§ 2. БУРОВЫЕ ВЫШКИ. УСТРОЙСТВО И ПАРАМЕТРЫ

 

  Главная      Учебники - Разные     Буровые машины и механизмы (Лесецкий В.А.) - 1980 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     10      11      12      13     ..

 

 

 

 

§ 2. БУРОВЫЕ ВЫШКИ. УСТРОЙСТВО И ПАРАМЕТРЫ

Буровая вышка представляет собой вертикальную металлическую конструкцию в виде усеченной пирамиды, сужающуюся кверху. Она состоит из боковых граней, верхняя часть которых снабжена рамой для монтажа кронблока, а нижняя часть граней крепится к основанию буровой. В средней части вышки смонтированы балкон для работы второго помощника бурильщика и магазин для размещения верхних концов свечей. Вышки оборудуются лестницами.

Вышки различают по конструкции — мачтовые или башенные, по максимальной нагрузке, по размерам — высоте и площади основания, по системе опирания и передачи нагрузки на основание, по степени разборности и способам монтажа.

Основными параметрами вышек являются максимальная нагрузка и размеры вышки.

Максимальная нагрузка — это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка на крюк, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины независимо от вида и продолжительности выполняемых операций. Действующие в процессе проводки скважины нагрузки ниже предельной не должны приводить к разрушению вышки. Если эта нагрузка превышена, то разрушение возможно.

Размеры вышки — высота, ширина и длина основания и площадки под кронблок. Высота определяется необходимым расстоянием между уровнем пола буровой и рамой кронблока для перемещения талевого блока при СПО (рис. II.2):

 

 

H=h1+h2+h3+l

 

 

где h—расстояние по вертикали от опоры ног-вышки до торца замка подвешенной свечи; h2 — длина штропов, крюка и талевого блока; h3 — запас на переподъем — расстояние между верхним торцом талевого блока и нижней поверхностью кронблока; l — длина свечи.

Для уменьшения времени на СПО бурильные трубы извлекают из скважины соединенными по две или три, т. е. образуется свеча длиной 18, 24 или 27 м в зависимости от длины труб. В некоторых случаях применяют свечи длиной до 36 м, составленные из трех труб по 12 м или четырех труб по 9 м. Длина свечи ограничивается диаметром труб, так как установленные вертикально в буровой свечи прогибаются тем сильнее, чем меньше их диаметр.

Обычно при длине свечи 18 м высота вышки составляет 27—29 м, при длине 24—27 м высоте — 38—45 м, а при длине 36 м высота вышки достигает 53 м. С увеличением высоты вышки значительно возрастает ее масса, усложняются монтаж и транспортировка. Применение свечей той или иной длины определяется экономической целесообразностью.

 

 

Рис. 11.2. Схема определения высоты вышки 

 

 

Вышки подразделяются на мачтовые, имеющие одну или две опоры, и башенные, имеющие три или четыре опоры. Степень разборности вышки зависит от ее монтажеспособности и транспортабельности. Мачтовые секционные вышки состоят из нескольких сварных неразборных секций, собираемых обычно в горизонтальном положении, мачтовую вышку поднимают в собранном виде.

Башенные вышки собирают в вертикальном положении из отдельных элементов, на что тратится больше времени, чем при монтаже мачтовых.

Мачтовые вышки бывают одно- и двухопорные с открытой передней гранью корытообразной формы или с двумя открытыми гранями А-образной формы. А-образные вышки в Советском Союзе более распространены вследствие лучших эксплуатационных качеств, небольшой металлоемкости и быстроты сборки. Вышка А-образного типа состоит из сварных трех- или четырехгранных ферм — мачт, соединенных между собой в верхней части подкронблочной рамой, а внизу прикрепляемых к основанию буровой на шарнирах. Каждая мачта в зависимости от высоты вышки состоит из трех-пяти сварных секций. Секции свариваются из труб или профильного проката. Концы секций снабжены фланцами для соединения их между собой при сборке.

