Обґрунтування просторової форми та розмірів металоконструкцій

Основні вимоги до проектування споруд.

Лекція 7. Конструювання споруд бурової установки

Питання на вміння

Питання на знання

Бурові вишки і щогли призначені для:

¾ виконання спуско-підйомних операцій з бурильними і обсадними трубами;

¾ підтримка бурильної колони на талевій системі при бурінні з розвантаженням;

¾ установки свічок, витягнутих з свердловини;

¾ розміщення засобів механізації спуско-підйомних операцій.

Вишки і щогли повинні відповідати наступним експлуатаційно-технічним вимогам:

¾ бути достатньо міцними і стійкими при максимальних навантаженнях, що виникають, в процесі буріння або ліквідації аварій;

¾ мати необхідний запас висоти для розміщення талевого блоку, елеватора і маневрування з буровими свічками і колонковими наборами;

¾ відповідати вимогам правил безпеки при проведенні бурових робіт;

¾ мати якнайменші, по можливості, масу і габаритні розміри, а також конструкцію, що забезпечує транспортабельність і простоту монтажно-демонтажних робіт.

Вишками називають конструкції, що мають не менше трьох опор, що сприймають корисне навантаження, а щоглами - конструкції з однією або двома такими опорами. Вишки і щогли класифікують за просторовою геометричною формою, яка дає достатньо повне уявлення про їх конструкцію, можливості використання в конкретних умовах і впливає на масу, габаритні розміри і спосіб монтажно-демонтажних робіт. За цією ознакою вишки поділяють на пірамідальні і баштові (у вигляді усіченої піраміди), а щогли - на призматичні, пірамідальні, А-подібні.

Вишки призначені для підйому бурильної колони і обсадних труб над свердловиною при спуско-підйомних операціях і утримання її на вазі під час буріння, розміщення бурильних труб після вилучення зі свердловини та захисту бурової бригади від вітру, дощу, снігу.

Вишка обладнується підкронблочним майданчиком, на якому монтується кронблок, і майданчиком для верхового робітника. Цей майданчик розташований на висоті, яка визначається довжиною свічки. Якщо вишка застосовується для роботи зі свічками різної довжини, то встановлюють два майданчики. На рівні кожного майданчика знаходиться магазин, призначений для розміщення бурильних труб. Для підйому на підкронблочний майданчик і на майданчик верхового робітника вишки обладнуються спеціальними сходами і площадками.

Вишки розрізняються за вантажопідйомністю, конструкцією, розмірами, системою обпирання і передачі на фундамент основного навантаження, ступеня розбірності та методом монтажу.

Вантажопідйомність. Розрізняють номінальну і максимальну вантажопідйомності. Номінальна вантажопідйомність, вишки - це максимальна величина статичного навантаження на гаку. Визначається вона максимальною вагою бурильної колони, яку підвішують на вишці.

Якщо застосовуються труби з легких сплавів, то вишку, розраховану для буріння свердловин на певну глибину, можна використовувати і для буріння більш глибоких свердловин.

Максимальна вантажопідйомність вишки - це навантаження короткочасне, воно визначається найбільшою вагою обсадної колони, яка підвішується у вишці.

Розміри вишки. Висота вишки, як і відстань між віссю кронблока і підлогою бурової (рис. 7.1), може бути визначена за формулою:

h=h₁+h₂+h₃+h₄+h₄+h₅+h₆++l, (7.1)

де h₁ - відстань по вертикалі від опори ніг вишки до верхнього перерізу замка елеватора на столі ротора;

h₂ - зазор між торцями замка, що стоїть на роторі, і нижнім торцем підвішеної свічі;

h₃ - відстань між гаком і верхнім торцем свічі;

h₄ - довжина гака;

h₅ - довжина талевого блоку;

h₆ - відстань між крайнім верхнім положенням талевого блоку і кронблоку (запас на підйом), розрахована на те, щоб уникнути удару талевого блоку об кронблок при підйомі;

- діаметр шківа кронблока;

l - довжина свічки.

