Устройство фундаментов буровых установок

Устройство фундаментов буровых установок

При бурении глубоких скважин растет масса колонны бурильных труб и, следовательно, увеличивается нагрузка на вышку. Ноги вышки необходимо устанавливать на четыре фундаментные тумбы из бетона следующего состава: один объем цемента, два объема песка и четыре объема гравия. На каждые 100 кг цемента берется 30 л воды.

Буровой станок также должен устанавливаться на прочном фундаменте с тщательной выверкой по уровню горизонтальности и по отвесу вертикальности осей станка. При бурении скважин глубиной 100—300 м в качестве фундамента для станка служат ряжи и подряжники толщиной не менее 250 мм, концы которых подводятся под опорное основание буровой вышки. Между собой брусья (ряжи и подряжники) соединяют скобами или болтами. При бурении скважин глубиной 300—500 м буровой станок устанавливают на якорный фундамент. Глубина шурфа для фундамента 1,5—2 м. В нише на дне шурфа заводят два якорных бруса, на которые устанавливают четыре вертикальные стойки. На стойки кладут два поперечных бруса, на них ряжи с подряжниками. Четыре анкерных болта скрепляют поперечные брусья с ряжами. Раму станка притягивают болтами к ряжам. Диаметр анкерных болтов 22—25 мм, толщина якорных брусьев 180—200 мм. Затем шурф засыпают землей со щебнем и трамбуют или засыпают щебнем и заливают цементным раствором.

При алмазном бурении скважин глубиной более 300 м во избежание вибраций станка его необходимо устанавливать на бетонном фундаменте.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При бурении скважин глубиной более 500—600 м буровой станок и дизель устанавливают на бетонных фундаментах, масса которых в 3—4 раза должна быть больше массы устанавливаемого оборудования. Исходя из массы фундамента, опредс-ляют глубину его залегания (1—1,5 м).

Состав бетона: 1 часть цемента, 2—3 части песка и 3—4 части щебня. Размеры бетонного фундамента в плане должны быть больше габаритных размеров рамы станка или двигателя на 200— 300 мм в каждую сторону. Высота выступания фундамента над полом буровой должна обеспечить полный ход шпинделя станка.

Рама станка к фундаменту крепится фундаментными болтами, которые закрепляют в фундаменте заранее при заливке шурфа бетоном или после установки станка их заделывают в специально оставленные приямки. Такие приямки длиной 550 мм оставляют в первом случае для того, чтобы при установке станка совместить болты с отверстиями в раме. Позднее эти приямки заливают цементным раствором. Изготовляют приямки установкой деревянных пробок при заливке бетона.

Поставив станок на фундамент, сдвигают станину на раме в крайнее правое положение «К скважине» и закрепляют ее. Под нижнее основание рамы станка подбирают регулировочные клинья и подкладки, добиваясь строго горизонтального положения станка с помощью ватерпаса, который накладывают на верхние направляющие рамы.

При монтаже станка для бурения вертикальной скважины проверяют совпадение осей скважины и шпинделя, для чего через шпиндель пропускают шнур с отвесом, переброшенный через ролик копра.

Если скважина задается наклонной, то еще перед закладкой фундамента определяют азимут скважины. По линии азимута устанавливают вешки (колышки) и перпендикулярно к ней намечают длинную ось фундамента. Азимутом называется угол в горизонтальной плоскости, отсчитанный от северного конца меридиана по часовой стрелке до заданного направления.

Окончательную ориентировку положения шпинделя станка относительно линии азимута производят по вешкам. Освободив вращатель, поворачивают его горизонтально, а в шпинделе закрепляют прямую бурильную трубу строго по его оси. Смотрят через трубу и производят доводку станка, после чего станок закрепляют. Затем с помощью угломера устанавливают под необходимым углом шпиндель и надежно закрепляют вращатель.

Рис. 1. Схема установки станка на якорный фундамент

Неправильная установка станка или слабое крепление его к фундаменту приводят к отклонению ствола скважины от заданного направления при ее забуривании.