Верхняя секция имеет проушины, к которым присоединяются подкронблочная рама и козлы для нагрузок 0,01—0,02 МН с роликом для производства ремонтных работ с кронблоком. Жесткость и геометрическая форма вышки обеспечиваются обычно диагональными стяжками и подкронблочной рамой. Для устойчивости в рабочем положении вышка оборудуется подкосами и оттяжками. Подкосы при помощи проушин соединены с ногами вышки и башмаками основания.

Балкон второго помощника бурильщика и магазин для свечей представляют собой металлическую конструкцию, удерживаемую на мачте в горизонтальном положении при помощи подкосов. Для изменения емкости магазина служит ограничитель. Балкон по внутреннему периметру снабжен перилами, а по наружному — укрытием для защиты рабочего от непогоды.

В некоторых конструкциях мачтовых вышек маршевые лестницы с переходными площадками монтируются в одной из ног вышки от пола буровой до балкона, а от балкона до крон-блока— лестницы туннельного типа для обслуживания крон-блока.

Стояк манифольда высокого давления расположен обычно внутри ноги вышки. Для обслуживания и смены бурового рукава высокого давления предусматривается небольшая площадка, смонтированная также внутри ноги вышки.

Центрирование вышки в рабочем положении в направлении продольной оси основания вышечного блока осуществляется подвижными башмаками подкосов, а в направлении поперечной оси — винтами регулируемых опор ног вышки.

На рис. II.3 показана вышка мачтового типа ВМ45-185Бр, которой комплектуются буровые установки БУ-2500. Секции этой вышки имеют четырехгранное сечение. Нога вышки собирается из четырех секций. В одной из ног встроены маршевые, а в другой — пожарные лестницы. Вышка снабжена устройством для ее центрирования, допускающего перемещение до 600 мм в каждую сторону от оси ротора.

К преимуществам мачтовых вышек относятся: хороший обзор вдоль граней, быстрота сборки мачт и монтажа вышки, возможность удобного размещения оборудования и механизмов для СПО. Недостатками их конструкций являются довольно высокая трудоемкость при изготовлении и сложность ремонта ферм на промыслах.

 

 

 

 

Рис II 3. Мачтовая вышка А-образного типа ВМ45-185Бр:
1 — подъемная стойка; 2, 3, 4 и 6 — секции мачты, 5 — пожарные лестницы; 7 — монтажные козлы для ремонта кронблока; 8 — подкронблочная рама; 9, 10 и 14 — растяжки; 11 — оттяжки, 12 — тоннельные лестницы, 13 — балкон; 15 — предохранительный пояс; 16 — маршевые лестницы; 17 — шарнир

 

 

Рис. II.4. Башенная вышка:
1 — нога; 2 — ворота; 3 — балкон; 4 — подкронблочная площадка; 5 — монтажные козлы; б — поперечные пояса; 7 — стяжки; 8 — маршевая лестница 

 

 

Башенные вышки (рис. II.4) выполняются в виде правильной четырехгранной усеченной пирамиды, состоящей из четы, рех ног, передающих нагрузку от кронблока к основанию. В верхней части ноги соединены между собой подкронблочной площадкой, обычно размером 2x2 м, а внизу ноги опираются на основание размером 8X8 или 10X10 м в зависимости от высоты вышки. Между собой ноги соединены горизонтальными поясами и диагональными стяжками, образующими решетку вышки. Пояса и стяжки крепятся к ногам болтами.

Первый снизу пояс вышки монтируется на высоте 8—12 м. В передней со стороны мостков грани пирамиды предусмотрены ворота, образуемые полураскосами для затаскивания в буровую труб и другого оборудования.

На высоте 23, 25 или 34 м, определяемой длиной свечи, смонтирован четырехсторонний балкон с квадратным пролетом посередине с выступающей внутрь фонаря площадкой второго помощника бурильщика (площадка размером 0,7—0,8 м).

Балкон и площадка ограждены перилами. Снаружи балкон и нижняя часть вышки снабжены укрытиями для защиты рабочих от непогоды. На расстоянии 0,5 м ниже пола балкона расположены магазины для установки верхних концов свечей при спускоподъемных операциях.

