Модернизация бурового основания БУ 2900/200 ЭПК-БМ.

Данная работа содержит:
- Пояснительная записка на 28 листовъ
- Деталировка на формате А4
- Вид общий на формате А1
- Патентный обзор на формате А1
- Сборочный чертеж на формате А1
- Спецификация
- Имею большую базу курсовых и дипломных работ по нефтегазовому сектору.Если вы не нашли нужную вам работу либо по любым другим вопросам касающихся моих курсовых работ или дипломов пишите вконтакте,Иван Артюхович,буду рад помочь. ...

Содержание
Введение.......................................................................................................................4
1. Основы проектирования оснований....................................................................................................4
2. Расчет основания буровой БУ 2900/200 ЭПК-БМ........................................................................................................7
2.1. Основания вышек для бурения.......................................7
2.2. Параметры оснований вышки.........................................8
2.3. Нагрузки, действующие на основания вышки...............12
3. Расчет обсадных колонн...............................................................................17
3.1. Расчет эксплуатационной колонны.................................19
3.2. Расчет промежуточной колонны.....................................23
4. Патентно-информационный обзор..............................................28
Приложение
 

Буровая вышка представляет собой вертикальную металличе¬скую конструкцию в виде усеченной пирамиды, сужающуюся кверху. Она состоит из боковых граней, верхняя часть которых: снабжена рамой для монтажа кронблока, а нижняя часть граней крепится к основанию буровой. В средней части вышки смонтированы балкон для работы второго помощника буриль¬щика и магазин для размещения верхних концов свечей. Вышки оборудуются лестницами.
Вышки различают по конструкции — мачтовые или башен¬ные, по максимальной нагрузке, по размерам — высоте и пло¬щади основания, по системе опирания и передачи нагрузки на основание, по степени разборности и способам монтажа.
Основными параметрами вышек являются максимальная нагрузка и размеры вышки.

Нагрузка на крюке при испытании, кН
3840
Расстояние между ногами, м
10,3
База нижняя (расстояние между осями опорных шарниров), м
-
Длина свечи, м
25-27
Диаметр и толщина трубы, мм
140*14
Профиль уголка
-
Соединение секций между собой
Пальцевое
Длина секций, м
11940
Габариты сечения ноги, м
1640*2440
Размеры, мм:
Н
Н1
Н2
Н3
Н4
А
А1
В
В1
44800
8200
5300
4600
17750
10300
-
630
4450
4.Патентно-информационный обзор
Патент, авторское свидетельство № 968187

