Практические работы по буровому оборудованию. Практические работы 1. Тема Определение вертикальных нагрузок на буровую вышку. Выбор буровой установки Цель работы Научиться определять нагрузки на вышку и выбирать буровую установку в зависимости от конкретных условий бурения
 Скачать 4.21 Mb.
|
|
Эксплуатация бурового оборудования Практическая работа № 1 ТЕМА: Определение вертикальных нагрузок на буровую вышку. Выбор буровой установки Цель работы: Научиться определять нагрузки на вышку и выбирать буровую установку в зависимости от конкретных условий бурения. 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 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. 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 Основание вышки 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 транспорти-ровки; сохранность при многократных транспортировках с одной точки бурения на другую и монтажах. Эксплуатация бурового оборудования 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 пе-ревозку по железным или автомобильным дорогам. Соединенные секции этих оснований образу-ют 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 не-сущим 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 Эксплуатация бурового оборудования 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. Укрытияпредназначены 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. Исходные данные: Глубина спуска кондуктора 245х12 Н к = 450м. Эксплуатационная колонна спускается на проектную глубину бурения. Для бурения применяется турбобур 3ТСШ – 195ТЛ, вес турбобура Q турб = 43 кН, длина турбобура l турб = 26 м, Длина УБТ l убт = 25 м, длина ТБПВ l тбпв = 450 м, длина квадрата 14,5 м, остальное ЛБТ. Вес подвижного оборудования Q т.с. = 60 кН, Вес кронблока Q к.б = 20 кН, Глубина бурения, размеры бурильных и обсадных труб, оснастку талевой системы, размеры квадрата, удельный вес промывочной жидкости, диаметр УБТ взять из таблицы 1, согласно своего варианта. Эксплуатация бурового оборудования Порядок выполнения работы 1. Определить вес бурильной колонны Q б.к. = Q турб + Q убт + Q тбпв + Q лбт + Q кв Q убт = q 1* l убт = ……… = …. кН где q 1 = …. Н/м (2, стр. 59, табл. 28) – вес 1м УБТ Q тбпв = q 2 *l тбпв = ……… = …. кН где q 2 = …. Н/м (2, стр. 55, табл. 24) – приведенный вес 1м ТБПВ Q кв = q 3 *l кв = ……… = …. кН где q 3 = …. Н/м (2, стр. 131, табл. 63) – приведенный вес 1м квадрата Q лбт = q 4 *l лбт = ……… = …. кН где q 4 = …. Н/м (2, стр. 85, табл. 43) – приведенный вес 1м ЛБТ l лбт = Н – (l турб + l убт + l тбпв +l кв ) = …. м 2. Определить вес кондуктора Q к = q 5 *Н к = ……… = …. кН где q 5 = …. Н/м (2, стр. 198, табл. 95) – приведенный вес 1м кондуктора 3. Определить вес эксплуатационной колонны Q э.к. = q 6 *H = ……… = …. кН где q 6 = …. Н/м (2, стр. 197, табл. 95) – приведенный вес 1м колонны 4. Определить нагрузку на крюке от веса наиболее тяжелой колонны с учетом динамических нагрузок и погружения в жидкость. ( ) где – удельный вес материала труб 5. Определить усилие в ходовом конце талевого каната при оснастке 4х5 - т.с = 0,874 при оснастке 5х6 - т.с = 0,849 2n – количество рабочих струн талевой системы n – чисто шкивов талевого блока, задействованных в оснастке 6. Определить усилие в неподвижном конце талевого каната 7. Определить вертикальную нагрузку на буровую вышку Q верт = Q кр + Р х.к + Р н.к + Q к.б , кН Выбор буровой установки 1. Согласно заданной глубины бурения выбираем класс буровой установки (ГОСТ 16293-89). 2. Определяем предельный вес бурильной колонны для выбранного класса буровой установки. Q пред = (условная глубина бурения выбранного класса БУ + 10% от условной глубины) х q где q = 300 Н/м – вес 1м бурильной колонны 3. Определяем максимальную нагрузку на крюке от веса бурильной колонны с учетом расхаживания Q , кр = 1,25*Q б.к Эксплуатация бурового оборудования 4. Определяем нагрузку на крюке от веса наиболее тяжелой обсадной колонны с учетом расхаживания Q ,, кр = 1,15*Q э.к 5. Так как Q , кр < Q пред , Q ,, кр < Q max , то класс БУ выбран правильно. Указание: Если условия Q , кр < Q пред , Q ,, кр < Q max не выполняются, то необходимо принять БУ более высокого класса. 