Буровые вышки. Крупноблочные основания, выбор основных параметров. Классификация буровых установок. Расчет нагрузок на вышку, страница 5

Также известны следующие способы транспортировки БУ: На пневмооболочках; На пневмодвижителях; На ж/д тележках; На катках


23 РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ВЫШКУ

На вышку действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. Сочетание нагрузок, действующих на вышку, бывает различным:

вертикальные, горизонтальные, вертикальные и горизонтальные. Все нагрузки подразделяют на постоянные и временные. Пос­тоянные нагрузки на вышку состоят из ее массы и массы обо­рудования, смонтированного на ней. Временные нагрузки под­разделяются на длительные (эксплуатационные) и краткосроч­ные. Временные длительные нагрузки состоят из эксплуатацион­ной нагрузки на крюке, вертикальной и горизонтальной состав­ляющих усилий в подвижной и неподвижной ветвях талевого каната и горизонтальной составляющей нагрузки от массы свечей, установленных наклонно в магазин или за палец. Крат­косрочная нагрузка состоит из горизонтальных ветровых усилий» действующих на элементы вышки и свечи.

Для расчета максимальных вертикальных и горизонтальных нагрузок на вышку принимают два режима ее работы:

для вертикальных нагрузок—рабочее состояние вышки при спуске наиболее тяжелой обсадной колонны, когда полный комплект свечей бурильных труб установлен за палец и нагруз­ку от их массы воспринимает подвышенное основание, а на выш­ку действует нагрузка от массы на крюке обсадной колонны;

для горизонтальных нагрузок—нерабочее состояние вышки при установленном за палец полном комплекте бурильных све­чей, когда нагрузка на крюке равна нулю, а на вышку и на

Рис. 40. Схема действия нагрузок на вышку:

;—талевый блок; 2—вышка; 3— свечи; 4—палец; 5 — кронблок

бурильные свечи действуют горизонтальные ветровые нагрузки и горизонтальная составляющая от массы установленных све­чей. Схема действия нагрузок на вышку приведена на рис.40.

Для расчета вертикальных нагрузок максимальную массу обсадной колонны принимают равной максимальной нагрузке на крюке вышки с учетом массы смонтированного на ней обору­дования (талевой системы, средств механизации и приспособле­ний) при соответствующей для буровой установки условной глубине бурения скважин. Если буровой установкой будет буриться скважина меньшей глубины, чем допускаемая глубина для данной установки, то максимальная масса обсадной колон­ны и бурильных труб определяется в соответствии с глубиной скважины (конкретный случай).

Вертикальная нагрузка на вышку

Qв=Qкр+Qп+Qн+Gо

где Qкр —допускаемая нагрузка на крюке вышки; Qп —верти­кальная составляющая от усилия в подвижной ветви талевой системы; Qн —вертикальная составляющая от усилия в непод­вижной ветви талевой системы; Gо — масса смонтированного на вышке оборудования.

Qп = Qкр*[β2n(β-1)/ β2n]*cosα,  Qн = [Qп/ β2n]* cosγ

где β —величина, обратная к. п. д. одного канатного блока (шкива) талевой системы, равная 1,04; п— число канатных шкивов талевого блока; α,γ углы наклона к вертикали соот­ветственно подвижной и неподвижной ветвей талевой системы» которые находятся в пределах 5—6°.

При таком значении углов в расчете можно принимать созα=созγ=1.

Упрощенную схему нагрузок от вертикальных составляющих усилий подвижной и неподвижной ветвей талевой системы можно определить по формуле   Qп + Qн    = Q/n.

Масса смонтированного на вышке оборудования определя­ется по справочным данным. Вертикальные составляющие, дей­ствующие на вышку от горизонтальных нагрузок—от массы установленных за палец свечей и от ветровой нагрузки на свечи и вышку, в расчетах не учитываются из-за незначительной их величины.

Вертикальную нагрузку на вышку учитывают в расчетах на­грузок за фундамент вышки.

Горизонтальная составляющая нагрузка на вышку Gсв.г.  от массы полного комплекта свечей бурильных труб (максималь­ной), установленных за палец,  Gсв.г. = 0,5*Gсв*ctgα

где Gсв —нагрузка от массы комплекта свечей; α—угол накло­на свечей к горизонтали, который обычно находится в пределах 86—88°. При таком значении угла горизонтальную составляющую можно принимать: Gсв.г. = 0,025*Gсв