ЛабРабота №2 - Буровые вышки башенного типа
.pdf3 СПОСОБЫ СБОРКИ ВЫШЕК БАШЕННОГО ТИПА
Буровые вышки башенного типа можно собирать четырьмя способами:
1)подвесной монтажной стрелой, которую перемещают по собранным секциям вышки для сборки последующих секций, методом «снизу-вверх»;
2)двумя шагающими стрелами также методом «снизу-вверх»;
3)сборкой вышки в горизонтальном положении с последующим ее подъемом в вертикальное положение;
4)при помощи вышечных подъемников методом «сверху-вниз», когда вначале собирают верхнюю секцию, а в последнюю очередь – нижнюю. Способ сборки вышек вышечными подъемниками является основным широко применяемым в настоящее время. Этим способом вышки башенного типа можно собирать как на подвышечных основаниях, так и непосредственно на фундаментах.
3.1Вертикальная сборка башенных вышек
3.1.1 Сборка вышек подвесной стрелой
По методу "снизу вверх" одной подвесной стрелой могут собираться отечественные башенные вышки. В зарубежной практике этот метод является практически единственным для монтажа башенных вышек.
При монтаже башенных вышек по этому методу используют подвесную монтажную стрелу МПС-14-2 (рис.3.1), состоящую из трубы, выполненной из трех секций, соединенных между собой муфтами, поворотной головки 3 с роликами 4 для подъемного каната, основания 6, на котором установлен направляющий ролик 7, четырех оттяжек 8 и подвесов 9, служащих для придания устойчивости стрелы в вертикальной плоскости и подвеса ее к собранной части вышки, верхнего 10 и нижнего 11 направляющих роликов для подъемного каната и четырех шпренгельных стяжек 12, обеспечивающих стреле необходимую жесткость.
Основание стрелы, состоящее из двух швеллеров, имеет отверстия для крепления ее болтами к подвышечному основанию в начальный период сборки вышки. Общая длина стрелы равна 14 м, грузоподъемность
– 2,0 т.
Для сборки вышки с помощью подвесной стрелы необходимо иметь приводную лебедку с тяговым усилием 25-30 кН и вспомогательной катушкой. До начала сборки вышки монтируют стрелу в вертикальном положении в центре подвышечного основания, к которому также крепят нижние блоки оттяжек 8. Затем производят сборку трех нижних секций вышки, после чего стрелу поднимают выше (рис.2.1б,в).
11
Последующая сборка вышки выполняется аналогично. После окончания сборки вышки стрелу опускают теми же устройствами.
Рассмотренный способ сборки вышек имеет следующие недостатки: неудобство и повышенная опасность при работе на высоте; значительный объем дополнительных монтажных работ при установке стрелы; сложность монтажа балконов и лестниц, которые возможно устанавливать только после полной сборки вышки.
Однако для единичных случаев монтажа в труднодоступных местах метод сборки подвесной стрелой применять целесообразно с учетом наиболее простой, легкой и транспортабельной оснастки.
рис.3.1 Сборка вышки подвесной стрелой
а- стрела монтажная; б- сборка нижних трех секций; в- сборка последующих двух секций1-труба трех секционная; 2-муфты; 3-галовка поворотная; 4,7,10,11ролики; 5-канат; 6-основание; 8-оттяжки; 9-подвесы; 12-стяжки
12
3.1.2 Сборка вышек "шагающими" стрелами
Вотечественной практике сборка вышек методом "снизу вверх" производится также двумя "шагающими" стрелами. Этот способ, предложенный А.А. Асан-Нури, позволяет осуществлять подъем вверх секцию вышки, предварительно собранную на земле или основании, т.е. наращивать собираемую вышку не отдельными панелями или стержнями,
ацелыми секциями.
Вкомплект для сборки вышки этим способом входят две стрелы (рис.3.2а), изготовленные из бурильных труб, на концах которых установлены канатные шкивы. Стрелы крепят к ногам обратной части трубной или уголковой вышки шарнирными хомутами.
