6 Рекомендована література

6.1 Б.А. Авербух и др. Ремонт и монтаж бурового и нефтегазопромыслового оборудования. - М.: Недра, 1976.

6.2 С.Г. Скрыпник. Индустриальный метод сооружения буровых. - М. Недра, 1972.

6.3 П.Г. Денисов. Сооружение буровых. - М.: Недра, 1979.

6.4 А.Е. Анашкина и др.. Справочник мастера по вышкостроению. - М.: Центрлитнефтегаз, 2008.

6.5 A.A. Раабен и др. Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования. - М.: Недра, 1989.

6.6 С.Г. Скрыпник. Сооружение буровых на суше.-М.:Недра, 1981.

6.7 Е.А. Палашкин. Справочник механика по глубокому бурению. - М.: Недра,1981.

6.8 А.Н. Воєвода и др. Монтаж оборудования при кустовом бурений скважин. - М.: Недра, 1987.

6.9 В.Р. Возний, М.К. Ільницький, P.C. Яремійчук. Морські нафтогазові споруди. - Львів: Світ, 1977.

Лабораторне заняття № 2

Монтаж бурових вишок баштового типу

1 Мета і задачі роботи

1.1 Вивчення способів монтажу вишок баштового типу.

1.2 Вивчення конструктивних особливостей бурових вишок з врахуванням способу монтажу.

1.3 Вивчення конструкції вишкових підйомників на лабораторній моделі підйомника.

1.4 Вивчення технології монтажу бурових вишок баштового типу за допомогою вишкових підйомників

1.5 Визначення основних технічних показників підйомників для монтажу бурових вишок.

1.6 Вивчення методів контролю, регулювання та центрування бурової вишки під час монтажу та після його завершення.

За результатом проведення заняття студенти повинні

знати:

- конструктивні і технічні дані бурових вишок баштового типу різних марок;

- будову і принцип роботи як моделі вишкового підйомника так і натурного підйомника ПВ5-60;

- порядок проведення монтажних робіт при монтажі бурових вишок баштового типу;

- порядок монтажу бурових вишок баштового типу крокуючими стрілами, підвісною стрілою, методом Бержеця, способом Духніна;

вміти:

- складати порядок монтажу бурових вишок баштового типу вишковими підйомниками;

- застосовувати методи монтажу бурових вишок «зверху-вниз» і «знизу-вверх», а також різні способи монтажу в залежності від виду баштової вежі і існуючих умов монтажу;

- проводити монтаж модельного аналога бурової вишки на лабораторній установки і заміряти параметри монтажу.

2 Обладнання, прилади і матеріали та тривалість заняття

2.1 Лабораторна модель вишкового підйомника ПВ5-60 з пультом контролю і керування навчально-науково-дослідної бурової установки НБО-Д(Уралмаш-3Д) ІФНТУНГ.

2.2 Лабораторна модель вишки ВБ-53-320.

2.3 Набір вантажів, які імітують вагу окремих секцій вишки.

2.4 Вимірювальна лінійка довжиною 1 м (рулетка).

2.5 Штангенциркуль.

2.6 Набір інструменту (ключі, плоскогубці, викрутки і ін.).

2.7 Секундомір.

2.8 Набір болтів, гайок, шайб.

2.9 Плакати.

2.10 Тривалість заняття – 4 години.

3 Вказівки до підготовки і проведення роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно вивчити матеріал з конспекту лекцій, а також опрацювати літературу, яка наведена в розділі «Перелік рекомендованих джерел» п.8.

4 Основні теоретичні відомості

Найбільш часто монтаж бурових вишок баштового типу проводиться методом «зверху - вниз». Цей метод збирання вишок здійснюється за допомогою вишкових підйомників.

Вишкові підйомники розроблені декількох типів - це ПВК-1, ПВУ - 35, ПВ2 - 45, ПВЗ - 35, ПВ5 - 60 та інші. За принципом дії всі підйомники однакові і відрізняються розмірами, вантажопідйомністю та окремими конструктивними рішеннями.

За основу лабораторної моделі взято вишковий підйомник ПВ5 – 60. Лабораторна модель вишкового підйомника складається із подібних вузлів і деталей, що є і в натуральному підйомнику. Масштаб зменшення рівний десяти. Швидкості підйому траверс моделі і повнорозмірного підйомника майже аналогічні.

