ТИПЫ И КОНСТРУКЦИИ БУРОВЫХ ВЫШЕК

В бурении применяют вышки двух типов: башенные и мачтовые (А-образные, П-образные).

Башенные вышки имеют четыре несущие ноги, связанные решеткой в единую пространственную систему в виде четырех­гранной усеченной пирамиды, Они имеют четыре опоры, которы­ми устанавливаются на фундамент или на основания. Такие вышки изготовляют отдельными секциями из труб или профиль­ного проката. Каждая секция состоит из отдельных деталей: четырех ног, поясов, соединяющих ноги секций в верхней и нижней частях, и диагональных тяг или раскосов в зависимости от конструкции вышки. При сборке детали вышки соединяют болтами.

У вышек высотой 41 м верхнее основание равно 2x2 м, а нижнее 8X8 м. Нижнее основание у вышек высотой 53 м равно-10X10 м. Ноги нижней и верхней секций вышек имеют опорные плиты, которыми они крепятся к основанию при помощи бол­тов. На плиты верхних секций устанавливают подкронблочную раму.

Внизу в передней (со стороны приемного моста) и задней гранях вышек имеются ворота высотой 10,5—12 м, состоящие из двух полураскосов.

Вышки высотой 41 м оборудуют одним балконом, а высотой 53 м двумя балконами на внешних гранях вышки, которые служат укрытием для второго помощника бурильщика во время спуско-подъемных операций. На балконе устанавливают люль­ку для работы верхового и пальцы для установки бурильных свечей.

По исполнению основных несущих элементов (ног, поясов)-вышки можно подразделить на трубные и из профильного про­ката. Современные конструкции трубных вышек имеют ряд. Преимуществ перед профильными. В них гораздо меньше болтовых соединений, они имеют меньшую массу и основные эле­менты таких вышек при перевозке более устойчивы к деформа­циям.

Наибольшее распространение получили трубные вышки типа 2ВБ-53-320 конструкции ВНИИнефтемаша. Технологическая ха­рактеристика основных вышек башенного типа приведена в табл. 16.

Вышки обозначаются следующим образом: например ВБА-53-320: В — вышка, Б— башенная, А — рассчитана на при­менение АСП, 53 — полезная высота, м; 320 — грузоподъемность на крюке, т.

Вышка ВМ1-41М (рис. 24) состоит из труб с крестовой ре­шеткой из гибких диагональных тяг. Ноги вышки выполнены из труб диаметром 168X8 мм. Торцы труб обработаны для плотного прилегания при стыковке и соединяются между собой при помощи хомутов болтами. Пояса изготовлены также из труб, а тяги из круглого проката. На концах тяг нарезана резь­ба для регулирования их натяжения при сборке вышек.

Вышка ВБО-42-200 состоит из труб с открытой передней гранью и жесткой раскосной решеткой. Две передние ноги, вос­принимающие основную нагрузку, выполнены из труб размером 426x8 мм. Задние ноги имеют несколько больший уклон и выполнены из труб размером 194X6 мм. Решетка из поясов и раскосов жестко связывает между собой ноги по П-образному периметру. Пояса и раскосы выполнены из труб размером 194X6 мм.

В связи с наличием открытой передней грани пояса на не­скольких секциях выполнены в виде П-образных плоских форм, что повышает поперечную жесткость всей конструкции вышки.

На балконе имеется магазин для механизированной расста­новки свечей. Свечи в нем верхними концами опираются на тол­катель, способный передвигаться по направляющим к центру вышки. На подвышечном основании монтируется передвижной подсвечник, который передвигается синхронно с верхним толка­телем и подает пакет свечей к центру скважины.

В отличие от других конструкций башенных вышек вышка ВБО-42-200 располагается на основании так, что ось скважины находится гораздо ближе к передним, чем к задним ногам. Собирается вышка по секциям из отдельных элементов, как обычная башенная вышка.

