Определение параметров буровой вышки

Определение параметров буровой вышки

По заданному значению глубины скважины L и рассчитанному значению максимальной грузоподъемности Q_крmax,кН определить параметры буровой вышки. Схема к расчету представлена на рисунке 4.

Определение вертикальной нагрузки на вышку

Вертикальная нагрузка на вышку Q_В, МН

 

	QB =(Qкр MAX +qТС )КД+РХКНАИБ ⋅КД +РНК ⋅КД +Gкронбл+GКАН ,
где qтс	-	вес подвижной части талевой системы, кН.
		qтс= 0,06 ּ Qкр мах
КД	-	коэффициент динамичности, КД=1,25;

 

 

 

Рхк наиб	-	наибольшее натяжение ходового конца каната при
		подъеме колонны, кН
		Р	хкнаиб	=	Qкр max +qтс	,
		iтс ⋅ηтс
Iтс	-	число подвижных струн талевой системы. Выбирается в
		зависимости от грузоподъемности буровой установки по
		таблице 1.
ηтс	-	к.п.д. талевой системы, ηтс=0,825 [2].
РНК	-	натяжение неподвижного конца каната при подъеме
		колонны, кН

 

		РНК= 0,82 ⋅ РХКНАИБ,
Gкронбл	-	нагрузка от массы кронблока, Gкронбл=0,05 МН;
Gкан	-	нагрузка от массы каната, Gкан=0,02 МН.

Определение полезной высоты вышки

 

Полезная высота вышки Н_П, м

 

	НП=hб+ДШ+hК+lСВ+hТ,
где hб	- запас высоты на переподъем, безопасное расстояние между
	верхним торцом талевого блока и нижней плоскостью
	кронблока, hб =3…6 м;
ДШ	- диаметр шкива талевой системы, м
	ДШ = 37·dк,
dк	- диаметр талевого каната, м. Диаметр талевого каната
	определяется исходя из разрывного усилия Рр, кН
	Рр =Рхкнаиб.⋅S,
S	- коэффициент запаса прочности, S = 3,0.

 

По таблице 2 выбирается диаметр талевого каната d_к = …..., марки……

hК	-	высота крюка, штропов, hК = 2,0…4,0 м;
lСВ	-	длина свечи, м, выбирается по таблице 3.
hТ	-	расстояние по вертикали от пола буровой до торца замка
		подвешенной свечи, hТ =1,2…1,75 м.

Таблица 3 – Длины свеч, применяемые в зависимости от наибольшей нагрузке на крюке

Qкр мах

0,5

0,8

1,25

1,6

2,0

3,0

4,0

l СВ

2.1.3 Определение полной высоты вышки

Полная высота вышки Н, м

Н=НП+hO+hКОЗ,

hО

- расстояние от пола буровой до опорного башмака вышки,

hО = 0…6 м;

hКОЗ

- расстояние

между

нижней

плоскостью

кронблока

и

 

верхом козел вышек, h_КОЗ =4,5…5,7 м;

Определение высоты расположения балконов

	Высота расположения нижней полости балкона для верхового
рабочего НР, м:
	- для вышек мачтового типа
			НР= (lСВ·cos α)+ hПОДСВ. - hПЛ+ hО,
где	α	-	угол наклона свечи к оси вышки, α=1,5…3°;
	hПОДСВ	-	высота подсвечника над уровнем пола буровой: при
			работе с АСП hПОДСВ = 1,7…2,6 м; при работе без АСП
			hПОДСВ = 0,3…0,4 м;

 

h_ПЛ - отметка пола площадки верхового рабочего от верхасвечи, установленной за палец, h_ПЛ =1,2…2,4 м;

-для вышек башенного типа в случае выбора двух балконов следует Н_Р определять для двух длин свеч (l_СВmax и l_СВmin) [2].

Высота расположения первого балкона Н_РВ, м

		НРВ= (lСВmax·cos α)+ hПОДСВ. - hПЛ+ hО,
где lСВmax	-	максимальная длина свечи, м.
Высота расположения второго балкона НРН, м
		НРН=(lСВmin·cos α)+ hПОДСВ.- hПЛ+ hО,
lСВmin	-	минимальная длина свечи, м.