Изобретение относится к строительству и касается конструкции фундамента пол оборудование, создающее динамические нагрузки, например под турбоагрегат.
Известен рамный фундамент под турбоагрегат, выполненный из стальных конструкций. Недостаток такого фундамента состоит в том, что вследствие чрезвычайно низкого поглощения колебаний стальными конструкциями даже при незначительных нарушениях работы машины на фундаменте возникают большие вибрации. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является рамный фундамент под оборудование, выполненный с предварительно напряженным верхним стыком сборных элементов. Внутреннее трение и соответственно поглощение колебаний в железобетонных конструкциях фундамента больше, чем в стальных. Недостатком известного фундамента является то, что с ростом мощности оборудования и связанным с этим увеличением линейных размеров элементов фундамента и применяемых высоких марок бетона, поглощение колебаний конструкциями из обычного железобетона оказывается недостаточным для удовлетворения требований по ограничению вибраций. В фундаментах этого типа нормативное ограничение вибраций и снижение внутренних динамических напряжений в элементах фундамента достигается за счет увеличения массы и жесткости основных элементов, что ведет к соответствующему увеличению их размеров.
Цель изобретения - снижение вибрации фундамента. Указанная цель достигается тем, что в рамном фундаменте, включающем нижнюю плиту, стойки и ригели, зоны фундамента с наибольшими динамическими напряжениями выполнены из армированного легкого бетона. На рисунке изображен предлагаемый рамный фундамент с размещением пористого заполнителя в элементах рамы, продольный разрез.
Рамный фундамент под оборудование содержит нижнюю плиту 1, на которой установлены элементы пространственной рамы фундамента, стойки 2 и 3 и опирающиеся на них ригели 4 и 5. В фундаменте нижняя плита 1 и алименты пространственной рамы стойки 2 и ригели 4 выполнены из армированного тяжелого бетона ил плотном заполнителе. Элементы рамы стопки 3 и ригели 5, расположенные в той зоне фундамента, где на него передаются значительные динамические нагрузки от оборудования, выполнены из легкого бетона, и состав которого включен пористый заполнитель, например керамзитобетон.
Из легкого бетона могут быть выполнены отдельные зоны 6 элементов фундамента. При нарушениях нормальной работы оборудования на алименты фундамента передаются повышенные динамические нагрузки. При этом в соответствующих элементам возрастают колебания и внутренние динамические напряжения. Пористый заполнитель, входящий в железобетон этих элементов, вызывает повышенное внутреннее трение по контактам цементным камнем и плотным заполнителем, вследствие чего уровень колебаний и динамических напряжений снижается. Применение из постных решений с использованием стальных и железобетонных конструкций в условиях роста размеров оборудования и создаваемых им динамических нагрузок при жестком нормативном ограничении вибрации приводит к значительному увеличению размеров и массы фундаментов. При этом рост размеров фундамента обратно пропорционален величине поглощения энергии в элементах фундамента. Предлагаемое изобретение позволяет путем включения пористого заполнителя в железобетонные элементы фундамента увеличить поглощение колебаний и таким образом уменьшить размеры фундамента и расход материала на его сооружение. Так, применение изобретения для одного фундамента турбоагрегата мощностью 1200 МВт снижает его стоимость на 120-180 тыс.руб.
Формула изобретения:
Рамный фундамент под оборудование, включающий нижнюю плиту, стойки и ригели, отличающийся тем, что, с целью снижения вибраций, зоны фундамента с наибольшими динамическими напряжениями выполнены из армированного легкого бетона.
Патент, авторское свидетельство № 1255690
Фундамент под оборудование, включающий плиту, расположенную на грунте основания и выполненную с обращенными вниз рёбрами, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости и виброизоляционных свойств фундамента, он снабжён дополнительной горизонтальной плитой, размещенной в грунте основания и выполненной с обращенными вверх ребрами, причём ребра дополнительной плиты заведены между собой ребрами основной плиты с зазором относительно боковой поверхности ребер и ее нижней поверхности. Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции фундаментов под оборудование.
Цель изобретения повышение жесткости и виброизоляционных свойств фундамента. Фундамент включает основную верхнюю фундаментную плиту 1, размещенную на поверхности грунта основания 2, снабженную ребрами 3, заглубленными в грунт. В грунте основания 2 под фундаментной плитой 1 устраивается дополнительная фундаментная плита 4 с ребрами 5, повернутыми
вверх и расположенными между ребрами 3 фундаментной плиты 1. В котловане возводят нижнюю фундаментную плиту 4 с ребрами 5, повернутыми вверх. Засыпают котлован грунтом, а затем на поверхности грунта основания возводят верхнюю фундаментную плиту 1 с ребрами 3, заглубленными в грунт основания 2 и расположенными между ребрами 5 нижней фундаментной плиты 4. Повышение жесткости и вертикальном направлении предлагаемого фундамента по сравнению с известным достигается за счет того, что участки верхней фундаментной плиты 1, обладающие пониженной жесткостью (участки между ребрами 3), взаимодействуют через грунт основания с участками повышенной жесткости (ребрами 5) нижней фундаментной плиты 4. За счет этого снижается общая податливость фундаментной плиты 1, а также неравномерные деформации между отдельными точками фундаментной плиты. Снижается неравномерное распределение внутренних усилий в фундаментной плите 1, расположенной на поверхности грунта основания, благодаря чему снижаются материальные затраты на армирование этой плиты.