Рис.3.2 Монтаж вышки двумя 'шагающими" стрелами
а - схема монтажа; б – укладка поясов вышки на полу буровой в - "шагающая" стрела для монтажа вышки
13
Перед началом сборки вышки все ее пояса, начиная с верхнего, соединяют хомутами и болтами и укладывают на пол подвышечного основания между опорами ног (рис.3.2б). Затем устанавливают ноги первой панели и крепят их к фундаменту. При помощи двух хомутов "шагающие" стрелы укрепляют на диагонально расположенных и закрепленных к фундаменту или основанию ногах собираемой вышки.
Пояса и последующие элементы вышки поднимают при помощи лебедки и канатов, проходящих через канатные шкивы стрел (рис.3.2в). После подъема очередной секции на необходимую высоту ноги разводят, устанавливают на место и закрепляют. К ногам собранной секции каждая из стрел крепится одним хомутом. После монтажа секции снимаются нижние хомуты, и стрела путем поворота ее на закрепленном хомуте поднимается канатом для сборки очередной секции и крепится вторым хомутом. При сборке каждой секции эта операция повторяется. Последнюю секцию поднимают и монтируют вместе с козловой частью.
Недостатком этого способа сборки вышки является робота монтажников в опасных и неудобных условиях.
М.Ц.Верткиным и Ю.В.Власовым (А.с. 159154,СССР) предложен способ монтажа буровых вышек, не требующий громоздкого оборудования для его осуществления. Во время монтажа собранная часть вышки закрепляется в специальных шарнирных башмаках и при помощи лебедок, канаты которых закреплены на верху вышки, наклоняется на шарнирах на угол, при котором возможно наращивание противоположных ног на длину панели вышки. Затем наращенные ноги закрепляются в шарнирных башмаках, и панель поднимается на них до вертикального положения. После этого наращивается вторая пара ног и производится окончательная сборка панели. Последующая сборка панелей вышки выполняется аналогично.
Этот способ трудно осуществим из-за возможной потери устойчивости вышек при наклоне их на нужный угол для наращивания панелей.
3.2 Горизонтальная сборка вышек с последующим подъемом
3.2.1 Горизонтальная сборка вышек по способу Духнина
Способ А.П.Духнина применяется для сборки трубных вышек типа ВМ-41. Горизонтальная сборка вышки на нижнем ее полотне начинается с наиболее простого и легкого звена: козел и подкроиблочных балок. В дальнейшем собранная часть вышки используется как подъемник для наращивания каждой следующей секции и поэтому никаких подъемных приспособлений кроме направляющих монтажных стрел для сборки вышек по этому способу не требуется.
По окончании сборки вышки на земле приступают к ее подъему при
14
помощи лебедки или трактора и подъемной стрелы.
3.2.2 Горизонтальная сборка вышек по способу Бержеца
Способ Г.Н.Бержеца отличается от предыдущего лишь тем, что для подъема вышки, собранной в горизонтальном положении на земле,
используют буровую лебедку, тракторный подъемник и установленную на земле подъемно-монтажную стрелу ПМСБ-17 (рис.3.3а) падающего типа. Этим способом собирают как трубные, так и уголковые вышки. Перед подъемом вышки ее устанавливают на металлические основания.
Вначале собирают подвышечное основание и стрелу, оснащенную канатом диаметром 20 мм (рис.3.3б). После этого приступают к сборке вышки в горизонтальном положении: собирают переднюю грань вышки, а на ней – заднюю (верхнюю) грань, которую поднимают краном, затем боковые грани. Для подъема собранной вышки но основание устанавливают направляющие блоки. После этого осуществляют строповку собранной вышки с подъемной стрелой, для чего надевают на подъемные ролики петлю с двумя балансирующими блоками. Верхний блок соединяют канатом с вышкой в стыке 8-9 секций, а нижний - в стыке 5-6 секций. Эти блоки позволяют равномерно распределять нагрузку на все четыре подъемных каната. Затем собранную вышку с помощью стрелы поднимают на основание до соединения подвижных и неподвижных частей шарниров. После установки козел под верхнюю секцию начинают монтаж лестниц, площадок, балкона верхового рабочего и крепят оттяжки. Полностью собранная вышка поднимается в вертикальное положение стрелой при помощи тракторов или лебедки (рио.3.3в). Для страховки при подъеме оттяжки соединяют с тракторами.