6. Учитывая рекомендации по выбору буровых установок и конкретные условия бурения принимаем буровую установку ……… Таблица 1 Эксплуатация бурового оборудования Практическая работа № 2 ТЕМА: Расчѐт горизонтальных составляющих нагрузок на вышку и выбор диаметра каната для оттяжек. Цель работы: Научиться определять нагрузки на вышку; выбирать диаметра каната для оттяжек и определять нагрузку ноги вышки на прочность. В продольном направлении прямых мостов обычно действуют три вида горизонтальных сил: силы торможения и ускорения от подвижной нагрузки; вынужденные усилия от продольных деформаций пролетного строения в плоскости опорных частей; компоненты от вертикальной нагрузки вследствие косины или кручения пролетного строения, опорных частей или опор. Все эти воздействия нежелательны, поэтому стремятся их уменьшить. Величина этих сил и распределение в сооружении зависит в значительной степени от опирания и типа опорных частей. Величина тормозных сил, являющихся внешними усилиями, задается нормами. Если сооружение не может их воспринять, неизбежно его повреждение. Поэтому в нормах ДИН 1072 оценка этих сил принята с запасом. Перемещения опорных частей обусловлены продольными деформациями пролетного строения и условиями жесткости. Если известно расположение неподвижной точки (например, на устое), то расчет очень прост, так как перемещения отдельных опорных частей при допущении бесконечно жесткого пролетного строения не связаны с условиями упругости и определяются только удалением от неподвижной точки. Более трудоемок расчет, когда применяют деформирующиеся опорные части, а также при расположении неподвижной опорной части на гибкой опоре моста или при установке нескольких неподвижных опорных частей на смежных опорах. В этом случае неподвижную точку определяют в зависимости от условий упругости. Расчет для случая применения деформирующихся опорных частей приведен в работе. При применении катковых опорных частей и опорных частей скольжения, в том числе при установке неподвижных опорных частей на гибких опорах, неподвижную точку, как правило, с достаточным приближением считают находящейся у неподвижной опорной части. В отдельных случаях производят приближенный расчет — сравнение перемещений у верха опоры с неподвижной опорной частью от суммарных (односторонних) усилий с расчетными перемещениями подвижных опорных частей. Если полученные смещения у верха опоры, например, меньше 1/10 средних перемещений всех подвижных опорных частей, то принимают, что неподвижная точка и неподвижная опорная часть идентичны. Продольные деформации пролетного строения могут происходить от предварительного напряжения, ползучести, усадки и расширения, от температуры, собственного веса, подвижной нагрузки, деформаций грунтового основания. Влияние собственного веса и подвижной нагрузки в податливых мостах проявляется в виде поворота пролетного строения над опорами. Небольшое вращение могут вызывать также предварительные напряжения, ползучесть и неравномерное распределение температуры, однако этими деформациями обычно можно пренебречь. Перемещение вследствие поворота определяют по формуле: Δlφ = φr где φ — угол поворота пролетного строения и r — расстояние между перемещающейся точкой опорной части и центром вращения пролетного строения (рис. 2.1). При подвижных опорных частях этот центр вращения находится в точке пересечения оси опоры с осью, проходящей через центр тяжести пролетного строения. Если опорная часть расположена в центре тяжести, то эта составляющая отсутствует В сравнении с другими деформациями такое продольное перемещение часто пренебрежительно мало. Особое значение оно может иметь для условий смазывания опорных частей скольжения. У неподвижной опорной части, как правило, наблюдается вынужденный поворот относительно точки на уровне опорной части, поэтому следует дополнительно учитывать смещение над этой опорной частью: Δlφ = φr + φFφF, Эксплуатация бурового оборудования где φF и rF — соответствующие значения для неподвижной опорной части (см. рис. 2.1). Смещения от предварительного напряжения происходят кратковременно, перемещения от ползучести и усадки затухают примерно через 4 года до пренебрежительно малых значений. Если эти перемещения учитывают в расчете как имеющие большое значение, то могут быть предусмотрены регулируемые