Установка двигателя. Электродвигатели для привода насосов рекомендуется устанавливать на салазках, позволяющих подтягивать приводные ремни. Салазки крепят к полу вышки скобами.

Электродвигатель для привода насоса может быть установлен с помощью кронштейна непосредственно на насосе. Электродвигатель по кронштейну может перемещаться двумя регулировочными винтами. Так производят натяжение приводных клиновых ремней.

Дизели со стендом необходимо устанавливать на специальные салазки из швеллерного или углового проката, которые крепятся к бетонному или якорному фундаменту и позволяют перекреплять стенд для натяжения клиновых ремней по мере их вытягивания в процессе работы.

Для нормальной работы ременной передачи необходимо при установке стенда выдержать параллельность осей шкивов дизеля и редуктора, а также совпадение ободов шкивов. Если передача осуществляется через телескопический карданный вал, необходимо обеспечить соосную установку редуктора и станка, не допуская смещения соответствующих осей более 5 мм. Часть буровых станков устанавливается с дизелем на одной раме, что упрощает монтаж агрегата.

Установка насоса. Буровой насос устанавливают на пол буровой вышки и крепят скобами. Ось шкива насоса должна быть параллельна оси шкива электродвигателя или редуктора, а ободы шкивов должны располагаться в одной вертикальной плоскости.

В последние годы большое распространение получили сборные металлические и железобетонные фундаменты, которые ускоряют монтаж буровых вышек и позволяют перевозить вышки вместе с буровым агрегатом без разборки. Такие фундаменты используются многократно.

Источник

Фундаменты под буровые вышки и оборудование

Фундаментом называется подземное сооружение, которое воспринимает нагрузку от наземных частей буровой установки и передаёт её на грунты. Верхняя часть фундамента служит опорой для оснований бурового оборудования.

Под буровые вышки и оборудование фундаменты в основном сооружают нескольких типов (рис. 5.5):

а – бетонные, бутобетонные; б, в – бетонные или железобетонные блоки на песчаной подушке; г – деревянные брусья на песчаной подушке; д – деревянные брусья на бе­тонном блоке; е – свайные ‘

Рис. 5.5 – Типы фундаментов

Бетонные или бутобетонные фундаменты изготовляют в ос­новном для глубоких скважин с большой продолжительностью бурения. Монолитные бетонные фундаменты (а) имеют лучшее взаи­модействие с грунтами, в связи с чем образуются меньшие просадки оснований в процессе работы. Фундаменты могут быть равносторонними (столбчатыми) или ленточными, Для бетонных фундаментов в грунте роют соответствующие котлованы или траншеи и в них заливают бетонную смесь. Эти фундаменты в изготовлении наиболее трудоемкие и дорогостоя­щие из-за их однократного использования.

Наиболее экономичны фундаменты из готовых бетонных или железобетонных блоков (б, в), которые можно использовать многократно. Для таких фундаментов роют котлован, в который насыпают песчаную подушку и на нее укладывают соответствую­щие фундаментные блоки. Для извлечения блоков при помощи крана они имеют специальные петли из пруткового железа. При глубине заложения фундаментов больше высоты бетонных бло­ков фундамент можно выполнять, в комбинации с деревянными (д).

Из деревянных брусьев фундаменты (г) делают для бурения скважин небольшой глубины, в плотных устойчивых грунтах. Под брусья роют небольшие углубления в грунте и насыпают песчаную подушку.

Песчаная подушка во всех случаях служит для выравнивания основания, ее делают из крупных и средней крупности песков, песок отсыпают слоями с уплотнением укаткой или трам­бованием.

На неустойчивых и пластично-мерзлых грунтах фундаменты обычно делают на сваях (е).

Основания буровых установок устанавливают на те или иные фундаменты в зависимости от глубины бурения, конкретных геологических и климатических условий района бурения.