Лабораторна модель вишкового підйомника (рисунок 2.1) представляє собою просторову конструкцію, яка складається із наступних елементів: чотирьох спарених трубних стійок 1; чотирьох башмаків 2 — нижніх опор трубних стійок; чотирьох наголовників 3 - верхніх зв'язків трубних стойок; чотирьох нижніх поясів 4; чотирьох верхніх поясів 5; восьми діагональних стяжок 6 (по дві в кожній площині); двох траверс 7 з роликами 8 для страхового пристрою; двох несучих труб 9 для кріплення зібраних секцій бурової вишки; чотирьох верхніх 10 і чотирьох нижніх 11 блоків поліспастів, що служать для підйому зібраних та опускання секцій вишки, що розбирається. Верхні блоки поліспасту, які з'єднані з наголовниками, мають з ними загальну конструкцію, а нижні блоки вбудовані в кінці траверс, які контактують з спареними трубними стійками за допомогою направляючих повзунів 12. На башмаках розміщені ролики 13, призначені для направення ведучих віток оснастки поліспасту на окремі секції на барабні лебідки 15.

Натяг ведучих віток здійснюється лебідкою 15 за допомогою електродвигуна з черв'ячним редуктором 16. Ведучі вітки проходять від роликів 13 до барабана лебідки 15 через спрямовуючу гребінку 14.

На рисунку 2.2 наведена схема оснащення траверси запобіжним пристроєм, який призначений для утримання піднятих секцій вишки у випадку обриву каната оснастки одного із поліспастів. Запобіжний пристрій дає змогу опустити вниз зібрану частину вишки у випадку виходу з ладу одного з поліспастів.

На рисунку 2.3 показано сучасний вишковий підйомник ПВЛ в транспортному положенні. Наведені геометричні розміри підйомника. Перед транспортуванням всі рухомі частини фіксуються, а канати поліспасту зв’язуються в джгут.

На рисунку 2.4 - сучасний вишковий підйомник ПВЛ зображено в розкладеному стані, підготовленому до монтажу бурової вишки. Технічна характеристика наведена на рисунку.

Оснастка поліспастів підйомника ПВЛ показана на рисунку 2.5.

На рисунку 2.6 наведені схеми збирання вишки баштового типу за допомогою підйомника. На рисунку 2.7 показано змонтовану бурову вишку ВБ-53-320 на вишколебідковій основі. Всі основні геометричні розміри наведені на рисунку. Технічна характеристика даної бурової вишки:

- вантажопідйомність -3200 кН;

- вантажопідйомність монтажної перекладини кронблока – 60кН;

- система решітки – двохрестова;

- висота башти - 53 м;

- кількість балконів верхового – 2;

- висота розміщення балконів першого і другого - 23 і 35 м;

- маса - 50 т.

Рисунок 2.1 – Лабораторна модель підйомника для монтажу вишок баштового типу способом «зверху-вниз»

Рисунок 2.2 – Схема оснащення траверси підйомника для монтажу вишок баштового типу

Бурова установка університетської навчально-науково-дослідної лабораторії бурового обладнання і технологічних процесів оснащена буровою вишкою ВБ-53-320.

На рисунку 2.8 наведено схему монтажу вишки крокуючими стрілами, спосіб – «знизу – верх». Кожна стріла складається з труби 1 з чотирма отворами для хомутів і двох роликів. Цей спосіб збирання вишок має наступні недоліки: незручності і велика небезпека в роботі на висоті, значний об’єм підготовчих робіт, пов’язаних з підйомом і установкою стріли, балкони верхового і драбини встановлюються після збирання вишки.

На рисунках 2.9 і 2.10 показані схеми монтажу бурової вишки підвісною стрілою. Стріла складається з трьох секцій труб 1, з’єднаних між собою муфтами 2, поворотною головкою 3 з роликом 4 для робочого троса 5, основою 6 з направляючим роликом 7, чотирьох відтяжок 8, що забезпечують стійкість стріли у вертикальному положенні, чотирьох підвісок 9, які служать для підвіски стріли до зібраної частини вишки, верхнього 10 і нижнього 11 направляючих шківів для робочого сталевого канату і чотирьох стяжок 12 для надання жорсткості стрілі.

Цей спосіб монтажу вишок має ті ж недоліки, що і спосіб збирання вишок крокуючими стрілами. Цей спосіб відноситься також до монтажу способом «знизу – верх».

На рисунку 2.11 та 2.12 представлено монтаж та підйом вишки баштового типу методом Бержеця. Під час збирання і підйому вишки використовують підйомно – монтажну стрілу МПСБ-17 падаючого типу, яку монтують не на вишці, а на окремому фундаменті. Стріла МПСБ-17 (рис. 2.12,а) складається з щогли 1, зібраної з трьох труб за допомогою хомутів 2, двох упорів 3 і основи 4. Верхня частина щогли закінчується провушиною для кріплення блока поліспаста, а нижня – башмаком для з’єднання її з основою. Повністю оснащена вишка піднімається у вертикальне положення.