опорные части. Перемещения от воздействия температуры в течение всего срока службы сооружения повторяются с ежедневным и ежегодным ритмами. Усилия в продольном направлении для опорных частей скольжения и катковых опорных частей не зависят от перемещений, в то время как для деформирующихся и неподвижных опорных частей, расположенных, например, на нескольких опорах, реактивные силы пропорциональны величине перемещений. Для катковых опорных частей и опорных частей скольжения реактивная сила зависит от вертикальной нагрузки - H = μV. Коэффициент трения μ не является постоянной величиной. При возрастании нагрузки он увеличивается для катковых опорных частей и уменьшается для опорных частей скольжения. При опорных частях скольжения для упрощения расчета в запас принимают, что сила H имеет постоянную величину, соответствующую максимальным напряжениям смятия: H = (μ zul σ) F. Определение горизонтальной составляющей нагрузки, действующей на буровую вышку от веса свечей и ветровой нагрузки на свечи и свечи приемнике 1. Определение горизонтальной составляющей нагрузки, действующей на буровую вышку от веса свечей х = l / 2sin·б, где l - длина свечи, б - угол наклона свечей в свечеприемнике 2. Вес свечей G=n·ql где n - количество свечей в свечеприемнике, q - вес 1 п. м. бурильной трубы, l - длина свечи; 3. Горизонтальная составляющая нагрузки от веса свечей Qсв=Gx/hп где h п - высота от подсвечника до свечеприемника; 4. Определение ветровой нагрузки на свечи в свечеприемнике: Площадь бурильных труб F=d·k·l c ·cos б где d - диаметр бурильной трубы; k - число бурильных труб в ряду в свечеприемнике; 1 с - длина свечи на которую действует ветровая нагрузка, т.е. за вычетом высоты обшивки нижней панели h 1 и высоты ограждения на площадке верхнего рабочего (высота обшивки балкона) h б Ветровая нагрузка на свечи Qвс =q·c·p·m·F·ц Расчет растяжек для крепления буровой вышки при ветровых нагрузках Согласно правил безопасности буровые вышки высотой более 14 м во избежание опрокидывания должны укрепляться растяжками из стальных канатов. Растяжки в башенных вышках устанавливают по диагональным плоскостям, что исключает перекос конструкции при любом направлении ветра. Чтобы вышка не опрокинулась, необходимо соблюдение условия Муст>Мопр·з где М уст - момент устойчивости вышки М опр - момент опрокидывания вышки з - коэффициент запаса устойчивости, з = 1,25-1,50 1. Момент опрокидывания М опр - Q·h+Q cв ·h n +Q вc ·h в где Q - ветровая нагрузка на вышку h - высота равнодействующей от силы ветра, определяется по формуле где а; В; Н - соответственно размеры верхнего, нижнего оснований вышки и высота вышки; h n - высота от подсвечника до свечеприемника; Q cв - горизонт составляющая нагрузка от веса свечей; Эксплуатация бурового оборудования Q вc - ветровая нагрузка на свечи h в - высота от подсвечника до центра ветровой нагрузки, действующей на свечи; где h 1 - высота нижней обшитой панели Рисунок 8 - а) Расчетная схема к определению усилий от веса свечей б) Расчетная схема для определения усилий в растяжках буровой вышки Если при этом получится результат, что Муст?Мопр (что не соответствует условию устойчивости) и вышка может опрокинуться, то ее необходимо укрепить растяжками из стальных канатов. От действия ветровой нагрузки буровая вышка стремится опрокинуться относительно ребра А-А 1 2. Уравнение равновесия относительно ребра А-А 1 Мопрз = GвB/2+Td Отсюда усилие в плоскости растяжек где d= (B+H p ) sin б sin б определяется из соотношения - Н/D 1 К (см. Элияшевский И.В. Типовые задачи и расчеты в бурении М., Изд. Недра, 1974г.); Ориентировочно sin б =0,75, H p =5 - 7 м. 3. Усилия в растяжках определяется из соотношения D 1 К/B 3 N, ориентировочно = 0,83 4. Усилие в одной растяжке Р1 =Рк/2 5. Диаметр каната для растяжек буровой вышки выбирается по разрывному усилию: Рр =Р1к, где к - коэффициент запаса прочности (к= 3 - 4) По полученному значению разрывного усилия Р р из таблицы 3 производится выбор диаметра каната Таблица 3. Характеристика талевых стальных канатов ЛК - РО 6х1+6+ (6+6) +12 (ГОСТ 16853 - 79) Эксплуатация бурового оборудования Исходные данные для расчетов Задача 1. Выбор класса буровой установки Параметры и варианты 1 2 3 4 5 Глубина скважины L