Источник

ОСНОВАНИЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

Современные буровые установки комплектуются металлически­ми основаниями, которые предназначены для размещения и крепления на них технологического оборудования. Основания выполняют функцию несущих надфундаментных конструкций при эксплуатации оборудования, а также обеспечивают транс­портировку собранного в блоки оборудования на специальных транспортных средствах. Основные параметры оснований — гру­зоподъемность при эксплуатации (подроторных балок, вышки, подсвечников), высота пола над уровнем земли, грузоподъем­ность платформы при транспортировке блоков оборудования, размеры транспортной колеи тяжеловозов, монтажеспособность (расчленение на отдельные секции для транспортировки).

В зависимости от способа монтажа буровых основания по конструкции разделяются на крупноблочные, мелкоблочные и комбинированные , предусматривающие крупноблочный и агре­гатный монтаж или крупноблочный, мелкоблочный и агрегат­ный. Большинство оснований заводского изготовления представ­ляют собой пространственную металлоконструкцию, состоящую из отдельных цельносварных пространственных и плоских ферм, балок, рам и связей. Габаритные размеры этих узлов позволяют перевозить их к месту монтажа железнодорожным и автомо­бильным транспортом. При первом монтаже буровой установки фермы и секции собирают в единые крупноблочные основания и комплектуют блоки оборудования.

Основания изготовляют обычно из профильного проката (швеллеров, двутавров, угольников), листовой стали и труб. Профильный прокат и трубы — основные материалы в конструк­ции ферм, рам и связей., Балки и другие несущие элементы в ос­новном имеют цельносварную конструкцию из листовой стали с коробчатым и двутавровым поперечным сечением. Все основ­ные несущие узлы собирают в единые основания отдельных бло­ков с помощью различных крепежных элементов. Кроме болто­вых соединений для этой цели используют пальцевые и специ­альные быстроразъемные соединения на хомутах. Эти узлы по своей прочности обеспечивают высокую надежность креплений, так как при транспортировке крупных блоков они воспринима­ют значительные нагрузки и обладают хорошей монтажеспособностью.

Число и размеры оснований блоков зависят от типа буровой установки, массы устанавливаемого на них оборудования и спо­соба транспортировки в сборе. Комплектуют основания крупных блоков в соответствии с кинематической схемой буровой установни. Масса крупных блоков в сборе ограничивается грузо­подъемностью существующих тяжеловозов и удельным давлени­ем на грунт. Серийно выпускаемые современные буровые установки раз­личных классов обычно комплектуют тремя-четырьмя крупно­блочными основаниями под основное оборудование: вышечно-лёбедочным, силовым (приводным), насосным, циркуляционной системы. Конструкция и способ монтажа именно этих блоков в основном определяют монтажёснособность буровой установки в целом.

Для вспомогательного оборудования применяют обыч­но мелкоблочные санные основания. Техническая характеристи­ка оснований буровых установок приведена в табл. 7.

Основание буровой установки БУ-2500ЭУ состоит из трех крупных блоков для основного оборудования: вышечно-лебедочного, насосного и энергоблока. Крупноблочное основание вышечно-лебедочного блока (рис. 17) состоит из трех рам: правой, центральной и левой, которые жестко соединены между собой и образуют платформу 7. В передней части рамы устанавлива­ют две вертикальные фермы 5 (переднюю и заднюю) и верхние площадки (рамы) 6, которые образуют пол буровой с отметкой 5,5 м. Задняя часть платформы имеет отметку 2,46 м. На боко­вых рамах смонтированы опоры 4 под мачтовую вышку. В пе­редней части платформы установлены четыре кронштейна З и 8 под тяжеловозы: два для широкой колеи, равной 12 м, исполь­зуемых при транспортировке блока с вышкой, и два для узкой колеи, равной 5,2 м, — при транспортировке блока без вышки. В передней части платформы имеется балка, на которой уста­новлен поворотный кронштейн для тяжеловоза. При монтаже основание устанавливают на опоры 1, которые имеют откидные стойки 2. Опоры представляют собой балки коробчатого сечения с шарнирно закрепленными на них стойками, которые позволя­ют откинуть их в сторону для уменьшения общей высоты опор.

