Способ крепления буровой вышки башенного типа

 

Изобретение относится к способам крепления буровых вышек (В) башенного типа и позволяет повысить надежность крепления В и безопасность работ. Гибкиеструны (ГС) 5 пропускают внутри ног 1 В. Нижние концы ГС 5 через направляющие блоки 9 и динамометры 11 крепят к натяжным механизмам 10. Последние изменяют натяжение ГС 5 в зависимости от нагрузки на крюке. Верхние концы ГС 5 крепят к раме 6 кронблока. Последнюю устанавливают подвижно относительно оголовка В и подпружинивают пружинами 8 сжатия. Натяжной механизм 10 жестко соединяют с основанием 2 В. Обеспечивается непрерывное автоматическое регулирование натяжения ГС 5 в зависимости от нагрузки на крюке. Жесткость пружин 8 сжатия рассчитывают из условия равенства упругой деформации ГС 5 под действием предварительного натяжения и деформации пружин 8 при полной нагрузке на крюке. 1 ил.-7н?» '

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциМистиче ских

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4797011/03 (22) 27.02.90 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) А.А.Заостровский и Б.Н.Дородных (53) 622.25.624(088.8) (56) Скрыпник С.Г. Справочное руководство монтажника бурового оборудования. М.:

Недра, 1966, с.81-84, рис.37-38.

Авторское свидетельство СССР

f4 1571200, кл. Е 21 В 15/00, 1988. (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ БУРОВОЙ ВЫШКИ БАШЕННОГО ТИПА (57) Изобретенйе относится к способам крепления буровых вышек(В) башенного типа и позволяет повысить надежность крепления В и безопасность работ. Гибкие

„„ Ы„„1709061 А1 струны (ГС) 5 пропускают внутри ног 1 В.

Нижние концы ГС 5 через направляющие блоки 9 и динамометры 11 крепят к натяжным механизмам 10. Последние изменяют натяжение ГС 5 в зависимости от нагрузки на крюке. Верхние концы ГС 5 крепят к раме

6 кронблока. Последнюю устанавливают подвижно относительно оголовка В и подпружинивают пружинами 8 сжатия. Натяжной механизм 10 жестко соединяют с основанием 2 В. Обеспечивается непрерывное автоматическое регулирование натяжения ГС 5 в зависимости от нагрузки на крюке. Жесткость пружин 8 сжатия рассчитывают из условия равенства упругой деформации ГС 5 под действием предварительного натяжения и деформации пружин 8 при полной нагрузке на крюке. 1 ил.

1709061 4

30

45

55

Изобретение относится к технике для бурения, в частности, к способам обеспечения вертикальной устойчивости буровых вышек и мачт.

Известен способ обеспечения вертикальной устойчивости буровых вышек с помощью гибких двух- или трехъярусных диагональных оттяжек, один конец которых крепят к ногам вышки, а другой — к якорным устройствам, заглубленным в грунт.

Недостатком известного способа является транспортная некомпактность, осложняющая транспортно-погрузочные маневры на площадке буровой, что создает опасность травмирования персонала, Известен также способ крепления буровой вышки башенного типа. включающий пропускание гибких струн внутри ног вышки, обвод их нижних концов через направляющие блоки и крепление к натяжным механизмам через динамометры, измеряющие натяжение струн в зависимости от величины нагрузки на крюке, Верхние концы гибких струн при этом закрепляют неподвижно на подкронблочной балке. .Недостатком способа является низкая надежность, объясняемая сложностью оборудования для его реализации и возможностью перегрузки вышки в случае отказа в работе компенсационного узла, что может привести к разрушению вышки.

Цель изобретения — повышение надежности крейления вышки и безопасности работ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления буровой вышки, включающему пропускание гибких струн внутри ног вышки, обвод их нижних концоВ через:направляющие,блоки и крепленйе к натяжным механизмам через динамометры, измеряющие натяжение струн в эависймос ги оТ величины нагрузки на крюке, верхне концы гибких струн крепят на раме Юфонблока, который устанавливают на оголовке вышки подвижно с помощью пружин сжатия, при этом жесткость пружин сжатия рассчитывают из условия обеспечения натяжения гибких струн, достаточного для компенсации горизонтальных нагрузок без изменения грузоподъемности вышки.

Сущность способа заключается в следующем.

Для обеспечения устойчивости буровых вышек и мачт под действием ветра и других горизонтальных нагрузок согласно правилам безопасности они во избежание опрокидывания должны быть укреплены растяжками. При расчете растяжек не учитывается усилив в стяжных болтах, которыми вышку крепят к основанию. Пропущенные внутри ног вышки гибкие струны должны поэтому. иметь предварительное натяжение. Для регулирования натяжения

5 используют специальные стяжные серьги, а .величину натяжения контролируют динамометрами.

Однако предварительное натяжение гибких струн, помимо положительного эффекта, создает дополнительную вертикальную нагрузку на буровую вышку, суммирующуюся с вертикальной нагрузкой на крюке талевой системы. В результате уменьшается грузоподъемность вышки, В то же время увеличение вертикальной нагрузки на крюке увеличивает собственную устойчивость вышки; обеспечиваемую при нагрузке на тали 320 тс полностью с необходимым коэффициентом запаса устойчивости = 1,5. Поэтому, пропорционально уменьшая натяжение гибких струн при росте нагрузки на крюке так, чтобы при максимальной нагрузке 320 тс натяжение гибких

25.струн стало равным нулю, можно обеспечить полную грузоподъемность вышки без снижения запаса устойчивости.

