1. Перечислите виды напряжений, испытываемых бурильной колонной.

Бурильная колонна представляет собой гибкий пустотелый вал, который в процессе бурения подвергается действию следующих основных нагрузок:

1) осевые усилия растяжения от собственного веса колонны, меняющиеся по ее длине, достигая максимума у устья скважины;

2) осевые усилия сжатия, зависящие от величины осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент;

3) крутящий момент для передачи вращения породоразру-шающему инструменту;

4) изгибающий момент, возникающий от продольного изгиба при сжатии и центробежных сил при вращении или при работе колонны в искривленных и наклонных скважинах;

5) динамические нагрузки, возникающие при спуско-подъем-ных операциях (СПО);

6) усилия от перепада давлений промывочной жидкости внутри колонны и в затрубном пространстве;

7) динамические усилия, связанные с вибрациями колонны.

2. Назовите способы монтажа буровых вышек.

В настоящее время буровые вышки монтируют тремя методами "снизу-вверх", "сверху-вниз" и в горизонтальном положении с последующим подъемом их по методу Духнина.

Способ "снизу-вверх" заключается в том, что на фундаменте или основании I монтируют одну или две нижние секции с помощью крана. Далее, к ногам вышки, расположенным в диагональной плоскости,при помощи шарнирных хомутов 2 крепят шагающие стрелы, состоящие из трубы 3 и роликов 4. Используя стрелы, поднимают при помощи лебедок 5 очередную секцию и устанавливают ее на собранную часть вышки. Для перемещения стрелы верхний конец ее трубы закрепляют вторым шарнирным хомутом на смонтированной ноге, снимают нижние крепежные хомуты, тросом поворачивают стрелу на 180° и устанавливают второй крепежный хомут. Процесс сборки и подъема последующих секций аналогичен описанному.

Монтаж вышек "снизу-вверх" очень трудоемок, вызывает повышенную опасность, требует высокой квалификации монтажников, работающих на высоте. Этот метод применяют в труднодоступных районах или при малой площади монтажной площадки.

Способ монтажа "сверху-вниз", разработанный советским инженером Кершенбаумом А.М. является более совершенным. Сборка вышки по этому способу производится при помощи специального подъемника. Этот способ вследствие его безопасности и высокой производительности широко применяют при бурении глубоких скважин для сборки и разборки вышек высотой более 40 м.

Подъемник состоит из четырех спаренных трубчатых стоек I с башмаками 2, наголовника 3, двух траверс 4 и лежащих на них несущих труб 5. 5 наголовник встроены блоки палиспастов 6,7. Нижние палиспастные блоки 8,9 размещены на концах траверс 4, которые связаны со стойками I направляющими ползунами 10.

Подъемник собирают на полу вышечного основания, которое имеет упоры для башмаков трубных стоек. Трубы I вставляют в башмаки 2, связывают поясами, надевают направ ляющие ползуны 10 и соединяют наго ловниками 3. Между стойками размещают траверсы 4, соединяют их с направляющими ползунами 10, устанавливают диагональные тяги. Затем производят оснастку полиспастов и укладывают на траверсы несущие трубы 5. Схема оснастки пали спастной системы определяется весом вышки, грузоподъемностью лебедки (трактора), конструкцией подъемника. Ходовые концы оснастки направляются специальными роликами к лебедке или к фаркопфу трактора. Подъемник оборудован страховым палиспастным устройством, предохраняющим вышку от падения в случае обрыва одного из подъемных канатов.

Монтаж вышки начинают со сборки на верхней раме ее фонаря н кронблока, после чего раму соединяют стропами с несущими трубами 5 и ногами первой секции. Подняв гмцу и ноги первой секции на высоту панели, присоединяют ноги к раме, устанавливают пояса, раскосы и опускают собранную часть на подкладки. Отсоединяют стропы и опускают траверсы с несущими трубами в нижнее положение, Несущие трубы соединяют крепёжными хомутами 11 с нижним поясом первой секции, ноги второй секции соединяют стропами с первой секцией и поднимают собранную часть вышки. После монтажа второй секции вновь опускают собранную часть на подкладки, снимают стропы, крепёжные хомуты и опускают траверсы вниз и т.д. Маршевые лестницы, полати, кронб-лочную площадку и ограждения монтируют одновременно со сборкой соответствующих секций. По окончании всех монтажных работ подъёмник демонтируют. Разборку вышки производят в обратном порядке.

При таком способе монтажа вышек обеспечивается безопасность работ, значительно ускоряется весь процесс монтажа, уменьшается число работников в бригаде, не требуется высокая квалификация рабочих.

Сборку вышек в горизонтальном положении для последующего подъёма производят на предварительно выровненной площадке. Две ноги собранной вышки крепятся опорными шарнирами к рамному брусу 9 или фундаментам под ноги. После сборки вышку приподнимают краном на высоту 1,5-2,0 м, опирают на козлы и монтируют лестничные переходы, рабочие площадки, свечеприёмник и т.д. Для подъёма вышки в вертикальное положение применяют трубчатую подъёмную стрелу 10, которую устанавливают при помощи шарнира на поясе нижнего основания или опорном брусе и крепят канатом ко второму снизу поясу вышки. Канат подъёма 5, перекинутый через вершину стрелы 10, соединяют замком 4 с петлёй 6. Концы петли 6 соединяют с поясом второй сверху секции. Второй конец каната крепят к трактору 8 или к лебёдке. Для удержания вышки от произвольного падения при перемещении её центра тяжести за линию шарнирных опор к ней крепят страховые оттяжки 12, соединённые с тракторами или лебёдками, которые опускают вышку на основание. При демонтаже вышку выводят из вертикального положения при помощи трактора, соединённого с тросами 12, а опускание на землю - при помощи трактора, связанного с тросом 5.

Для данного способа монтажа вышек характерна простота, малые трудозатраты, высокая скорость монтажа, пониженная опасность при проведении работ. К недостаткам необходимо отнести большие перегрузки, возникающие в некоторых элементах в процессе подъёма.

Вариант 8