ІІ0М) от максимального веса установленных за палец свечей определяется из уравнения моментов

27

сил от веса труб и реакции па верхней опоре (пальце) относительно нижней опоры свечей:

< ? г . ііо м “ 0 ,5 @ ном C t g О , ,

где <?ном — вес свечей, принимаемый равным номинальной грузо­ подъемности буровой установки; а' — угол наклона свечей к гори­ зонту, который обычно находится в пределах 86—88°.

При таком значении угла горизонтальную составляющую можно принимать: Qr ном = 0,025 <?„0-м.

Ветровая нагрузка, действующая на вышку в горизонтальном направлении, возникает в результате взаимодействия потока воздуха с элементами вышки наветренной и заветренной граней.

Для башенных вышек ветровая нагрузка (Ти) на наветренную грань определяется по формуле

Тн = д і^ 'ф ,

где q — нормативный скоростной напор или удельное давление ветра на единицу вертикальной проекции площади, перпендикуляр­ ной направлению ветра; F — проекция площади граней вышки на вертикальную плоскость (площади решеток вместе с пустотами); площадь одной грани вышки определяется как площадь трапеции; к — коэффициент парусности или заполнения решеток, равный отношению поверхности элементов граней к ее общей площади; для закрытой (обшитой) части вышки к = 1, а для открытой к = 0,2; ß ' — коэффициент обтекания (аэродинамический коэффициент), за­ висящий от формы обтекаемого тела; для вышек из труб принимается

от периода собственных колебаний вышки; при периоде собственных колебаний вышки, равном или менее 0,5 с, коэффициент не учиты­ вается, а при большем значении периода принимается равным 2.

Нормативный скоростной напор ветра зависит от территориаль­ ного района и высоты сооружения.

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП II А-11—62), вся территория СССР по скоростному напору разделена на 7 районов. В зависимости от этого скоростной напор ветра на высоте до 10 м от поверхности земли принимается следующим:

С увеличением высоты скоростной напор возрастает и при высоте свыше 10 м корректируется следующими поправочными коэффи­ циентами: при высоте от 10 до 20 м к = 1,35; до 40 м к = 1,8 и до

100 м к = 2,2.

Давление ветра на заветренную грань башенных вышек ослаб­ ляется за счет наветренной грани. Поэтому ветровая нагрузка на

28