На верхней площадке основания монтируют ротор, буровой ключ, подсвечники, вспомогательную лебедку и пульт бурильщика, в нижней задней части основания — лебедочную и при­водную секции. Общая масса блока составляет 157,4 т.

Основание насосного блока (рис. 18) представляет собой платформу 3, которая при монтаже устанавливается через от­кидные опоры 2 на опоры 1. В задней части платформы имеется два кронштейна 4, а в передней один поворотный кронштейн 5 под тяжеловозы. На основании блока монтируют две насосные 1секции с насосами и электроприводом, пульт управления насоса­ми, соответствующие коммуникации и компрессор высокого дав­ления для заполнения сжатым воздухом компенсаторов насосов. На блоках основания устанавливают также каркасы укрытий. Общая масса блока составляет 82,7 т.

Основание энергоблока выполнено в виде жесткой рамы, на которой монтируют трансформатор, высоковольтное распредели­тельное устройство, шкафы управления электродвигателями, панель магнитных пускателей и каркас укрытия. Общая масса энергоблока 14,7 т.

Основание буровой установки БУ-2500ДГУ состоит из трех крупных блоков: вышечно-лебедочного, приводного и насосного. Вышечно-лебедочные и насосные основания аналогичны основа­ниям установки БУ-2500ЭУ.

Основание приводного блока состоит из опор, балок, плат­формы и навесных площадок. На основании размещаются четы­ре дизельных секции, цепной редуктор, воздухосборники, комп­рессорные станции и укрытие. Основание имеет кронштейны для транспортировки блока на тяжеловозах. Общая масса блока 48,8 т.

В буровых установках БУ-3000 с дизельным и электрическим приводами есть различные модификации оснований.

Основание установки БУ-3000БД состоит из шести блоков: вышечного, лебедочного, подсвечников, силового и двух на­сосных. Оно имеет трехступенчатую конструкцию с разными от­метками рабочей площадки, силового и насосных блоков. Ме­таллоконструкции основания выполнены в виде пространствен­ных сборно-разборных и цельносварных, а также плоских ферм с опорными полозьями. Основанием внизу служат две фермы-лыжи с поперечными связями и балкой. Основания лебедочного блока и подсвечников собирают из пространственных ферм с по­мощью поперечных рам и связей. Основание силового блока представляет собой крупногабаритную цельносварную ферму с опорными полозьями и откидными рамами в верхней части. Насосные основания состоят из плоских продольных рам с опор­ными полозьями, на которых устанавливают ряд поперечных плоских рам. Все блоки транспортируют волоком с установлен­ным на них оборудованием.

В других модификациях устанрвок этого класса нашли при­менение балочные сварные конструкции в основном из листовой стали и предусмотрен крупноблочный монтаж и транспортиро­вание блоков на тяжеловозах. Одна из конструкций вышечно-лебедочного блока предусматривает транспортировку на четырех тяжеловозах. В этом варианте на два передних тяжеловоза нагрузка передается через коромысло сварной листовой конст­рукции, шарнирно закрепленное своей средней частью к основа­нию. Применение четырех тяжеловозов с трехопорной конструк­цией основания позволяет транспортировать вышечно-лебедочный блок с большой массой.

