19.5 Нагрузки, действующие на основание вышки

В процессе бурения скважин характер нагружения основания вышки меняется в зависимости от выполняемых операций.

Опасными для прочности основания могут быть три случая нагружения.

1. Полный комплект свечей бурильной колонны весом G_c находится на подсвечниках, крюк нагружен максимальной нагрузкой Р_к. Например, прихват в конце подъема бурильной колонны, натяжение при спуске обсадной колонны, ветровая нагрузка q₀ на вышку до 250 Па (рис. 19.6, а).

Н а основание одновременно действуют все вышки G_B, нагрузка на крюке Р_к, вес оборудования, настилов, укрытий, ограждений и других элементов, смонтированных на полу буровой G_об, и вес комплекта свечей G_c,

О бщая вертикальная нагрузка на основание вышки

Если неподвижный конец каната прикреплен к тому же элементу основания, что и шарнир ноги вышки, то он нагружает только шарниры и ногу вышки, не увеличивая осевой нагрузки на основание. Ведущая струна каната при натяжении как бы уменьшает действие силы тяжести лебедки на основание, но увеличивает нагрузку на ногу вышки. Если лебедка устанавливается на основание силового блока, то вертикальная составляющая тягового усилия ведущей струны создает дополнительную нагрузку на ногу пышки, а горизонтальная составляющая— опрокидывающий момент, что надо учитывать при определении устойчивости вышки.

2 . Полный комплект свечей бурильной колонны установлен на подсвечнике G_c, а на ротор установлена обсадная колонна максимального веса С_к, на вышку действует ветровая нагрузка q₀, а крюк не нагружен (рис. 19.6,б). На основание действует также вес вышки G_B и оборудования G_об

3. Основание транспортируется с комплектом смонтированного на нем оборудования, с вышкой или без нее в зависимости от конструкции. Транспортировка осуществляется в наиболее неблагоприятных дорожных условиях, наклоны продольные и боковые, вызывающие смещение центра тяжести, ухабы и т.д. (Многократная погрузка, разгрузка и транспортировка оснований не должна нарушать их прочность, жесткость и форму).

Нагрузки, действующие на фундамент или грунт

В процессе строительства скважины в зависимости от ее глубины и конструкции на основание действуют различные по величине нагрузки. Они передаются опорной поверхностью основания на грунт или промежуточный фундамент. Площадь основания может быть найдена из формулы

г де G_ф=G_о + G_ос — наибольшая нагрузка на фундамент, Н; G₀ — нагрузка на основание, выбирается наибольший из G₀₁ и G₀₂; G_ос — вес основания, Н; σ_г — допускаемое напряжение сжатия грунта или промежуточного фундамента, МПа.

Допустимые напряження сжатия σ_сж, в МПа для некоторых материалов приведены ниже.

Бетон 0,7…3,5 Грунт скальный 1,5…2,0

Сосна вдоль волокон 3,0…3,5 Гравий и песок компактный 0,5…0,8

Сосна поперек волокон 0,5…2,2 Твердая глина 0,2…0,4

Кирпич 0,8…5,0 Мягкая глина 0,1…0,2

В тех случаях, когда действующие напряжения на фунт превышают допустимые, выкладывается промежуточный фундамент различной конструкции и глубины, который должен обеспечить удобное размещение и устойчивость бурового оборудования и исключить, его сильные вибрации в период строительства скважины и промысловогоо оборудования в период эксплуатации.

Срок службы фундамента должен быть не менее срока эксплуатации скважины. Нулевая отметка фундамента должна быть выше уровня поверхности грунта при конечной осадке при действии максимальной нагрузки. Площадь фундамента должна обеспечивать возможность перемещения и работы па нем монтажных и транспортных средств.