Снаружи вышки располагают маршевые лестницы с перилами и переходными площадками от пола буровой до подкронблочной площадки. Преимуществами башенных вышек являются жесткость и устойчивость их конструкции, небольшая трудоемкость изготовления и простота смены поврежденных деталей. К недостаткам относятся большая металлоемкость и трудоемкость сборки по сравнению с вышками мачтового типа.

Основная характеристика вышек мачтового и башенного типов приведена в табл. II. 1.

 

 

Таблица II.1 

 

 

 

Конструкции вышек

Мачтовая А-образная вышка ВМ45-185Бр состоит из двух четырехгранных ног, каждая из которых представляет собой секции из четырех сварных труб длиной по 10 м. Концы секций снабжены фланцами для соединения их между собой хомутами. На концах верхней секции имеются проушины для соединения с подкронблочной рамой. На раме установлены монтажные козлы для ремонта кронблока. Концы нижней секции соединяются с регулируемыми опорами основания вышечного блока.

Для устойчивости в вертикальном положении вышка снабжена подкосами и одним ярусом растяжек. Вышка предназначена для работы со свечами длиной 25 и 27 м. На высоте 22,5 или 24,5 м от пола буровой на передней грани вышки закреплен передвижной балкон второго помощника бурильщика.

Четырехгранная нога вышки имеет две несущие нагрузку трубы диаметром 140 мм с толщиной стенки 8 мм. Две другие трубы диаметром 89 мм с толщиной стенки 6,5 мм не являются несущими, а служат для жесткости. Пояса и раскосы изготовляют из труб диаметром 60 мм с толщиной стенок 6 мм.

Мачтовая А-образная вышка ВАС-42П состоит из двух несущих нагрузку ног, собираемых из четырех сварных решетчатых ферм, изготовленных из труб. Диаметр несущих нагрузку труб 140 мм. В сечении нога представляет собой равносторонний треугольник со стороной 1,8 м, секции соединяются при помощи фланцев.

Подкосы для удержания вышки в вертикальном положении изготовлены из труб диаметром 426 мм; для устойчивости вышка снабжена двумя ярусами оттяжек. От пола до балкона вышка оборудована маршевой лестницей, а от балкона до крон-блока лестницей-стремянкой. 

 

 

 

Рис. 11.5. Четырехгранная мачтовая вышка для нагрузок до 6 МН и привышечные сооружения:
1 — мачта; 2 — ведущая ветвь каната; 3 —кронблок; 4 — балкон; 5 — будка бурильщика; 6 — основание вышки; 7 — наклонные мостки; 8 — основание лебедки

 

 

 

В зарубежной практике бурения в настоящее время не применяют вышки башенного типа из-за сложности их монтажа.

Существует довольно большое разнообразие конструкций вышек мачтового типа. Такие вышки используют при нагрузках до 8—10 МН. Высота их обычно не более 43 м, так как свечей длиннее 27 м не применяют. Мачтовые вышки особенно большой грузоподъемности изготовляют с открытой передней гранью из отдельных секций длиной по 10—12 м сваренных из стального проката. Секции мачты собирают в горизонтальном положении, после чего мачту поднимают.

На рис. II.5 показана четырехгранная мачтовая вышка с открытой передней гранью, к которой прикреплен балкон. Две плоские боковые грани сварены с задней и образуют форму швеллера. Передние стойки несут большую часть нагрузки, задние — меньшую и служат для создания жесткости.

Секции вышки коробчатой формы сварной конструкции из профильного проката. Ось движения талевого блока проходит между передними стойками. Максимальная нагрузка 6 МН, высота вышки 42 м, высота основания ротора 9,6 м и основания лебедки 2 м.

Согласно американским нормам, устойчивость вышки без оттяжек обеспечивается до скорости ветра 150 км/ч. Вышки снабжаются только лестницами-стремянками и иногда подъемниками для второго помощника бурильщика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     10      11      12      13     ..