Визначення розрахункових зусиль у вежі

Компонування конструктивної схеми вишки

    Компонування конструктивної схеми вишки складається з вибору типу вишки, визначення основних її розмірів, розбивки по висоті на секції, вибору системи решітки.

Вибір типу вежі

    Згідно вихідних даних на проектування приймаємо бурову вишку баштового типу з вантажопідйомністю, що дорівнює максимальному навантаженню на гак

F₂=4,1 МН.

Вибір технологічного обладнання

Виходячи з максимального навантаження на гак F₂, підбираємо основне технологічне обладнання бурової вишки.

    Таблиця 1.1. – Характеристика технічного обладнання

Показник	Кронблок	Талевий блок	Гак	Вертлюг
Максимальне навантаження, МН	4	4	4	4
Кількість шківів	7	6
Висота, м	2.15	2.96	4.1	3.1
Маса, т	7.04	12.9	4.8	3.99

    Для вибору типу талевого каната попередньо визначаємо максимальне зусилля в одній струні:

де u_тс – число робочих струн в оснастці (кратність поліспасту); u_тс = 12;

    h_тс  –  ККД талевої системи:

h_тс =1- 0,02 u_тс = 1-0,02·12=0,76

     За величиною розривного зусилля за таблицею підбираємо канат потрібного діаметру:

R_р>g_f×F₃

де γ_f  – коефіцієнт надійності за міцністю каната при СПО; γ_f =3;

g_f×F₃=3·449,56=1798,244 kH

     Таблиця 1.2. – Характеристика талевого стального каната ЛК-РО

Діаметр каната, мм	Питома маса, кг/м	Розривне зусилля каната при тимчасовому опорі дроту 1766 МПа, кН
44.5	8.2	1350

     1.3. Визначення основних розмірів вишки

     Основні розміри вишки визначаємо, виходячи з заданих розмірів основи, довжини свічки та габаритів обладнання.

     Визначаємо висоту бурової вежі:

h=h₁+l_св+h₂+h₃

де h₁ – відстань від підлоги вежі до торця замка підвішеної свічки; h₁=1м;

     h₂ – довжина штропів, крюка і талевого блока:

h=39м.

     Приймаємо h=39 м.

2. Збирання навантажень на бурову вишку

    2.1. Класифікація навантажень

    Навантаження за тривалістю дії поділяються на постійні та тимчасові. До постійних належи тать ті, які діють на конструкцію безперервно з часу її виготовлення. Тимчасовими називаються навантаження, які діють лише певний час. Вони в свою чергу поділяються на довготривалі, короткочасні та особливі.

    Навантаження на бурову вишку поділяють на горизонтальні та вертикальні.

 

- вага талевої системи;

- максимальне навантаження на гак;

- вертикальне навантаження від натягу

 ведучої і нерухомої струн каната;

- власна вага вишки;

- вага кронблока;

- горизонтальне навантаження на 

  наголовник;

- горизонтальна сила від свічок;

- вітрове навантаження на вишку;

- вітрове навантаження на свічки.

    Рисунок 2.1. – Схема навантажень на бурову вежу

Вертикальні навантаження

    Вертикальне навантаження, яке діє на підкронблочну раму вишки:

F’=F₁+F₂+F₄+F₅

    Рисунок 2.2. – Кінематична схема підйомної системи

де  –  вага талевої системи:

де  G_г –  вага гака; G_г=48 kH;

    G_в  –  вага вертлюга; G_в=39.9 kH;

    G_б  –  вага блока; G_б=125 kH;

     –  вага талевого каната:

G_тк=l_тк·g_тк

де  –   довжина талевого каната в оснастці:

l_тк=l_б·u_тс

де  –  відстань між кронблоком і талевим блоком у нижньому положенні гака:

l_б=h-h₂=39-12=35 м;

l_тк=27*12=600 м;

G_тк=27*0,082=2,2146 kH;

F₁=48+33,9+2*2,214/3=89,371 kH.

    Приймаємо F₁=89,371kH.

     –  вага крон блока.

Горизонтальні навантаження

    Горизонтальне навантаження на наголовник, вираховується для двох випадків:

- гак нерухомий:

  ^T1=131.45кН

- при русі гака :                                                                          =  ( 961,38 ·24)/2·23= 30.53 кН.