3.2.3 Монтаж вышек при помощи подъемных стрел.
Этим способом поднимали вышку конструкции Грибанова и ВМ-1, собранные в горизонтальном положении на земле, двумя вспомогательными монтажными стрелами высотой 24 м при помощи двух лебедок и талевой системы. В этом случае для подъема требовалось применение тяжелых громоздких вспомогательных приспособлений. При этом иногда происходило повреждение элементов вышки. При монтаже вышек ВМ-1 этот способ в дальнейшем был заменен другим, более простым и легким, с помощью одной подвесной стрелы.
3.2.4 Монтаж вышек при помощи козел.
Вышка с открытой передней гранью высотой около 40 м предназначалась для буровых установок БУ-40 и собиралась из отдельных секций в горизонтальном положении. В комплект конструкции входили козлы, служащие для подъема и опускания вышки, которое производилось
15
натяжением каната основной талевой системы (рис.3.4). Канат 1 лебедки через средний блок 3 проходит к кронблоку вышки и охватывает ролики кронблока и талевого
Рис.3.3 Сборка вышки способом Г.Н.Бержеца А-стрела; б-оснастка стелы; в-подъем собранной вышки; 1-мачта; 2-хомуты; 3-подкосы; 4- основание
16
Рис 3.4 Схема подъема вышки
1,7,9 - канат; 2 – лебедка; 3,8,11 -блоки; 4 – козлы; 5 - кронблок; 6 - талевый блок; 10.- вышка
блока. Мертвый конец талевого каната закрепляется на основании вышки. Другой канат 9, огибая блоки 11 на козлах и блоки 8, надевается на крюк талевой системы; оба конца его крепятся к ногам вышки. Включением лебедки натягивали канат талевой системы. Крюк начинал двигаться к вершине вышки и натягивал канат, перекинутый через блоки 8 и 11, вследствие чего происходил подъем. После подъема вышку крепили к козлам. Во избежание опрокидывания при подъеме вышки коалы временно крепили к анкерным опорам.
Способ подъема при помощи козел собранной в горизонтальном положении вышки значительно ускоряет, упрощает и удешевляет подготовительные и монтажные работы и является прогрессивным. Он широко применяется в мировой практике при подъеме мачтовых вышек (патент США № 3803780, заявка Франции № 2203933).
Под руководством автора разработан способ подъема буровой вышки (рис.3.5а,б,в), собранной в горизонтальном положении, при помощи вспомогательного подкоса, опирающегося на тележки, и буровой лебедки
Вспомогательный подкос 1 опирают на тележки 2 и посредствам шарниров соединяют его с верхней гранью вышки в средней ее части (для обеспечения первоначального плеча подъема). На основании 5 устанавливают блоки 6, через которые пропущены канаты 7, соединяющие талевый блок с тележками. При помощи опорного шарнира 10 вышку связывают с основанием 5.
17
Включают буровую лебедку и перемещают талевый блок к кронблоку. Происходит натяжение канатов 7 и перемещение тележки 2 к основанию. При этом вспомогательный подкос поворачивает вышку вокруг опорного шарнира 10 до ее вертикального положения, после чего вышку фиксируют на основании, а подкос на вышке.
Опускание буровой вышки ведется в обратной последовательности.
Рис.3.5 Способ подъема буровой вышки А-монтажная схеиа перед подъемом вышки; б-схема подъема
вышки; в-положение вышки и подкоса после подъема; 1-вспомагательный подкос; 2-тележка; 3-шарнир; 4-вышка; 5-основание; 6-блоки; 7-канат; 8- талевый блок; 9-лебедка; 10-опорный шарнир
18
4 ОСНАЩЕНИЕ БАШЕННЫХ ВЫШЕК
Буровые вышки оснащают кронблочной площадкой, маршевыми лестницами с переходными площадками, балконами и люлькой для второго помощника бурильщика, пальцами для установки бурильных труб (свечей) во время спускоподъемных операций.
4.1 Монтаж кронблочных площадок
Кронблочные площадки служат для производства работ по оснастке талевой системы, установке или снятию кронблока и его профилактическому обслуживанию. Вышки типа 4ВБ-53-300 комплектуют сборным металлическим каркасом кронблочной площадки. Площадку собирают на двух уголковых балках, которые крепят к опорным плитам ног верхней секции болтами. Вначале собирают каркас основания площадки, а затем перила. На основании делают настил из досок толщиной
40мм.