Якщо використовуються свічки великої довжини, то зменшується час, що витрачається на проведення спуско-підіймальних операцій (зменшується загальна кількість свічок, які спускаються в свердловину, а тому і кількість згвинчень - розгвинчень).

Наприклад, в процесі буріння свердловин глибиною 3000 м час на спуско-підйом свічок довжиною 36-37 м зменшується на 20% в порівнянні з часом, що витрачається на спуско-підйом свічок довжиною 25-26 м.

Довжина свічки обмежується поздовжнім згином при її встановленні в вишці; поздовжня стійкість свічок з труб малого діаметра менша, ніж у труб великого діаметру. Отже, труби малого діаметру повинні мати довжину меншу, ніж труби великого діаметру.

При збільшенні довжини свічки збільшується висота вишки і її вага. Економічно доцільно застосовувати свічки великої довжини при бурінні глибоких свердловин.

Для свердловин глибиною до 1500 м можна використовувати свічки довжиною 18 м; для свердловин глибиною до 3000 м - свічки завдовжки 25-26 м і для свердловин більшої глибини - довжиною 36-37 м.

Відповідно до цього застосовують і вишки різної висоти: для свічок довжиною 36-37 м - заввишки 53 м; для свічок 25-26 м -1 висотою 41-42 м.

Система обпирання вишки на фундамент. За цією ознакою бурові вишки можна поділити на вишки баштового і щоглового типів. До вишок баштового типу відносяться такі, в яких навантаження передається на три або чотири опори.

У вишках щоглового типу навантаження передається на одну або дві опори; для додання стійкості у вертикальному положенні такі вишки мають підкоси. До вишок щоглового типу відносяться так звані А-подібні вишки.

Рисунок 7.1 – Схема бурової вишки

Ступінь розбірної вишок. За ступенем розбірності вишки поділяються на вишки, що розбираються на окремі деталі - стержні (баштового типу) та секційні (в основному А-подібного типу). Останні складаються з великих нерозбірних секцій. Секційні вишки більш зручні при транспортуванні, на складання і розбирання їх витрачається менше часу.

Техніка безпеки при експлуатації вишок. Для безпечного ведення робіт перед початком буріння необхідно ретельно перевірити стан вишки. Такі ж перевірки потрібно періодично проводити і під час буріння, що особливо важливо перед спуском важких обсадних колон і при аварійних роботах.

Ні в якому разі не можна допускати прикладання підвищених навантажень на гак без ретельної перевірки стану всього підйомного обладнання, і в першу чергу, вишки і підкронблочних балок. Невиконання цього основного правила призводить до важких нещасних випадків (падіння кронблока на ротор, падіння вишки).

При перевірці необхідно звертати увагу на затягування гайок всіх болтів, що скріплюють деталі вишки між собою, з фундаментом і кронблоком; центрування вишки відносно осі свердловини і прямолінійності ніг; стан підкронблочних балок, маршових сходів і огорож; стан і натяг відтяжок.

Для безпечного ведення робіт в нічний час бурові установки обладнують електроосвітленням від ламп розжарення чи кварцових ламп згідно схеми, наведеної на рис. 7.2. Освітлюються всі робочі місця всередині бурових укриттів, а також територія бурової в межах розміщення обладнання, а також місця відпочинку бурової бригади. В освітлювальну систему бурової установки входять розподільні пристрої, до яких підведена електромережа, вимикачі, електропроводка, освітлювальна арматура та світильники. Світильники встановлюють в доступних для їх обслуговування місцях, орієнтуючи їх в бік обладнання, яке освітлюється.

Рисунок 7.2 – Схема встановлення світильників на баштових та матових вишках

1 – вишка, 2 – прибори, 3 - прожектори для АСП.

Дата добавления: 2013-12-14