Вышка 4ВБ-53-300 полностью состоит из профильного про­ката (угольников с жесткой комбинированной крестовой решет­кой). Каждая нога вышки выполнена из двух соединенных между собой угольников 160Х16&Х14 мм, сечение ног имеет крестообразную форму. Крепятся ноги секций между собой болтами. Пояса и раскосы вышки состоят из угольников мень­шего размера. Для их крепления на ногах вышки имеются приваренные косынки. Вышка имеет большое число болтовых соединений и довольно трудоемкая в монтаже.

Рис. 24. Вышка ВМ1-4Ш:

1 — подкос; 2 — опорная плита ноги; 3 — нога; 4 — упорная полка для домкрата; 5 — пе­реходная площадка; 6 — маршевая лестница; 7 — хомут; Я —косынка; 9 — пояс; 10 — диа­гональная тяга; И — балкон; 12 — подкронблочная балка; 13 — кронблочная площадка; 14 — козлы

Вышка ВБ-53-320 (рис. 25) состоит из труб с крестовой ре­шеткой из гибких диагональных тяг. Ноги 6 выполнены из труб размером 245X12 мм, пояса 7 — из труб меньшего диаметра, диагональные тяги 8 — из круглой стали диаметром 24 и 30 мм.

Ноги секций между собой соединяются на фланцах болтами МЗО. Для обеспечения соосности и облегчения сборки в торцах ног предусмотрены конусные направляющие. Пояса каждой сек­ции соединяют с ногами и гибкими диагональными тягами так­же болтами МЗО.

Подкронблочная рама 2 наголовника вышки выполнена цельносварной. На ней монтируются кронблок и козлы 1 с бло­ком для работы с элементами вышки в процессе сборки и раз­борки, а также для замены секций кронблока. К подкронблочной раме крепятся площадки, обеспечивающие требуемые про­ходы вокруг кронблока и имеющие приспособления для крепления стропов подъемника при сборке вышки.

На 5-й и 7-й секциях вышка имеет два балкона 4 и 5, состоя­щих из четырех площадок каждый и каркасов укрытий. К пло­щадкам крепятся пальцы для размещения свечей бурильного инструмента и люльки для второго помощника бурильщика. На 4-й секции монтируется площадка для обслуживания стояка и крепления к нему гибкого бурового шланга.

Вышка оснащена маршевыми лестницами 3 и переходными площадками. Настилы переходных площадок и ступени марше­вых лестниц выполнены из просеченно-вытяжного железа. Лест­ницы первых шести секций (снизу) имеют наклон к горизон­тали 55°, остальные — 60°. Ограждения лестниц и площадок — съемные, выполненные из труб размером 33X2 мм совместно с приваренными бортами. В нижних ногах вышки имеются кронштейны под домкраты для ее центрирования. Вышка ха­рактеризуется высотой, монтажеспособностью и комплектно­стью. Она широко применяется с установками БУ-ЗД-76 и БУ-4Э-76.

Вышка ВБА-53-320 (рис. 26) выполнена из труб и отличается от вышки ВБ-53-320 по форме, но аналогична по конструкции, за исключением наголовника. Верхнее основание вышки не квадратное, а прямоугольное, что при одинаковом нижнем основании позволило разместить в ней комплекс механизмов АСП с необходимой емкостью магазинов для свечей. Прямо­угольное верхнее основание служит опорой для наголовника — двух плоских цельносварных ферм трапецеидальной формы, верхние пояса которых являются подкронблочными балками. Основные элементы фермы имеют сварочную листовую конст­рукцию двутаврового сечения или выполнены из профильного проката. Фермы скрепляются по бокам жесткими раскосами также из профильного проката, а вверху — плоскости подкронблочных балок — двумя жесткими рамами с настилом из риф­леного железа. Рамы вместе с двумя продольными площадками образуют кронблочную площадку. Все узлы крепятся болтовы­ми соединениями

Вышка ВБА-58-300 имеет пилонную конструкцию. Каждый из четырех пилонов (ног) состоит из 11 секций, выполненных из труб диаметром 950 мм с толщиной стенки в нижних секциях 10 мм, а в верхних — 8 мм. К каждой секции с обеих сторон приварены стальные фланцы для соединения секций болтами. Сверху на пилонах установлена подкронблочная рама с пло­щадкой и козлами. Жесткость конструкции в верхней части обеспечивают диагональные винтовые стяжки, а в нижней и средней частях — горизонтальные.