Основание буровой установки БУ-4000ДГУ состоит из трех крупных блоков: вышечно-лебедочного, силового и насосного. Вышечно-лебедочное основание (рис. 19) представляет собой двухъярусную конструкцию, установленную на ряд опор 6 дву­мя продольными несущими балками-лонжеронами коробчато­го сечения. В задней части лонжероны на болтовых соединениях связаны поперечными рамами 5 , служащими для монтажа на них лебедки и передачи на лебедку, имеющими отметку пола 2,5 м. Наружный полоз рамы под передачу на лебедку коробча­того сечения имеет в средней части усиленный узел с поворотной опорой, шарнирно соединенный с коромыслом для двух тяжело­возов при крупноблочном транспортировании блока. Рядом с ра­мой под лебедку на лонжеронах имеются опорные плиты для крепления вертикальной поперечной плоской фермы 4. Снаружи от торцов фермы к лонжеронам приварены две опорные проуши­ны для крепления стоек подъемного устройства вышки. Верхний пояс фермы служит опорой для продольных рам 3, образующих верхний ярус, основания с полом рабочей площадки, имеющий отметку 6,2 м. Другой опорой для верхнего яруса служит пор­тальная поперечная рама 2 сварной листовой конструкции, ко­торая связывает передние части лонжеронов и крепится к ним болтами. Для жесткости рама по торцам скреплена раскосами с верхним ярусом основания. Рядом с местами крепления на консольных участках рамы приварены опоры подкосов подъем­ного устройства вышки. На лонжеронах приварены также опор­ные тумбы 7 для шарнирного крепления мачт вышки. Между тумбами и портальной рамой на лонжеронах имеются проуши­ны для шарнирного крепления боковых коромысел под тяжело­возы. Наличие переднего и двух боковых коромысел предусмат­ривает крупноблочную транспортировку вышечно-лебедочного блока на трех парах гусеничных тяжеловозов.

Основания силового и насосного блоков находятся на одном уровне с лонжеронами вышечно-лебедочного блока. Основание силового блока состоит из продольных балок, которые устанав­ливаются на опоры. В поперечном направлении балки соединя­ются четырьмя рамами, на которых монтируют силовые агрега­ты. Рамы консольно выступают над продольными балками. Под низом рам по краям их консольных частей параллельно лонже­ронам крепятся три балки с опорами под тяжеловозы: справа одна балка (по средним рамам), слева — две балки (на стыках крайних и средних рам). Таким образом, крупноблочная транс­портировка силового блока осуществляется в поперечном отно­сительно буровой оси направлении.

Конструкция основания насосного блока сходна с основанием силового блока. На жестком каркасе из балок, установленных на опоры, смонтированы продольные рамы под насосы с транс­миссиями. Между ними по краям закреплены рамы с настилами, имеющими общий уровень пола основания насосного блока. В от­личие от силового блока расположение рам имеет продольное направление. Насосный блок транспортируется аналогично сило­вому блоку. Основания всех блоков при монтаже соединяются между собой специальными связями.

Для комплектования буровых установок БУ-ЗД-76 и БУ-4Э-76 крупноблочными основаниями Бакинским заводом им. Петрова выпускается основание ОБ-53, состоящее из двух крупноблоч­ных оснований вышечно-лебедочного и приводного блоков. Их конструкция предусматривает крупноблочное транспортиро­вание как на тяжеловозах, так и волоком на небольшие расстоя­ния. В комплект основания входит также приемный мост со стел­лажами для труб, инструментальные площадки и арочный кар­кас укрытия приводного блока. После некоторых усовершенст­вований эти основания выпускаются под шифром ОБ-53М. Все основания имеют общую отметку пола 4,1 м. Верх основания покрыт настилами из рифленой листовой стали, приваренными к металлоконструкциям верхнего яруса.

Основание вышечно-лебедочного блока ОБ-53М (рис. 20) представляет собой двухъярусную металлоконструкцию, основой которой являются две основные пространственные фермы 2 (правая и левая), установленные на две опорные фермы 4. Каждая ферма сварена из швеллеров и состоит из поясов, стоек и раскосов. Нижние пояса опорных ферм выполнены в виде по­лозьев, а к верхним поясам приварен ряд плит, на которые опи­раются основные фермы. Каждый пояс фермы состоит из двух швеллеров, расположенных полками наружу, между которыми установлены стойки из таких же швеллеров. В промежутки между швеллерами поясов перпендикулярно к их стенкам вва­рены соединительные патрубки. Для более точной посадки на углах опорных ферм имеются цилиндрические центраторы, ко­торые входят в соответствующие отверстия, расположенные на нижней плоскости основных ферм.