Определение нагрузок, действующих на вышку

ГЛАВА 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ

РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОВОДИМЫХ В ОБЛАСТИ

ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Буровых установок

Эффективность строительства нефтяных и газовых скважин, в основном, зависит от совершенства применяемых буровых установок. Как отмечается в работе [22], одним из существенных факторов, влияющих на показатели буре­ния, является уровень буровой техники, т.е. эксплуатационно-технические по­казатели, в том числе производительность, долговечность, монтажные качества и транспортабельность бурового оборудования и, в первую очередь, буровых установок.Повышение технического уровня буровой установки, обусловливающее рост производительности всего комплекса работ по строительству скважин, в основном определяется конструктивными решениями на стадии проектирова­ния. При этом первостепенное значение приобретают проблемы стоимости, на­дежности, производительности и затрат на эксплуатацию буровых установок. Решение этих проблем требует от конструктора не только использования про­грессивных материалов, и более технически совершенных систем, узлов и ме­ханизмов, но и перехода от традиционных методов проектирования к автоматизированным, основанным на широком применении САПР и математических моделей разрабатываемых конструкций.Буровая установка представляет собой комплекс узлов и механизмов функционально взаимосвязанных.

В состав буровой установки входят следующие комплексы [64,65]:

- для бурения и работ с трубами;

- для ведения спуско-подъемных операций;

- для наземной и скважинной циркуляции раствора;

- для подготовки и распределения воздуха;

- для энерго (электро) снабжения;

- для водо-паро снабжения и обогрева;

- для предупреждения и контроля выброса из скважины;

- для управления и контроля процессов бурения;

- для заканчивания скважин;

- для обеспечения охраны окружающей среды;

- для транспортировки и монтажа оборудования;

- для ведения ремонтных и погрузочно-разгрузочных работ;

- для соцкультбыта;

Таким образом, современная буровая установка со всеми своими ком­плексами представляет сложный производственный объект для выполнения ра­бот в полевых условиях в практически любой погодно-климатической обста­новке. При этом буровое оборудование должно обеспечивать строительство скважины с высокими технико-экономическими показателями, определяемыми, в основном, конструктивно заложенной в нем технической характеристикой.

 

 

Основными производителями буровой техники в России являются Ураль­ский завод тяжелого машиностроения - «Уралмаш» и Волгоградский завод бу­ровой техники - ВЗБТ. Тенденции развития и совершенствования буровой тех­ники рассмотрим на примере ВЗБТ.

ВЗБТ проектирует и выпускает установки, предназначенные для бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть, газ и другие жидкие и га­зообразные полезные ископаемые в электрифицированных и не электрифици­рованных районах роторным способом и забойными двигателями (турбобуры, винтовые двигатели, электробуры). На рис. 1.1 прослеживается постоянный рост грузоподъемности изготавливаемых заводом буровых установок, обуслов­ленный требованиями буровых предприятий. Соответственно растет и энерго­вооруженность установок, необходимая для привода основных агрегатов — ле­бедки, насосов, ротора. Это дает возможность увеличить мощность на привод­ном валу лебедки, на столе ротора, повысить производительность и давление буровых насосов.

Сам привод также меняется: если в 50-х годах он в подавляющем числе случаев был групповым, то уже с начала 80-х групповой привод вытесняется индивидуальным ввиду неоспоримых преимуществ последнего. Дизель-гидравлический привод уступает место электрическому (для не электрифици­рованных районов - дизель-электрическому). При этом с конца 80-х годов в со­трудничестве с институтом ВНИИэлектропривод для буровых установок разра­батывается и начинает применяться привод, включающий электродвигатели постоянного тока и использующий тиристорные преобразователи. Это дает возможность значительно упростить кинематическую схему трансмиссии за счет уменьшения количества передач и существенно облегчает работу буриль­щика.

Монтажеспособность и способ транспортирования буровых установок с одной точки бурения на другую диктуются, в основном, требованиями эксплуа­тационников

 

 

Определение параметров буровой вышки

По заданному значению глубины скважины L и рассчитанному значению максимальной грузоподъемности Q_крmax,кН определить параметры буровой вышки. Схема к расчету представлена на рисунке 4.