Буровые вышки: основные геометрические параметры и типы. Определение высоты и нагрузок.

Устанавливается над устьем скважины и предназначена для установки талевого механизма, устройств для механизации СПО (спуско-подъемных операций) и размещения бурильных труб. Высоту вышки определяет высота свечи при СПО

Требования к вышкам:

надежность при заданной грузоподъемности;

работоспособность в различных климатических условиях без ремонта на

весь заданный период эксплуатации;

мобильность при монтаже а также возможность перетаскивания в

вертикальном положении на другую точку;

возможность размещения во внутреннем пространстве балкона для

размещения 2 помощника бурильщика и механизмов АСП;

возможно меньшая стоимость и трудоемкость изготовления;

удобство обслуживания и безопасность работы персонала.

технологически-конструкционные требования:

Вышки классифицируются:

по максимально допустимой нагрузке;

по размером (высота вышки и площадь ее основания);

по системе опирания и передачи нагрузки на основание;

по степени разборности и способу монтажа.

Основные параметры вышек:

максимальная нагрузка на вышку, т.е. предельно допустимая вертикальная

статическая нагрузка на крюк, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины;

размеры вышки: высота определяется необходимым расстоянием между

уровнем пола буровой и рамой кронблока:

;

где расстояние от пола вышки до торца замка подвешенной свечи;

длина штропов, крюка и талевого блока;

запас на переподъем, т.е. расстояние между верхним торцом талевого блока и нижней поверхностью кронблока (6…10м);

длина свечи.

В процессе бурения применяют свечи длиной 18, 24, 27, иногда до 36м

Для свечи длиной 18м высота вышки 27…29м, для свечи 24 и 27 м высота вышки 38…45м, для свечи 36м высота вышки 53м.

При бурении скважин применяются вышки двух типов:

1) башенного типа, в них четыре несущие ноги связаны решеткой в единую пространственную систему;

2) мачтового типа, в которых присутствуют:

а) две несущие ноги, связанные между собой в верхней части наголовником;

б) одна несущая нога.

 

7.1.1.БАШЕННЫЕ ВЫШКИ.

 

пилонная вышка из труб большого диаметра

пилонная вышка из сварных четырехгранных ферм

жесткая решетка

гибкая решетка

Преимущества вышек башенного типа:

1) высокая жесткость и сопротивляемость кручению под действием момента сил;

2) небольшая трудоемкость изготовления; 3)простота смены поврежденных узлов и элементов.

7.1.2.МАЧТОВЫЕ ВЫШКИ.

П-образная

А-образная

 

1) высота размещения балконов зависит от длины свечей и определяется по следующей формуле:

;

где длина свечи;

наклон свечи по вертикали ( );

высота подсвечника;

расстояние от верхнего конца свечи до пола площадки верхнего помбура.

2) площадь магазина:

;

где 1,2-коэффициент заполнения;

глубина скважины;

площадь по диаметру бурильного замка.

3) материалоемкость вышки оценивается по удельной массе:

;

где масса вышки;

грузоподъемность вышки;

высота вышки.

 

24 Крупноблочные основания буровых установок, выбор основных параметров.

Основание буровой установки-металлическая конструкция, собираемая из отдельных сварных секций и установленная на поверхности земли. Материал изготовления-профильный прокат и трубы.

Основные требования к основаниям:

обеспечение необходимых размеров пола буровой и пространства для

монтажа устьевого оборудования;

достаточная прочность и жесткость для восприятия нагрузок;

быстрота и удобство монтажа, демонтажа и транспортировки;

сохранность при многократных транспортировках.

Основания подразделяются на мелко- и крупноблочные

Нагрузки, действующие на основание:

вес вышки и ее усилие;

вес бурового оборудования;

вес свечей;

вес колонны, установленной на роторе.

Наибольшая нагрузка-максимально допустимая нагрузка на ротор и нагрузка

на подсвечник, которая создается весом бурильной колонны при наибольшей глубине бурения.

Отметка пола буровой определяется двумя факторами: необходимостью размещения противовыбросового оборудования на устье скважины и обеспечением работы системы очистки раствора и буровых насосов под заливом.

Если ротор снабжен встроенными клиньями, необходимо учитывать и их высоту.

Таким образом, при установке противовыбросового оборудования необходимая высота пола буровой

H = h₁+d+h₂,

где h₁-высота превенторной сборки;

d-зазор между клиньями и превенторной сборкой, обычно принимаемый равным 50-70 мм;

h₂-расстояние от пола буровой до низа ротора или встроенных клиньев.

Для обеспечения работы буровых насосов под заливом потребная высота пола буровой складывается из высот оборудования для очистки раствора с учетом высоты установки ротора. Необходимая высота пола буровой в этом случае

 

Рисунок 11.2 – Схема определения высоты пола буровой установки по оборудованию для очистки раствора:

1– ротор со встроенными клиньями; 2 – устьевой желоб; 3 – вибросито или сито-конвейер; 4 –очистной желоб; 5 – приемная емкость.

H = h₁+d+h₂+h₃+h₄+h₅, (11.2)

где h₁- расстояние от пола буровой до низа ротора или клиньев;

d- зазор между клиньями и дном устьевого желоба, принимаемый обычно равным 50-70 мм;

h₂,h₃,h₄- перепад высот в устьевом желобе, в виброситах или сито-конвейерах и желобах;

h₅- высота приемного резервуара.

Величины h₁ и h₂ определяются по следующей формуле:

h_i = l/i, (11.3)

Здесь l-длина желобов в горизонтальной плоскости;

i - уклон желобов ( для устьевого желоба i =0,02; для очистного желоба i = 0,01).

Нагрузки, действующие на основание:

1) ликвидация прихватов-действует полный комплект свечей, крюк нагружен полной нагрузкой и присутствует ветровая нагрузка:

;

где вес вышки;

нагрузка на крюке;

вес оборудования, смонтированного на полу буровой;

вес комплекта свечей.

2) нагрузка на крюке отсутствует, но имеется нагружение от обсадной колонны:

;

где вес обсадной колонны, установленной на роторе.

3) процесс транспортировки с полным комплектом оборудования

Площадь основания:

;

где вес основания с приложенными на него нагрузками;

допустимое напряжение сжатия грунта.