На рисунках 2.13, а та 2.13, б наведені схеми збирання і підйому вишки способом Духніна.

Цим способом збирають вишки типу ВМ-41.

Перед збиранням на площадці з двох боків від місця збирання деталі вишки розміщують, а бруси ставлять паралельними рядами на відстані 3,5 – 4 м один від одного по всій довжині вишки.

На викладених брусах повністю складають нижню (передню чи задню) грань вишки. Башмаки основ зібраної грані спеціальними шарнірами з’єднують з фундаментним брусом для можливого обертання вишки при підйомі. Потім на цій грані збирають інші деталі всіх секцій вишки в складеному стані. Для цього пояси бокових граней з хомутами основ з’єднують тільки одним болтом без затяжки, що дозволяє поясам обертатись на болтах при підйомі секцій. Збирання і підйом секцій вишки показаний на рис. 2.13, а.

Для піднімання складених секцій спочатку повністю збирають верхню секцію. Наступні секції підіймають за допомогою трактора чи лебідки, двох тросів 3, з’єднаних з хомутами основ секції, що піднімається, і пропущених через петлю монтажних стріл 2 і направляючих роликів 1. В кінці підйому секція утримується монтажним канатом 5. Для жорсткості при підійманні секцій верхня грань розтягується діагоналями з каната. З метою прискорення збирання можна підіймати одночасно дві секції вишки. Верхню грань воротних секцій перед підйомом збирають повністю і підіймають обертанням нижніх бокових поясів. Для попередження провисання при підйомі воротних секцій на стику основ і підкосів встановлюють додаткові накладки, які з’єднують скобами з напівпоясами воріт.

Після повного збирання вишки монтують підкронблочну і перехідну площадки, маршеві драбини та балкон верхового, для цього вишку підіймають на потрібну висоту і встановлюють на козли.

Підйом змонтованої вишки в вертикальне положення показано на рис. 2.13, б. Для підйому на нижні основи верхньої грані вишки в площині нижньої основи встановлюють підйомну стрілу 3 А-подібної форми, виготовлену з труб. Зібрану стрілу підтримують страховою відтяжкою 1. До основ верхньої грані вишки в кінці десятої і восьмої секції приєднують дві петлі з каната діаметром 20 мм. Петлі за допомогою замків з балансуючими роликами з’єднують з одною петлею каната діаметром 28 мм. На цю петлю встановлюють замок з балансуючим роликом, який з’єднують з підйомним тросом 9, а трос через верх стріли – з верхнім блоком талевої оснастки 7. Для попередження вишки від згину при підйомі в кінці п’ятої секції встановлюють додаткову петлю і з’єднують її з головою стріли. Канат талевої оснастки має діаметр 16 мм. Нерухомий кінець каната кріплять до верхнього блока, а ходовий - до лебідки чи трактора. Нижній блок кріплять до якоря, який розміщений на осі зібраної вишки на відстані 53 м від фундаменту.

Перед підйомом до вишки кріплять страхові відтяжки, які з’єднують з тракторами. Цими відтяжками вишка утримується в кінці підйому від падіння, коли центр ваги переміститься за площину шарнірів нижніх основ.

5 Порядок проведення заняття

на першій парі заняття:

5.1 На початку проведення заняття отримати індивідуальне завдання для виконання лабораторної роботи та пройти інструктаж з техніки безпеки.

5.2 Зняти копію (зарисувати ескіз) існуючих конструкцій вишок баштового типу та виділити окрему схему бурової вишки навчально-науково-дослідної бурової установки НБО-Д (Уралмаш-3Д») ІФНТУНГ.

5.3 Зарисувати (зняти копію) схеми вишкового підйомника та вивчити принцип роботи основної поліспастової системи і оснастки запобіжного пристрою(рис. 2.1, рис. 2.2)

5.4 Вивчити конструкцію лабораторної моделі вишкового підйомника, ознайомитись з його технічною характеристикою.

5.5 Вивчити технологію монтажу бурової вишки за допомогою вишкового підйомника і моделі вишки баштового типу ВБ 53-320.

5.6 На основі демонстрації роботи моделі вишкового підйомника скласти порядок операцій монтажу 1 секції.

на другій парі заняття:

5.7 Вивчити конструкцію приводу моделі підйомника, визначити його робочі параметри.

5.8 Теоретично і експериментально визначити швидкість підйому змонтованої частини вишки.

5.9 Провести порівняльний аналіз величин швидкостей , отриманих теоретичним і експериментальним шляхом.

5.10 Визначити максимальне навантаження, що діє на одну поліспастову систему реального підйомника для монтажу бурової вишки ВБ 53-320.

5.11 Навести порядок контролю під час монтажу і після монтажу бурової вишки ВБ 53-320.