Согласно известному способу изменение натяжения гибких струн, обеспечивают с помощью. специального компенсационного узла, получающего управляющий сигнал от индикатора веса на тали, расположенного на неподвижном (мертвом) конце талевого каната. Реализация способа требует использования сложного оборудования (управляющий процессор, гидравлическое оборудование и т.п,) и не обеспечивает достаточной надежности и безопасности работы. При отказе любого из элементов

40 системы компенсации вышка может быть перегружена и разрушится.

Предлагаемый способ обеспечивает непрерывное автоматическое регулирование натяжения гибких струн в зависимости от нагрузки на крюке, поскольку кронблок, к раме которого прикрепляют концы гибких струн,-устанавливают подвижно на пружинах; сжатия,, Пфиувеличении нагрузки на крюке пружин ы с)кймаются и кронблок опускаетс я вйиз,. уменьшая натяжение гибких струн, Жесткость пружин сжатия рассчитывают из условия, чтобы при максимальной нагрузке на крюке натяжение гибких струн стало равным нулю, обеспечивая неизменность грузоподъемности вышки. По сравнению с известным, предлагаемый способ проще, более надежен и обеспечивает повышение безопасности работы.

1709061

2((fç — )(гз — - )э+э ), (1 — Ð),, 2

Составитель А.Заостровский

Редактор Л.Пчелинская Техред М.Моргентал Корректор О:Кравцова

Заказ 414 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5.. Производственно-издательский комбинат "Патен.", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

На чертеже представлена принципиальная схема способа крепления буровой .вышки.

Ноги 1 вышки представляют собой трубы, закрепленные нижними концами на рамном основании 2 и соединенные посредством поясов 3 и тяг 4. Внутри каждой иэ трубных ног 1 пропускают гибкую струну 5, верхний конец которой закрепляют на раме кронблока 6 с помощью зажима 7. Кронблок

6 устанавливают на оголовке вышки подвижно с помощью пружин сжатия 8. В нижней части ноги гибкую струну обводят .вокруг направляющего блока 9 (может отсутствовать) и натягивают до необходимой. величины с помощью натяжного устройства

10, жестко соединенного с рамным основанием 2. Контроль натяжения осуществляют с помощью динамометра 11.

Жесткость пружины сжатия 8 рассчитывают иэ условия равенства упругой деформации гибкой струны под действием предварительного натяжения и деформации пружины 8 при полной нагрузке на крюке.

Пример. Испытания проводили на буровой вышке ВБ 53/320 грузоподъемностью 320 тс. Предварительное натяжение гибкой струны Р - 25 тс. Длина струны =

53 м.

В качестве гибкой струны используют канат ЛК вЂ” Р 6 х 19 + 1. о.с. ГОСТ 2688-69 диаметром 32 мм. Расчетная площадь сечения Р» = 3,93 см, модуль упругости обтяну2 того каната Ек - 1 6-10 кг/см . При этом упругое удлинение каната

Рн!

Л! = — =21см.

Ек Рк

В качестве пружин сжатия использовали.пакеты тарельчатых пружин по ГОСТ

3057-79.

Применяли пружины 1-1 — 1 — 160 х 80 х

10 х 6 ГОСТ 3057 — 79 из стали марки 60С2А по ГОСТ 14959-79.

Деформация пружины f при расчетной нагрузке Р составляла 0,8 предельной, т.е. 6 х 0,8 4.8 мм.

Расчетная нагрузка

1 где f - 0,48 см — деформация пружины при

5 нагрузке Р;

Е = 2,1-10 кг/см — модуль упругости для

6 2 стали; р = 0,3 — коэффициент Пуассона;

Y = 0,687 — коэффициент, зависящий от

10 O 160 соотношения = — 2 (Π— наружный, 01 80

0 — внутренйий диаметр пружины);

fa - 0,6 см — предельная деформация пружины;

$1.0 см — толщина пружины.

Подставляя значения величин, получили P - 25300 кгс = 25 тс.

Деформация одной пружины при этой нагрузке составляет 4,8 мм, т;е. необходим

210 1 комплект из — = 22 пар пружин.

4,8 2

Общая начальная высота пакета

Но 2 22 (5 + 1з) = 700 мм.

Применяя предлагаемый способ крепления буровой вышки башенного типа можно существенно снизить затраты на его реализацию, повысить наДежность и обеспечить безопасность работы. Отпадает.также необходимость в обслуживании и контроле за,работой компенсационного узла, отвлекающих персонал от основной работы по бурению скважины.

Формула изобретения

Способ крепления буровой вышки башенного типа, включающий пропускание гибких струн внутри ног вышки, обвод их нижних концов через направляющие блоки и крепление их через динамометры к натяжным механизмам, изменяющим натяжение струн в зььисимости от нагрузки на крюке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления вышки и безопасности работ; верхние концы гибких

4 струн крепят к раме кронблока, при этом последнюю подпружинивают относительно оголовка вышки.