Файл: Северный (Арктический) Федеральный Университет им. М. В. Ломоносова.docx

, (2.14)

где n_бi – частота вращения барабана лебедки на i-той скорости;

D_бр – расчетный диаметр барабана лебедки, м:

D_бр = D_б+5d_к, (2.15)

где  - коэффициент укладки талевого каната,  =0,95;

d_к– диаметр каната, мм.

D_бр = 0,76+5·0,95·0,035 = 0,926





Расчетные значения приведены в таблице 8 График распределения по скоростям подъёма приведен на рисунке 3.



Рисунок 3 - График распределения грузоподъемности по скоростям подъёма

Таблица 8 – Расчетные значения для построения графика

Номер скорости	1	2
nвх, мин-1	600	600
j	0,28	0,6
nб, мин-1	50	125
Vкр, м/с	0,2	0,5
Qкр, кН		2017

---

2.4 Подбор буровой вышки

Буровая вышка выбирается по допускаемой нагрузке на крюке. Выбираем буровую вышку мачтового типа, шифр УМ 45-500 ОГ-Р. Основные характеристики вышки приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Основные характеристики вышки УМ 45/500Р

Параметр	Значение
Допустимая нагрузка на крюке, кН	500
Полезная высота, м	45
Конструктивная высота, м	50
Емкость магазинов при длине свечи 24 м для труб Ø168 мм	3180
Масса, кг	35000

2.5 Расчет нагрузок на вышку

Рассчитаем нагрузку на вышку, исходные данные для расчета приведены в таблицах 9 и 10. На вышку действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. Сочетание нагрузок, действующих на вышку, бывает различным:

- вертикальные;

- горизонтальные;

- вертикальные и горизонтальные.

Все нагрузки подразделяются на временные и постоянные.

Постоянные нагрузки состоят из ее массы (G_в) и массы оборудования, смонтированного на ней (G_о).

Временные подразделяются на длительные и краткосрочные. Временная длительная нагрузка состоит из эксплуатационной нагрузки на крюке (Q_кр), вертикальной и горизонтальной составляющей усилий на крюке, вертикальной и горизонтальной составляющей усилий в подвижной (Q_п) и неподвижной (Q_н) ветвях талевого каната, горизонтальной составляющей нагрузки от массы свечей установленных за палец (G_св.г). Временная краткосрочная нагрузка состоит из горизонтальных ветровых усилий, действующих на элементы вышки (Р_ветр).

Таблица 10 – Расчетные размеры буровых вышек

Тип вышки Параметр	a1	a2	a3	a4	a5
Башенная	4,0…6,0	6,0…7,0	8,0…12,0	2,0…3,0	0,168; 0,194; 0,245
Мачтовая	2,4…4,0	-	7,0…9,0	4,0…5,0	1,4; 1,6
С открытой передней гранью	1,7	-	2,65	2,0…3,0	0,2
Тип вышки Параметр	h1	h2	h3	h0	hног	hобщ
Башенная	1,4…1,5	2,4…3,0	2,0	0	1,2…1,6	5,0…8,0
Мачтовая		-		2,7…2,9
С открытой передней гранью		-		3,8
угол наклона свечи 2...4 градуса hкоз=4...5 м
Длина свечи: - для башенных вышек 24/27 и 36 м; - для мачтовых вышек 24/27; - для вышек с открытой передней гранью 18 м.
Высота подсвечника (hп) над уровнем пола: - при работе с комплексом АСП hпод = 1,7…2,6 м; - при работе без комплекса АСП hпод = 0,3…0,4 м.

---

Для расчета максимальных вертикальных и горизонтальных нагрузок на вышку принимают два режима ее работы:

1) Для вертикальных нагрузок – рабочее состояние вышки при спуске наиболее тяжелой бурильной колонны, когда полный комплект свечей бурильных труб установлен за палец и нагрузки от их массы воспринимает подвышечное основание, а на вышку действует нагрузка от массы на крюке обсадной колонны.

2) Для горизонтальных нагрузок – нерабочее состояние вышки при установленном за палец полном комплекте бурильных свечей, когда нагрузка на крюке равна нулю, а на вышку и бурильные свечи действуют горизонтальные ветровые нагрузки и горизонтальная составляющая от массы установленных свечей.

---

2.5.1 Вертикальная нагрузка на вышку

Р_в = Q_кр.доп + G_в + G_о +Q_п +Q_н (2.16)

где Q_кр.доп – допускаемая нагрузка на крюке вышки, кН

(2.17)

(2.18)

где γ – величина обратная КПД одного шкива, КПД шкива 97%;

n – число канатных шкивов талевого блока;

α и β – углы между вертикалью и соответственно ведущей и неподвижной струнами талевого каната; α=β= 2…4.





(2.19)

2.5.2 Горизонтальная составляющая на вышку

Р_г = G_св.г + Р_ветр (2.20)

где G_св.г. – горизонтальная составляющая нагрузки от комплекта свечей, кН.

_(2.21)

(2.22)

где Gсв – нагрузка от массы комплекта свечей;

θ – угол наклона свечей к горизонтали.







(2.23)

где Рн.гр – ветровая нагрузка на наветренную грань;

Рп.гр – ветровая нагрузка на заветренную грань.

(2.24)

(2.25)

где q – нормативный скоростной напор ветра;

---

К – коэффициент парусности;

С – аэродинамический коэффициент;

φ – коэффициент динамичности,

F – проекция площади рассматриваемой панели вышки;

Н – расстояние от опоры ноги до центра тяжести рассматриваемой панели вышки (для

определения нагрузок на ногу вышки и устойчивости вышки).







Нормативный скоростной напор ветра (в Па), принимаемый в соответствии с данными гидрометеорологаческой службы в разведуемой местности (для высоты над поверхностью земли до 10 м). По многолетним наблюдениям q₀ изменяется в пределах от 270 до 1000 Па. Для расчета буровых вышек значения q₀ принимаются независимо от места эксплуатации: q=700 Па - для нерабочего состояния, q=250 Па - для рабочего состояния; q₀=150 Па - для монтажно-транспортного состояния.

С увеличением высоты скоростной напор возрастает и при высоте свыше 10 м корректируется поправочными коэффициентами (таблица 11).

Таблица 11 – Поправочные коэффициенты

Высота расположения панели Н, м	Поправочный коэффициент
от 0 до 15 включительно	1,00
от 15 до 30 включительно	1,10
от 30 до 46 включительно	1,20
от 46 до 61 включительно	1,30
от 61 до 76 включительно	1,37
от 76 до 91 включительно	1,43
от 91 до 107 включительно	1,48
от 107 до 122 включительно	1,52
от 122 до 137 включительно	1,56
от 137 до 152 включительно	1,60
от 152 до 168 включительно	1,63
от 168 до 183 включительно	1,67
от 183 до 198 включительно	1,70
от 198 до 213 включительно	1,72
от 213 до 229 включительно	1,75
от 229 до 244 включительно	1,77
от 244 до 259 включительно	1,79
от 259	1,80

---