В верхнем ярусе правая и левая фермы связаны между собой подлебедочной фермой, двумя подроторными балками 5 и двумя передними плоскими рамами. К верхнему поясу передней рамы крепят наклонный трап приемного моста. Подлебедочная ферма имеет сварную пространственную конструкцию, выполненную из швеллеров. В ее торцах имеется восемь проушин, образованных концами поясов и усиленных накладками из листовой стали. Проушины входят в ответные узлы основных ферм и скрепляют­ся с помощью пальцев. Каждый палец фиксируется чекой, которая в свою очередь шплинтуется

Подроторные балки с опорными плитами на концах устанав­ливают на сварные кронштейны соответствующих стенок основ­ных ферм и крепят к ним болтами. Две поперечные плоские рамы крепят к передней части основных ферм пальцевыми со­единениями. Наверху левой фермы монтируют подсвечник, кото­рый частично опирается на подроторные балки, расположенные несколько ниже уровня пола буровой.

На углах основных ферм приварены плиты для крепления ног башенной 53-метровой вышки и установлены кронштейны 3 для подъемника типа ПВ5-60. Для крупноблочной транспорти­ровки вышечно-лебедочного блока на основании предусмотрены передний кронштейн с поворотной опорой и два боковых . Пе­редний кронштейн на трех пальцевых соединениях крепится к наружной панели подлебедочной фермы. Боковые кронштейны крепятся к наружной части правой и левой основных ферм тре­мя пальцевыми соединениями каждый.

Основание приводного блока ОБ-53М имеет также двухъ­ярусную конструкцию и состоит из двух пространственных ферм — опорной 7 и верхней 8. Пояса, стойки и подкосы выпол­нены из одиночных швеллеров. Фермы скреплены между собой аналогично основанию вышечно-лебедочного блока. На верхней! ферме устанавливаются поперечные балки, концы которых свя­заны двумя продольными балками. На эти балки устанавлива­ются арки 6 каркаса укрытия. Поверхность основания привод­ного блока закрывается каркасными настилами из рифленой: листовой стали. По бокам верхней фермы на пальцевых соеди­нениях монтируют два кронштейна под тяжеловозы, а в пазу ее торцовой части устанавливают шаровую опору 9 под гусенич­ную тележку.

На базе серийно выпускаемых оснований ОБ-53М разработа­но секционное основание БС-ЗД трехъярусной конструкции, уве­личенное по высоте для монтажа противовыбросового оборудо­вания по любой схеме. С этой целью в качестве третьего яруса под основание применяется подставка, состоящая из фермы и саней общей высотой 2,5 м, в результате чего высота пола бу­ровой составляет 6,5 м.

На основании вышечно-лебедочного блока монтируют буро­вую вышку ВБ-53-320 башенного типа, лебедку, ротор, буровой ключ и подсвечники, а на основании силового блока трехдизельный привод с коробкой перемены передач и каркас укрытия. Основания буровых установок БУ-4000 и БУ-5000 с дизель­ным и электрическим приводом однотипны по конструкции. Ха­рактерная их особенность состоит в том, что вышечно-лебедоч-ный блок выполнен двухъярусным. На верхнем ярусе на отметке 6,2—7 м расположена рабочая площадка, на которой установле­ны ротор, подсвечники, буровой ключ, вспомогательная лебедка и пульт бурильщика. На нижнем ярусе блока с отметкой 2,6 м смонтирована лебедка и привод лебедки и ротора (в установках с электроприводом). На уровне нижнего яруса расположены привод лебедки и ротора (в установках с дизельным приводом) рабочие площадки насосного и энергетических блоков с установ­ленным на них оборудованием.

Расположение лебедки на нижнем ярусе снижает трудоем­кость ее монтажа, уменьшает массу основания блока и упрощает кинематику группового привода. Индивидуальный привод насо­сов позволяет значительно снизить высоту насосного блока и массу его основания.

Дата добавления: 2014-12-18 ; просмотров: 8500 ;

Источник