де  і  - кути відповідно між ведучою і нерухомою струнами каната та вертикальною віссю вишки.

    Приймаємо =131.45 kH; =30.53 kH.

    Горизонтальна сила від ваги свічок:

    Рисунок 2.3. – Схема знаходження горизонтальної складової сили, діючої на                                                                                                                                        

 кронблок від натягуталевого каната

де  –  загальна вага свічок на підсвічнику:

1102.5 kH;

    Згідно норм проектування визначаємо вітрове навантаження на бурову вишку для трьох значень нормативного вітрового тиску:  кПа;  кПа;  кПа за формулою:

де А –  площа навітряної частини вишки:

;

    k –  коефіцієнт, що враховує зміну вітрового навантаження по висоті; k=1,6;

    φ –  коефіцієнт заповнення панелі; φ=0,15.

    Результати записуємо до таблиці 2.1.

    Рисунок 2.4. – Схема вітрових навантажень на бурову вежу

    Вітрове навантаження на повний комплект свічок:

;

де A_cв –  площа бурильних труб, які сриймають вінроае навантаження:

де n –  кількість свічок; n = 15;

    - діаметр свічки; =0,168;

    - частина довжини свічки, на яку діє вітрове навантаження; =18 м;

    Рисунок 2.5. – Схема знаходження горизонтальної складової

навантаження від ваги свічок, встановлені за пальці

;

    Визначення зусиль в елементах вишки

Визначення розрахункових зусиль у вежі

Від кожного навантаження знаходимо зусилля  для розрахункового перерізу, який приймаємо на рівні опорної частини вишки.

    Таблиця 3.1. – Зусилля від навантажень

№	Навантаження		Зусилля
	Позначення	Значення	M, кН×м	N, кН	Q, кН
1	F1	89.37	0	89.37	0
2	F2	4100	0	4100	0
3	F3	449.561	0	449.561	0
4	F4	360	0	360	0
5	F5	70.4	0	70.4	0
6		131.45	5126.56	0	131.45
7	T2	30.53	119.67	0	30.53
8	W700	102.06	3980.34	0	102.06
9	W250	38.275	1492.725	0	38.275
10	W150	22.95	895.05	0	22.95
11	Wсв.150	20.58	802.62	0	20.58
12	Wсв.250	7.35	286.62	0	7.35
13	Wсв.700	4.41	171.98	0	4.41

 

Розрахункові зусилля визначаємо для чотирьох варіантів поєднань навантажень з урахуванням коефіцієнта сполучень .

    Рисунок 3.1. – Схеми дії навантажень на вежу

    Таблиця 3.2. – Розрахункові зусилля у вежі

	Розрахункові зусилля на вишку
	Варіант 1	Варіант 2	Варіант 3	Варіант 4
M, кН×м	8096.6	5973.63	895.05	6021.6
N, кН	5069.33	50.77	519.77	5069.33
Q, кН	208.21	153.17	22.95	154.4
№ рядків	1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12	1, 4, 5, 7,8, 11	1, 5, 4 , 10	1, 2, 3, 4, 5, 6, 10

Зусилля в ногах вежі

    Повне зусилля в нозі бурової вишки від вертикального та горизонтального навантаження:

де N_1i – поздовжні зусилля в нозі вежі від вертикальних навантажень:

;

    N_2i – поздовжні зусилля в нозі вежі від горизонтальних навантажень:

;

Зусилля в решітці

    Зусилля в поясі решітки приймаємо:

     Розкоси розраховуємо на сумарне зусилля від поперечної сили  та обмину ніг вишки поздовжньою силою .

    Зусилля стиску – розтягу в розкосах становить:

- від поперечної сили Q_max:

- від сили обмину N:

    За наявності невідомих величин подальший розрахунок проведемо в пункті 4.3.2.

Розкоси приймаємо із круглої сталі. Тому необхідно, щоб зусилля стиску від обмину не перевищувало розтягуючого зусилля від поперечної сили  для будь-якої комбінації навантажень на вишку. Для цього розкоси попередньо розтягують на зусилля

N_pp = 30 кН.

    Розрахункове зусилля в розкосі решітки вишки буде:

N_p = N_pp + N_pt = 30+294=324kH.

       

---

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

123Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!