Розрахунок каркасу бурової установки

Коротка характеристика та призначення об`єкту

Вихідні дані

Об'єктом для проведення перевірочних розрахунків є несучі металеві конструкції бурової установки, далі за текстом – бурова установка.

Даний висновок складено на замовлення ТОВ «Клівер» для оцінки несучої здатності металевих конструкцій бурової основи та вежі для забезпечення безпечної експлуатації.

Виконавцем роботи виступила організація ТОВ «ПроектСервіс» ІНН 7451341310

Технічний директор – Коржук Дмитро Андрійович
Головний розраховувач – Лазюк Володимир Олександрович
Програмний комплекс ЛІРА-САПР
Кількість скінченних елементів – 89630

Задачі роботи

• Встановлення навантажень, що діють на бурову установку відповідно до нормативних документів API 4F-2008-Specification for Drilling and Well Servicing Structures, СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85 Навантаження та впливи», ГОСТ Р ІСО 13626-2013;
• побудова розрахункової схеми в ПК Ліра-САПР відповідно до креслень замовника на основні несучі металеві конструкції бурової основи та вишки;
• виконання розрахунку несучих конструкцій бурової установки в ПК Ліра-САПР та визначення деформацій і зусиль в елементах;
• перевірка перерізів основних несучих конструкцій бурової установки відповідно до вимог СП 16.13330.2011 «Сталеві конструкції»;
• перевірка найбільш навантажених та відповідальних вузлів споруди (перелік визначається за кресленнями споруди) відповідно до вимоги СП 16.13330.2011 «Сталеві конструкції»;
• оцінка несучої здатності металевих конструкцій бурової установки для забезпечення безпечної експлуатації;
• видача рекомендацій щодо посилення несучих металевих конструкцій бурової установки для забезпечення безпечної експлуатації конструкцій (при необхідності).

Відомості про процес розрахунку

Комплекс робіт, виконаних в обсязі технічного завдання, включив у себе:

• ознайомлення з технічною документацією на бурову установку;
• встановлення навантажень, що діють на бурову установку;
• визначення ділянок бурової установки, на які впливають навантаження;
• складання варіантів сполучень навантажень;
• побудова розрахункової схеми у ПК Ліра-САПР
• реалізація у розрахунковій схемі результатів, отриманих у п.п.2-4;
• виконання розрахунку та перевірка перерізів основних несучих конструкцій бурової установки відповідно до вимог СП 16.13330.2011 «Сталеві конструкції»;
• камеральна обробка результатів розрахунку та складання висновку за результатами розрахунків.

Розрахунок бурової установки був розділений на 2 частини: перша частина - вишка з УПВ, включені в окрему розрахункову модель, і друга частина - основа ВЛБ, включене в окрему розрахункову модель. При цьому на основу ВЛБ були перенесені зусилля від опор вишки з УПВ. Вітрові навантаження, які діють на бурову установку, були враховані з пульсаційної складової. Практично всі елементи бурової установки були замодельовані стержневими скінченними елементами (КЕ). Інші елементи бурової установки були замодельовані пластинчастими КЕ, а саме: частини лонжеронів із змінним перерізом, головні балки робочого майданчика (центральної рами), підроторні балки та напрямні балки колії.

Призначення об'єкту

Бурова установка вантажопідйомністю 200 т з електричним приводом та ешелонним розташуванням блоків призначена для буріння свердловин на нафту та газ із умовною глибиною до 3200 м з можливістю використання верхнього приводу.

Бурова установка може застосовуватися в макрокліматичних районах з помірним кліматом -У, категорії 1 по ГОСТ 15150-69 (-45ºС +40ºС) на родовищах із вмістом сірководню менше 6%.

Розрахунки та вибіркові результати

Розрахунок та вибіркові результати розрахунку для вишки та УПВ

3D вид розрахункової моделі вишки та УПВ

 

 

 

Стадія монтажу 2

Початок підйому, вишка відірвалася від тимчасових опор.

 

Розрахунок та вибіркові результати розрахунку для основи ВЛБ

 

 

 

 

Розрахунок роторних балок

 

 

Розрахунок та вибіркові результати розрахунку для балки рейкової колії

 

Жорсткість ґрунту задана через коефіцієнти постелі П.Л. Пастернаку С1 та С2. С1 приблизно прийнято рівним 300 МН/м³ як для глини твердої і напівтвердої (зі зростанням С1 зростає тиск на ґрунт). С2=900 МН/м. При цих умовах визначимо тиск на ґрунт від комбінацій навантажень 1), 2) і 3).

 

Тиск на ґрунт для комбінацій 1), 2) і 3) див. рис. нижче: