ЛабРабота №2 - Буровые вышки башенного типа
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Институт нефти и газа
Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности»
БУРОВЫЕ ВЫШКИ БАШЕННОГО ТИПА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине «Машины и
оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин» для студентов очного и заочного обучения специальности 17.02.00 (МОП)
Тюмень 2003
Утверждено редакционно-издательским советом
государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Составители: |
доцент, к.т.н. |
Анашкина А.Е. |
|
ассистент |
Чувашев В.П. |
© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
2004г.
1 ТИПЫ БАШЕННЫХ ВЫШЕК
Башенные вышки имеют четыре несущие ноги, связанные решеткой (рис1) в единую пространственную систему в виде четырехгранной усеченной пирамиды. Они имеют четыре опоры, которыми устанавливаются на фундамент или на основания. Такие вышки изготовляют отдельными секциями из труб или профильного проката. Каждая секция состоит из отдельных деталей: четырех ног, поясов, соединяющих ноги секций в верхней и нижней частях, и диагональных тяг или раскосов в зависимости от конструкции вышки. При сборке детали вышки соединяют болтами.
Рис.1 Решетки башенных вышек:
а-крестовая, б-двухкрестовая, в-ромбическая, г-полураскосная.
У вышек высотой 41 м верхнее основание равно 2Х2 м, а нижнее 8Х8 м. Нижнее основание у вышек высотой 53 м равно 10Х10 м. Ноги нижней и верхней секций вышек имеют опорные плиты, которыми они крепятся к основанию при помощи болтов. На плиты верхних секций устанавливают подкронблочную раму.
Внизу в передней (со стороны приемного моста) и задней гранях вышек имеются ворота высотой 10,5 – 12 м, состоящие из двух полураскосов.
Вышки высотой 41 м оборудуют одним балконом, а высотой 53 м двумя балконами на внешних гранях вышки, которые служат укрытием для второго помощника бурильщика во время спуско-подъемных операций. На балконе устанавливают люльку для работы верхового и пальцы для установки бурильных свечей.
По исполнению основных несущих элементов (ног, поясов) вышки можно подразделить на трубные и из профильного проката. Современные конструкции трубных вышек имеют ряд преимуществ перед профильными. В них гораздо меньше болтовых соединений, и имеют меньшую массу и основные элементы таких вышек при перевозке более устойчивы к деформациям.
3
Наибольшее распространение получили трубные вышки типа 2ВБ- 53-320 конструкции ВНИИнефтемаша.
Условное обозначение Вышки обозначаются следующим образом: например ВБА-53-320: В – вышка, Б – башенная, А – рассчитана на применение АСП, 53 – полезная высота, м; 320 – грузоподъемность на крюке, т.
2 КОНСТРУКЦИИ БАШЕННЫХ ВЫШЕК
2.1 Вышка ВМ1-40М
Вышка ВМ1-41М (рис.2.1) состоит из труб с крестовой решеткой из гибких диагональных тяг. Ноги вышки выполнены из труб диаметром 168Х8 мм. Торцы труб обработаны для плотного прилегания при стыковке Пояса изготовлены также из труб, а тяги из круглого проката. На концах тяг нарезана резьба для регулирования их натяжения при сборке вышек.
Технологическая характеристика основных вышек башенного типа приведена в табл. 1.
Вышка ВБО-42-200 состоит из труб с открытой передней гранью и жесткой раскосной решеткой. Две передние ноги, воспринимающие основную нагрузку, выполнены из труб размером 426Х8 мм. Задние ноги имеют несколько больший уклон и выполнены из труб размером 194Х6 мм. Решетка из поясов и раскосов жестко связывает между собой ноги по П-образному периметру. Пояса и раскосы выполнены из труб размером
194Х6 мм. 4
В связи с наличием открытой передней грани пояса на нескольких секциях выполнены в виде П-образных плоских форм, что повышает поперечную жесткость всей конструкции вышки.
На балконе имеется магазин для механизированной расстановки свечей. Свечи в нем верхними концами опираются на толкатель, способный передвигаться по направляющим к центру вышки. На подвышечном
Таблица 1
Технологическая характеристика основных вышек башенного типа
Параметры |
ВМ1- |
ВБО-42- |
4ВБ-53- |
ВБ-53- |
ВБА-53- |
ВБА-58- |
|
41М |
200 |
300 |
320 |
320 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная |
2000 |
2000 |
3500 |
3200 |
3200 |
4000 |
нагрузка на крюке, Кн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота,м: |
|
|
|
|
|
|
от опорных плит |
41 |
42,47 |
53 |
53,5 |
53,85 |
64 |
до подкронблочных |
|
|
|
|
|
|
балок |
|
|
|
|
|
|
общая |
44,9 |
44,7 |
57 |
56,8 |
57,65 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
4
ПРОДОЛЖЕНИЕ ТАБЛИЦИ 1
Размеры оснований,м: |
|
|
|
|
|
|
||
верхнего |
|
2Х2 |
2,2Х2,2 |
2Х2 |
2Х2 |
6,2Х3 |
5Х5 |
|
нижнего |
|
8Х8 |
8Х6,5 |
10Х10 |
10Х10 |
10Х10 |
16,5Х16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота |
размещения |
|
|
|
|
|
|
|
балкона,м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
верхнего |
|
22 |
22,5 |
35 |
35,1 |
34 |
39 |
|
нижнего |
|
- |
- |
22 |
23,1 |
- |
27 |
|
Число секций |
|
10 |
7 |
12 |
9 |
10 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная |
|
30 |
40 |
60 |
60 |
60 |
100 |
|
нагрузка на козлы,Кн |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число |
маршевых |
8 |
14 |
9 |
8 |
8 |
18 |
|
лестниц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Площадь |
основных |
|
|
|
|
|
|
|
элементов,мм2 : |
|
168Х8 |
426Х8 |
160Х160 |
245Х12 |
245Х12 |
920Х10 |
|
Ног |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Х14 |
|
|
|
Поясов |
|
|
168Х8 |
194Х6 |
120Х120 |
194Х6 |
194Х6 |
245Х10 |
|
|
|
|
|
Х10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100Х100 |
140Х5 |
159Х5 |
|
|
|
|
|
|
Х10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
90Х9Х8 |
140Х10 |
140Х5 |
|
Диагональных тяг |
|
19,22 |
- |
- |
24,3 |
30 |
- |
|
раскосов |
|
|
- |
194Х6 |
60Х60Х |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
Число |
болтов |
для |
494 |
160 |
2032 |
468 |
452 |
260 |
соединения элементов |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса вышки, т |
|
31,4 |
29 |
50,5 |
40 |
52 |
107 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подъемник |
для |
ПВК-1 |
ПВ-5-60 |
ПВ2-45 |
ПВ5-60 |
ПВ5-60 |
Специаль |
|
сборки вышки |
|
|
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Рис.2.1 Вышка ВМ1-41М:1-подкос;2-опорная плита ноги;3-нога;4-упорная полка для домкрата;5-переходная площадка;6-маршевая лестница;7-хомут;8- косынка;9-пояс;10-диагональная тяга; 11-балкон; 12-подкронблочная балка; 13кронблочная площадка; 14-козлы
6
основании монтируется передвижной подсвечник, который передвигается синхронно с верхним толкателем и подает пакет свечей к центру скважины.
В отличие от других конструкций башенных вышек вышка ВВО-42-200 располагается на основании так, что ось скважины находится гораздо ближе к передним, чем к задним ногам. Собирается вышка по секциям из отдельных элементов, как обычная башенная вышка.
2.2 Вышка 4ВБ-53-300
Вышка 4ВБ-53-300 полностью состоит из профильного проката (угольников с жесткой комбинированной крестовой решеткой). Каждая нога вышки выполнена из двух соединенных между собой угольников 160Х160Х14 мм, сечение ног имеет крестообразную форму. Крепятся ноги секций между собой болтами. Пояса и раскосы вышки состоят из угольников меньшего размера. Для их крепления на ногах вышки имеются приваренные косынки. Вышка имеет большое число болтовых соединений и довольно трудоемкая в монтаже.
Вышка ВБ-53-320 (рис.2.2) состоит из труб с крестовой решеткой из гибких диагональных тяг. Ноги 6 выполнены из труб размером 245Х12 мм, пояса 7 – из труб меньшего диаметра, диагональные тяги 8–из круглой стали диаметром 24 и 30 мм.
Ноги секций между собой соединяются на фланцах болтами М30. Для обеспечения соосности и облегчения сборки в торцах ног предусмотрены конусные направляющие. Пояса каждой секции соединяют с ногами и гибкими диагональными тягами также болтами М30.
Подкронблочная рама 2 наголовника вышки выполнена цельносварной. На ней монтируются кронблок и козлы 1 с блоком для работы с элементами вышки в процессе сборки и разборки, а также для замены секций кронблока. К подкронблочной раме крепятся площадки, обеспечивающие требуемые проходы вокруг кронблока и имеющие приспособления для крепления стропов подъемника при сборке вышки.
На 5-й и 7-й секциях вышка имеет два балкона 4 и 5, состоящих из четырех площадок каждый и каркасов укрытий. К площадкам крепятся пальцы для размещения свечей бурильного инструмента и люльки для второго помощника бурильщика. На 4-й секции монтируется площадка для обслуживания стояка и крепления к нему гибкого бурового шланга.
Вышка оснащена маршевыми лестницами 3 и переходными площадками. Настилы переходных площадок и ступени маршевых лестниц выполнены из просеченно-вытяжного железа. Лестницы первых шести
секций (снизу) имеют наклон к горизонтали 55о, остальные – 60о. Ограждения лестниц и площадок – съемные, выполненные из труб
7
размером 33Х2 мм совместно с приваренными бортами. В нижних ногах вышки имеются кронштейны под домкраты для ее центрирования. Вышка характеризуется высотой, монтажеспособностью и комплектностью. Она широко применяется с установками БУ-3Д-76 и БУ-4Э-76.
Рис.2.2 Вышка ВБ-53-320
8
2.3 Вышка ВБА-53-320
Вышка ВБА-5З-320 (рис2.3) выполнена из труб и отличается от вышки ВБ-53-320 по форме, но аналогична по конструкции, за исключением наголовника. Верхнее основание вышки не квадратное, а прямоугольное, что при одинаковом нижнем основании позволило разместить в ней комплекс механизмов АСП с необходимой емкостью магазинов для свечей. Прямоугольное верхнее основание служит опорой для наголовника – двух плоских цельносварных ферм трапецеидальной формы, верхние пояса которых являются подкронблочными балками. Основные элементы фермы имеют сварочную листовую конструкцию двутаврового сечения или выполнены из профильного проката. Фермы скрепляются по бокам жесткими раскосами также из профильного проката, а вверху – плоскости подкронблочных балок – двумя жесткими рамами с настилом из рифленого железа. Рамы вместе с двумя продольными площадками образуют кронблочную площадку. Все узлы крепятся болтовыми соединениями.
2.4 Вышка ВБА-58-300
Вышка ВБА-58-ЗОО имеет пилонную конструкцию. Каждый из четырех пилонов (ног) состоит из 11 секций, выполненных из труб диаметром 950 мм с толщиной стенки в нижних секциях 10 мм, а в верхних – 8 мм. К каждой секции с обеих сторон приварены стальные фланцы для соединения секций болтами. Сверху на пилонах установлена подкронблочная рама с площадкой и козлами. Жесткость конструкции в верхней части обеспечивают диагональные винтовые стяжки, а в нижней и средней частях – горизонтальные.
Нижние секции пилонов оканчиваются коническими наконечниками с проушинами для шарнирного крепления со стойками, которые устанавливаются на фундаменты и крепятся анкерными болтами. Между верхней плитой стойки и плитой шарнира уложен пакет тонких металлических листов, предназначенных для центрирования вышки. Каждая пара плит стягивается четырьмя болтами.
Центрирование шарнира относительно стойки обеспечивает цилиндрический хвостовик. Под него подставляют гидравлический домкрат, которым приподнимают ногу вышки во время ее центрирования. На пилонах находятся два балкона, магазины для свечей и оборудование комплекса АСП. С правой стороны вышки от пола буровой до верхнего балкона установлены маршевые лестницы, а выше до кронблока – лестницы тоннельного типа. Такими вышками комплектуют тяжелые буровые установки типа БУ-300.
9
Рис.2.3 ВБА-53-320: 1-наголовник; 2-нога; 3-лестница; 4-ворота
10