Втрубной вышке ВБ-53-320 кронблочная площадка объединена в общую конструкцию с цельносварной кронблочной рамой покрыта настилом из рифленой листовой стали. По внешнему периметру площадки через определенные промежутки приварены стаканы, в которые при сборке вставляют трубные стойки акции ограждений и страхуют их в стаканах шплинтами. нижней части ограждений имеются борта из листовой стали высотой 150 мм, которые приварены к стойкам ограждений. каждое ограждение представляет собой плоский каркас из труб перилами и ограждающими планками в средней части. При монтаже смежные стойки секций ограждений скрепляют между собой специальными зажимами. Это придает жесткость всем секциям ограждений в сборе по периметру площадки. По такому принципу устроены и монтируются все ограждения лестниц, переходных площадок и балконов вышки.
4.2 Монтаж балконов
Балконы предназначены для выполнения вторым помощником бурильщика необходимых работ в процессе спускоподъемных операций и укрытия его рабочего места от атмосферных воздействий.
В комплект вышки 4ВБ-53-300 входят элементы металлического каркаса балконов. На этих 53-метровых вышках сооружают два балкона: верхний – для работы с 36-метровыми свечами и нижний – для работы с 24-метровыми свечами. Основание каркаса балконов сооружают на специальных уголковых кронштейнах, прикрепляемых болтами к ногам вышки с внешней стороны в местах сочленения секций. Кронштейны для верхнего балкона устанавливают на сочленении ног 4 – 5-й секций (по
19
счету сверху), а для нижнего балкона – на сочленении ног 7 – 8-й секций. На установленных кронштейнах собирают основание балкона и перила. На основание настилают пол из досок, собирают деревянный каркас укрытия. В связи с тем, что на 53-метровых вышках бурят 36-метровыми свечами, нижние балконы обычно не покрывают, а делают только перила.
На трубной вышке типа ВБ-53-320 площадки балкона выполнены в виде цельносварной конструкции с соответствующими поясами вышки. Верхний балкон монтируют на сочленении 3 – 4-й секций, а нижний – на сочленении 5 – 6-й секций. С наружной части верхний балкон огораживают каркасом укрытия из труб. Стойки секций каркаса устанавливают в стаканы, приваренные к площадкам по периметру балкона, и шплинтуют. С внутренней стороны балкона монтируют ограждения с перилами.
4.3 Монтаж люлек и пальцев
Люлька – основное рабочее место второго помощника бурильщика при ручной расстановке свечей во время спускоподъемных операций. Пальцы служат в качестве опоры верхних концов бурильных труб при установке их на подсвечники во время подъема бурильного инструмента.
Применяют деревянные или металлические люльки. В передней части прямоугольная люлька имеет полукруглую форму. В нижней ее части выполнен отбойный щиток в форме половины усеченного конуса. Он предохраняет люльку от ударов и зацепления талевым блоком при подъеме труб. В металлических люльках щиток изготовлен из листовой стали толщиной 10 мм. Люлька ограждена перилами со сплошной обшивкой высотой 1 м. Основание ее покрыто настилом из рифленой листовой стали.
Монтируют люльки на уровне пола балкона на расстоянии 1000 мм от оси скважины и крепят ее основание к полу и элементам вышки хомутами и канатами. Доски обшивки деревянных люлек страхуют стальным канатом диаметром 4 – 6 мм. Канат к доскам крепят скобами, концы скоб загибают с наружной стороны люлек, концы каната соединяют
сэлементами вышки.
Всвязи с тем, что бурильные трубы выпускают не одинаковой длины, на вышках вместо стационарной люльки устанавливают передвижные механизированные люльки (лифты), которые позволяют второму помощнику бурильщика устанавливать за палец свечи различной длины.
Комплект одного пальца (рис. 4) состоит из основания, пальца 2 с шарнирной головкой, подкоса 3, двух хомутов со скобами 4 и крепежного материала. шарнирная головка предохраняет палец от поломки в случае задевания его талевым блоком.
20