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

заветренную грань (Т3) принимается равной 0,8 нагрузки на наве­ тренную грань.

Общая ветровая нагрузка на вышку (Т0) от нагрузок на наве- -тренную и заветренную грани

Т0 = ТН-\Т 3 = І,8ТИ.

Для мачтовых вышек ветровые нагрузки рассчитываются в двух направлениях: перпендикулярно и параллельно плоскости ног. Прн действии ветра перпен­ дикулярно плоскости ног ветро­ вые нагрузки определяются на каждую ногу вышки, а при действии ветра в направлении, параллельном плоскости ног, нагрузка на заветренную ногу принимается равной 0,6 на­ грузки на наветренную ногу.

Ветровые нагрузки для мач­ товых вышек рассчитываются по той же формуле, что и для башенных вышек. Коэффициент парусности (к) для трехгран­ ного сечения ноги (вышки типа ВАС-42) с учетом влияния решеток подветренных граней принимается: при действии ветра параллельно плоскости ног к = 0,5, а при действии ветра перпендикулярно плоско­ сти ног к = 0,4.

Горизонтальная ветровая на­ грузка на свечи (РСв) опреде­

где q — скоростной напор на свечи; / — проекция площади свечей на вертикальную плоскость; ß' — коэффициент обтекания для пло­ ских поверхностей.

Ветровая нагрузка действует на палец вышки, который является верхней опорой свечей. Горизонтальная нагрузка на палец (Рг св) от ветровой нагрузки на свечи определяется из уравнения моментов сил от ветровой нагрузки и реакции на верхней опоре относительно нижней опоры свечей:

где h — высота установки пальца; h' — высота приложения равно­ действующей ветровой нагрузки на свечи.

29

Г Л А В А II

БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ ГЛУБОКИХ СКВАЖИН

ХРОНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

В первые годы Советской власти в нефтяных районах Баку и Грозного скважины бурились в основном ударным способом. Для ударного бурения применялись штанги, треноги и лебедки с паровым приводом. Вращательное бурение занимало незначительный объем и велось также на паровом приводе с применением котлов локо­ мобильного типа. Для вращательного бурения использовались двух­ скоростные лебедки Л1, насосы ПНГ Коломенского завода с макси­ мальным давлением до 40 кгс/см2, роторы открытого типа с подшип­ никами скольжения и деревянные вышки.

К 1924 г. в Баку стали выпускать четырехскоростные ле-- бедки Л1-4М и электропривод на лебедку, ротор и насосы. С этого времени началась электрификация буровой техники.

К началу 1928 г. разрушенная гражданской войной нефтяная промышленность полностью восстанавливается и в значительной мере реконструируется. Объем вращательного бурения достигает более 90%. В районах Баку бурение полностью переводится на электропривод, а в районах Грозного электропривод составляет свыше 80%. Увеличивается применение четырехскоростных лебедок, подшипники скольжения заменяются подшипниками качения, вы­ сота вышек достигает 41 м.

До 1936 г. все буровое оборудование выпускалось по узлам и агрегатам различными заводами. С 1936 г. отечественная промыш­ ленность стала создавать комплектные передвижные установки. Первая такая установка РА-400 была выпущена Кунгурскнм заво­ дом для бурения скважин роторным способом на глубину до 400 м. Оборудование установки монтировалось на двух платформах на колесно-гусеничном ходу, на одной — ротор, лебедка и двигатель М-17-ЧТЗ мощностью 65 л. с., на второй — два насоса НГ-4, транс­ миссия, такой же двигатель и генератор. Комплектовалась установка металлической вышкой с талевой системой, вертлюгом, крюком и гли­ номешалкой.

Для бурения скважин на глубину до 800 м Бакинский завод выпустил установку ПТ1-800. Она состояла из узлов: тракторного подъемника ЛТ2М-65, ротора, коробки скоростей и двигателя, смонтированных па общей раме, двух насосов, трансмиссии и дви­ гателя, установленных на колесно-гусеничном прицепе.

Одновременно с установкой ПТ1-800 была создапа установка ПРА-800, рассчитанная также для бурения на глубину до 800 м. В первом выпуске она имела групповой привод на лебедку и насосы от двух двигателей М-17-ЧТЗ, а во втором — для привода насосов

31

были введены два дополнительных двигателя. В установке ПРА-800 были применены клиноременные и зубчатые передачи, карданный вал к ротору, фрикционные муфты, ротор закрытого типа, транспор­ табельные блоки на санях.

Вдальнейшем установка была модернизирована на установку ПРА2-800. В ней шестеренчатые передачи были заменены на цепные

ивведен реверс.

Впредвоенные годы Бакинский завод выпустил установку

ПРА-1200, рассчитанную на бурение до 2000 м. По компоновке оборудования установка была идентична установке ПРА-800. Но в нее были введены редукторы от двигателя к трансмиссии, бензи­ новые двигатели мощностью 130 л. с., пятискоростная лебедка

сбезопасной катушкой и цепные передачи на насосы.