Нижние секции пилонов оканчиваются коническими наконеч­никами с проушинами для шарнирного крепления со стойками, которые устанавливаются на фундаменты и крепятся анкерны­ми болтами. Между верхней плитой стойки и плитой шарнира уложен пакет тонких металлических листов, предназначенных для центрирования вышки. Каждая пара плит стягивается че­тырьмя болтами.

Центрирование шарнира относительно стойки обеспечивает цилиндрический хвостовик. Под него подставляют гидравличе­ский домкрат, которым приподнимают ногу вышки во время ее центрирования. На пилонах находятся два балкона, магазины для свечей и оборудование комплекса АСП. С правой стороны вышки от пола буровой до верхнего балкона установлены мар­шевые лестницы, а выше до кронблока — лестницы тоннельного типа. Такими вышками комплектуют тяжелые буровые уста­новки типа БУ-300.

Мачтовые или А-образные, П-образные вышки выполняются отдельными секциями, сваренными из труб в виде решетчатых ферм. В сечении фермы имеют вид равнобедренного треуголь­ника (вышки ВМ40-185Бр, ВМА-41-170) или прямоугольника. Каждая нога вышки состоит из четырех секций длиной около 10 м. На концах секций имеются фланцы, соединяемые между собой болтами или специальными быстросъемными хомутами.

Ряс 25. Вышка ВБ-53-320 Рис. 26. Вышка ВБА-53-320:

7 — наголовник; 2 — нога; 3 — лестница; 4 — ворота

.

.

Нижние и верхние секции имеют проушины. Верхние секции соединяются шарнирно с подкронблочной рамой, которая явля­ется связующим звеном мачт вышки в верхней части. Кроме этого, мачты в верхней части шарнирно соединяются между собой двумя поясами и двумя парами накрест-расположенных 1 винтовых стяжек. В нижней части мачты вышек шарнирно соединяются со стойками, расположенными на подвышечном сосновании.

Устойчивость вышки в вертикальной плоскости, перпендику­лярной к плоскости ферм, обеспечивается двумя подкосами из труб. В верхней части подкосы шарнирно соединены с мачтами вышки, а в нижней части — с опорами, установленными на ос­новании. Для центрирования вышки в плоскости, перпендику­лярной к плоскости ферм, опоры могут перемещаться по на­правляющим при помощи винтов. В плоскости ферм вышку центрируют при помощи винтовых стяжек, расположенных в верхней части мачты.

В качестве элемента, поддерживающего вышку в вертикаль­ном положении, в большинстве вышек применяют козлы или поперечную раму (портал). Портал монтируется на подвышечных основаниях и крепится к мачтам ног вышки с помощью горизонтальных фиксаторов. Он также используется как при­способление для подъема вышки в вертикальное положение.

К мачтам вышки на определенной высоте крепят балкон с двумя люльками для второго помощника бурильщика и пальца­ми для установки свечей или площадку для механизма расста­новки свечей АСП и магазины для установки свечей. Одна и» ног вышки с внешней стороны от пола буровой до балкона оборудована маршевыми лестницами с переходными площадка­ми, а от балкона до кронблока — лестницами тоннельного типа внутри ферм секций. В некоторых конструкциях вышек с пря­моугольным сечением мачт маршевые лестницы и переходные площадки расположены внутри ферм секций.

Для предотвращения случайного падения свечей в сторону приемного моста или лебедки на мачтах установлены предохра­нительные пояса. Техническая характеристика вышек мачтового типа приведена в табл. 17.

Вышки мачтового типа по сравнению с башенными вышка­ми имеют ряд преимуществ: на их изготовление тратится мень­ше металла, они имеют меньшее число деталей, что упрощает и ускоряет сборку и разборку вышек. Открытое пространство между мачтами позволяет удобнее вести вспомогательные рабо­ты. По конструктивной схеме и способу монтажа все мачтовые вышки идентичны. На рис. 27 показана мачтовая вышка ВМ45-185Бр.