5.12 Описати основні вимоги охорони праці під час монтажу бурових вишок підйомниками.

6 Методичні вказівки до проведення заняття

При підготовці до лабораторної роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал з монтажу бурових вишок. При цьому необхідно користуватись літературою, вказаною в розділі 8. Для кращого засвоєння матеріалу необхідно відповісти на питання для самоперевірки. Приділити увагу особливостям конструкції вишкових підйомників і технології монтажу та демонтажу вишок баштового типу. Додаткову інформацію можна отримати у викладача під час консультацій та вивчити зміст плакатів.

Для виконання лабораторної роботи необхідно скласти звіт по п.п. 5.1-5.12, в якому висвітлити теоретичні питання, виконати всі необхідні схеми, таблиці, малюнки.

7 Питання для самоконтролю

7.1 Перелічіть існуючі способи монтажу бурових вишок баштового типу.

7.2 Чим відрізняються способи монтажу бурових вишок баштового типу один від одного?

7.3 Вкажіть переваги монтажу вишок способом «зверху - вниз»

7.4 Опишіть конструкцію підйомника ПВ5-60.

7.5 Опишіть технологію монтажу вишок за допомогою підйомників.

7.6 Назвіть функції запобіжного пристрою.

7.7 Перелічіть основні вимоги до вишок при монтажі їх різними способами.

7.8 Назвіть, які методи контролю використовують під час монтажу бурових вишок баштового типу.

7.9 Опишіть способи регулювання та центрування бурових вишок під час монтажу та після його завершення.

7.10 Перелічіть, який інструмент, пристрої та устаткування використовується під час монтажу бурових вишок баштового типу.

7.11 Перелічіть основні особливості монтажу полать верхового робітника та маршевих драбин.

7.12 Назвіть, які навантаження діють на одну поліспастну систему підйомника для монтажу баштових вишок.

7.13 Назвіть, які методи безпеки застосовуються під час монтажу бурових вишок.

7.14 Назвіть послідовність дії вишкомонтажної бригади після завершення монтажу бурової вишки.

7.15 Вкажіть, коли і де встановлюються відтяжки на буровій вишці та в яких випадках їх застосовують.

8 Список рекомендованих джерел

8.1 Скрыпник С.Г. Индустриальный метод строительства буровых. М.: Недра, 1972.

8.2 Авербух Б.А. Монтаж и ремонт бурового и нефтегазопромыслового оборудования. М.: Недра, 1976.

8.3 Денисов П.Г. Сооружение буровых. М.: Недра, 1989.

8.4 Раабен А.А.,Шевалдин П.Е., Маскутов Н.Х. Ремонт и монтаж нефтегазопромыслового оборудования. М.: Недра, 1989.

8.5 Денисов П.Г. Сооружение буровых. М.: Недра, 1974. 392 с.

Рисунок 2.3 – Підйомник вишки ПВЛ (транспортне положення)

Рисунок 2.4 – Підйомник вишки ПВЛ

а - монтаж верхньої секції; б – підйом секції вишки з балконом; в – піднята вишка

Рисунок 2.6 – Схема монтажу вишки баштового типу за допомогою підйомника

Рисунок 2.7 – Вишка ВБ-53-320 на вишко-лебідковій основі

Рисунок 2.9 - Монтаж вишки підвісною стрілою ПМС-14-2.

1 – основа вишко-лебідкова; 2 - обвідний ролик канату; 3 – стріла монтажна; 4 – натяжний канат; 5 – передня (нижня) грань вишки; 6 - задня (верхня) грань вишки; 7 – сталеві канати кріплення вишки; 8 – брусок підкладний; 9 – підставка; 10 – зібрана вишка

Рисунок 2.11 – Монтаж за методом Бержеця

Рисунок 2.12 – Підйом вишки способом Бержеца

а

1 - направляючий ролик; 2 - монтажна стріла; 3 - монтажний штроп; 4 - штроп; 5 - монтажна відтяжка; 6 - прокладка; 7 - стрижень ноги верхньої панелі; 8 - планка; 9 - з'єднувальний хомут; 10 - боковий стрижень поясу; 11 - нижня панель вишки; 12 - тяга верхньої панелі

Рисунок 2.13 а) Схема збирання бурової вишки в горизонтальному положенні за методом Духніна.

б

1 - відтяжка довжиною 100 м; 2 - штроп довжиною 30 м; 3 - підйомна стріла; 4 - штроп довжиною 55 м; 5 - допоміжна стріла; 6 - шарнір; 7 - талевий трироликовий блок; 8 - відтяжка довжиною 40 м; 9 - талевий канат

Рисунок 2.13 б) Схема підйому бурової вишки за методом Духніна.

Лабораторне заняття № 3