Ввоенные годы выпуск буровых установок резко сократился. С 1946 г. полукомплектные буровые установки начал изготовлять

Уральский завод тяжелого машиностроения (Уралмашзавод). В ком­ плект первых установок этого завода входили четырехскоростная лебедка У2-4-1 с кулачковыми муфтами, насосы У8-1, кронблок, талевый блок, крюк и 'вертлюг грузоподъемностью 130 т. С этого времени для привода установок стали использоваться силовые агрегаты с танковыми двигателями В2-300. Для индивидуального привода лебедки использовались силовые агрегаты САЛ, а для при­ вода насосов — САН. В комплект таких агрегатов входили два дви­ гателя и спаривающая трансмиссия. Силовой агрегат лебедки выпу­ скали в двух вариантах: с клиноременной передачей и с редукто­ ром РД2-2. Затем Уралмашзавод создал установку УЗТМ-1М с груп­ повым приводом на лебедку, ротор и насосы и клиноременной транс­ миссией. В установке применялась лебедка У2-4-3 с кулачковыми муфтами управления. В это же время начинают выпуск буровых установок БУ-40 на Волгоградском заводе «Баррикады» для бурения на глубину до 1000 м. Вся установка состояла из двух блоков, уста­ новленных на металлических санных основаниях. На основании вышечного блока высотой 2,2 м монтировали вышку высотой 39 м

В 1954 г. завод «Баррикады» создает комплектную буровую установку БУ-65, которая проходит промышленные испытания, и на ее базе разрабатывает установку БУ-75Бр. Серийный выпуск этой установки начинается с 1958 г., а с 1967 г. завод «Баррикады» приступает к выпуску буровых установок БУ-80Бр на дизельном и электрическом приводах. Этот же завод изготавливает установку БУ-50.

На базе установки УЗТМ-1М Уралмашзавод создает полуком­ плектную буровую установку Уралмаш-5Д, рассчитанную на буре­ ние скважин глубиной до 3000 м. Установка снабжается лебед­ кой У2-4-5, в которой кулачковые муфты заменяются шинно-пневма­

32

тическими, насосами У8-3, ротором У7-520-2, компрессорами КС-ЗМ для пневматического управления установкой, талевым блоком и крон­ блоком, пятидизельным приводом с клиноременной трансмиссией. Несколько позже для электрифицированных районов создается установка Уралмаш-6Э с индивидуальным электроприводом на ле­ бедку и насосы. В это же время проектируются и серийно выпу­ скаются установки Уралмаш-ЗД и Уралмаш-4Э, рассчитанные на бурение скважин глубиной до 5000 м. Вышками, основаниями, системой очистки и приготовления раствора и другим оборудованием установки заводом не комплектовались.

В1959 г. на Уралмашзавод возлагается комплексное проекти­ рование буровых установок, включая вышки, основания, укрытия, средства механизации и автоматизации трудоемких процессов в бу­ рении. В 1963 г. Уралмашзавод начал выпускать установки Урал- маш-ЗООЭ с электрическим приводом постоянного тока и Урал- маш-ЗООДЭ с дизель-электрическим приводом, которые предназна­ чены для бурения скважин глубиной до 8000 м. Установки комплек­ туются вышкой пилонного типа с механизмами для спуско-подъем­ ных операций АСП-5, основанием, подъемными кранами, системой очистки и приготовления раствора и другим оборудованием.

Вэтом же году для бурения скважин глубиной до 3000 м Урал­ машзавод создал опытные образцы новых комплексных установок Уралмаш-9Д и Уралмаш-10Э, которые после доработки отдельных узлов были заменены установками Уралмаш-125БД и Урал-

маш-125БЭ. Серийный выпуск их начат с 1965 г.

Буровые установки БУ-125БД и БУ-125БЭ укомплектованы крупноблочными основаниями, укрытиями, циркуляционными си­ стемами и другим оборудованием. Применение механизмов АСП-3 вызвало необходимость в изменении талевой системы, вышки и осно­ ваний.

В 1967 г. эти установки были модифицированы на установки БУ-125БД-67 и БУ-125БЭ-67. В них были заменены насосы У8-4 на У8-6М, ротор У7-520-3 на У7-560-6 и пол деревянный на метал­ лический. В 1970 г. в этих установках были изменены отдельные узлы, и с Этого времени они стали выпускаться с индексом «70».

В этом же году усовершенствуются и установки Уралмаш-ЗД и Уралмаш-4Э. Они комплектуются насосами У8-6М вместо насо­ сов У8-4. Для привода насосов в установке Уралмаш-4Э применен синхронный электродвигатель типа СДЗБ-13-52-8 с шинно-пневма­ тической муфтой, что облегчает его запуск. После модификации установки стали выпускаться с индеком «67».

В 1969 г. Уралмашзавод изготовил новые опытные образцы буро­ вых установок БУ-125Э и БУ-125ДГ-ІІ, предназначенные для буре­ ния скважин глубиной до 4200 м, и установки БУ-200 ДГ-ІІІ и БУ-200Э-ІІІ для бурения скважин глубиной до 6500 м.

Установки БУ-125Э и БУ-125ДГ-ІІ укомплектованы крупно­ блочными основаниями, мачтовой вышкой, механизмами АСП-ЗМ, новой буровой лебедкой ЛБУ-1100 с электромагнитным тормозом