с , м 3000 2800 2650 1800 3200 Диаметр направления D н , мм 426 426 426 426 426 Толщина стенки направления н , мм 11 11 10 11 10 Диаметр кондуктора D к , мм 351 325 325 245 351 Толщина стенки кондуктора к , мм 11 10 10 10 11 Диаметр промежуточной колонны D пт , мм 245 245 219 145 245 Толщина стенки промежуточной колонны пк , мм 10 10 10 10 10 Диаметр эксплуатационной колонны D э , мм 146 146 146 127 127 Толщина стенки эксплуатационной колонны э , мм 10 10 10 9 9 Диаметр бурильных труб D б , мм 127 127 127 114 127 Толщина стенки бурильной трубы б , мм 9 9 9 9 9 Диаметр утяжеленных бурильных труб (УБТ) D УБТ , мм 178 146 146 146 178 Глубина спуска направления, l н , м 20 15 10 10 25 Глубина спуска кондуктора l к , м 400 350 320 150 380 Длина УБТ lУБТ, м 200 150 150 50 210 Вес 1п. м. направления qн, кН 1300 1300 1300 1300 1300 Вес 1п. м. кондуктора qк, кН 1000 1000 787 785 800 Вес 1п. м. промежуточной колонны qпт, кН 590 590 595 595 590 Вес 1п. м. эксплуатационной колонны qэ, кН 320 320 343 280 320 Глубина спуска эксплуатационной колонны lэ, м 3000 2800 2650 1800 3200 Задача 2. Определение ветровой нагрузки Параметры и варианты 1 2 3 4 5 Тип буровой вышки УМ-42/140 УМ-45/250 УМ-45/500 ВБ 42-200 ВБ-53-300 Коэффициент возрастания напора, с 1 с 5 с 2 с 6 с 3 с 4 1,2 1,4 1,45 1,8 1,0 - 1,8 1,2 1,4 1,45 1,0 - 1,6 1,2 1,4 1,45 1,0 - 1,6 1,4 1,45 1,55 1,0 - 1,55 1,2 - 1,7 1,4 1,45 Коэффициент динамичности Р 2 2 2 2 2 Число секций (панелей) вышки 4 5 5 5 6 Высота нижней обшитой панели h 1 10 8 11 10 12 Высота основания h 0 , м 5 5 5 5 6 Высота обшивки балкона h б , м 4 4 4 4 5 Высота вышки h, м 42 45 45 42 53 База нижняя В, м 8 10,3 10,3 8*8 10*10 База верхняя а, м 2,3 2,93 2,93 2*2 2,6*2,6 Коэффициенты заполнения панелей 1 5 2 6 3 4 1 0,15 1 0,15 1 - 0,15 0,15 1 0,15 1 - 0,15 0,15 1 0,15 1 - 0,15 0,15 1 0,15 1 - 0,15 0,15 - 0,15 1 0,15 Материал панелей Трубный прокат Профиль- ный прокат Профиль- ный прокат Трубный прокат Трубный прокат Масса вышки Gв, тн 19,3 34,7 42,0 29,0 30,0 Задача 3. Определение горизонтальной составляющей нагрузки от свечей и ветровой нагрузки в свечеприемнике Параметры и варианты 1 2 3 4 5 Высота от подсвечника до свечеприемника hп, м 22 25 25 22 27 Длина свечи l, м 25 27 27 25 30 Количество свечей в свечеприемнике n 100 100 110 100 110 Диаметр бурильной труб Dб, мм 127 127 127 114 127 Вес 1 п. м. бурильных труб qб, кг/м 26,2 26,2 26,2 23,3 26,2 Угол наклона бурильных труб в свечеприемнике к вертикали, град 4 4 4 5 5 Число панелей (секций) вышки до свечеприемника 3 3 3 3 3 Нормативный напор ветра q, Па 700 250 250 700 250 Коэффициент выростания напора С 1,2 1,4 1,1 1,45 1,2 Число бурильных труб в ряду свечеприемника К 12 12 14 14 14 Коэффициент формы, размеров деталей вышки m 1,0 1,4 1,1 1,45 1,2 Эксплуатация бурового оборудования Расчет ноги вышки на прочность Исходные данные: Нагрузка на крюке от веса наиболее тяжелой колонны (взять из практического занятия №1), собственный вес вышки Gв = 300 кН, высота вышки Н =45 м. Остальные данные взять из таблицы 4, согласно своего варианта Таблица 4 Порядок выполнения: 1. Определяем вертикальную нагрузку на вышку. Q верт = Q кр + Р х.к + Р н.к + Q к.б + G выш 2. Определяем нагрузку на ногу вышки где - угол наклона ноги к вертикали, град. где с и т соответственно размеры нижнего и верхнего оснований вышки. 3. Определяем радиус инерции сечения ноги, мм √ , где J – момент инерции сечения, мм 4 , где , мм 4 F – площадь сечения стержня, мм 2 , мм 2 где D – наружный диаметр трубы, мм d – внутренний диаметр трубы , мм где - толщина стенки трубы, мм 4. Определяем гибкость ноги вышки где = 1 – коэффициент приведения длины l – длина одной секции ноги, м 5. Определяем предельную гибкость √ где Е = 2,1х105 МПа – модуль упругости материала – предел пропорциональности, МПа 6. Если , то критическую силу определяем по формуле Эйлера , Н если , то критическую силу определяем по эмпирической формуле , Н где а, в - коэффициенты, зависящие от материала, МПа 7. Определяем коэффициент запаса устойчивости 8. Делаем вывод о прочности ноги вышки. Если [ ]– прочность соблюдается. Где [Пу] = 1,8 3,0 – требуемый коэффициент запаса устойчивости. Эксплуатация бурового оборудования Практическая работа № 3 |