Повышение жесткости предлагаемого фундамента в горизонтальном направлении но сравнению с известным достигается за счет того, что ребра 3 верхней фундаментной плиты 1, передавая горизонтальные усилия на грунтовое основание 2, взаимодействуют через грунт со стенками нижней фундаментной плиты 4, передавая на последнюю часть горизонтальных нагрузок. Изобретение позволяет повысить жесткость фундамента, обеспечить стабильность динамических характеристик и надежность работы в процессе эксплуатации.
Патент, авторское свидетельство № 667646
Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов под оборудование, преимущественно под турбоагрегаты. Известен фундамент под оборудование, включающий нижнюю и верхнюю плиты, соединенные между собой вертикальными стойками. Наиболее близкими к изобретению техническим решением по своей сущности и достигаемому результату является фундамент под оборудование, включающий в себя нижнюю и верхнюю плиты, соединенный между собой крайними и средними стойками. Недостатки известных фундаментов в их высокой материалоёмкости. Цель изобретения- снижение материалоёмкости фундамента.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом фундаменте под оборудование, преимущественно под турбогенератор, включающем верхнюю и нижнюю плиты, соединенные между собой крайними и средними стойками, крайние стойки выполнены наклонными и образуют с верхней и нижней плитами трапецию, большим основанием, которой является верхняя плита.
На чертеже изображен описываемый фундамент, общий вид. Фундамент под оборудование состоит из нижней 1 и верхней 2 плит, соединенных между собой крайними3 и средними 4 стойками. Крайние 3 стойки фундамента выполнены наклонными и образуют с верхней 2 и нижней 1 плитами трапецию, большим основанием которой является верхняя плита 2. Фундамент может быть как монолитным, так сборно-монолитным. В фундаменте нагрузка от турбогенератора 5, установленного на верхней плите 2, сосредотачивается у краев укороченной нижней плиты 1, в результате чего в ней происходит уменьшение изгибающих моментов и относительных прогибов. Описываемый фундамент в среднем на 30% менее материалоемок, чем известные фундаменты под турбогенераторы.
Формула изобретения:
Фундамент под оборудование, преимущественно под турбогенераторы, включающий нижнюю и верхнюю плиты, соединенные между собой крайними и средними стойками, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости фундамента, крайние стойки выполнены наклонными и образует с верхней и нижней плитами трапецию, большим основанием которой является верхняя плита.
Патент, авторское свидетельство № 458636
Изобретение относится к области строительства фундаментов под оборудование. Известны фундаменты под оборудование, например турбоагрегаты, представляющие собой пространственную конструкцию, состоящую из верхней и нижней плит, соединенных между собой стойками. Недостатком таких фундаментов является неравномерное перемещение верхней плиты вследствие осадок основания, колебания температуры среды и др.
Цель изобретения – обеспечение возможности регулирования стоек по высоте. Для этого стойки заключены в заполненные теплоносителем герметизированные обоймы, каждая из которых соединена с нагнетательным устройством.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где: 1- стойки фундамента, 2- герметизированные обоймы, 3- нагнетательные устройства. Увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя в обоймах, можно соответственно удлинить или укоротить стойки, тем самым регулируя перемещения верхней плиты.
Формула изобретения:
Рамный фундамент под оборудование, включающий верхнюю и нижнюю плиты, соединенные между собой стойками, отличающийся чем, что, с целью обеспечения возможности регулировки стоек по высоте, последние заключены в заполненные теплоносителем герметизированные обоймы, каждая из которых соединена с нагнетательным устройством.
5.Расчёт фундамента
Задание: рассчитать фундаменты двух типов (железобетонный и деревянный) под мачту буровой вышки ВМА45*320, исходя из максимальной действующей нагрузки на ногу вышки. Грунт под фундамент суглинистый, твердый природная влажность грунта превышает влажность на границе раскатывания более, чем на 75% числа пластичности; коэффициент пористости ε= 0,6; консистенция (состояние) грунта В<0; уровень грунтовых вод согласно инженерным изысканиям 15 метров; средняя глубина промерзания согласно данным за последние 5 лет местной метеорологической станции составляет 0,82 метра. Будем считать, что нагрузка на ногу вышки действует в центре фундамента.
5.1. Расчёт железобетонного фундамента
В качестве железобетонного фундамента используем железобетонную плиту размерами: длиной 4 метра, шириной 2.5 метра и высотой 0.3 метра. Допустимое напряжение для железобетона [G]жб= 0.7÷3.5 МПа, выберем среднее значение, т.е. [G]жб= 2.1 МПа.
Основное требование расчёта по несущей способности сводится к условию
Р≤Rн , 5.1.1
где: Р – среднее давление на грунт; Rн - коэффициент сопротивления грунта, значение которого выбирается из справочных материалов и для твердого суглинка он равен 4 кг/см2 .
Среднее давление
Р=Q/F, 5.1.2
где: Q – максимальная нагрузка, действующая на фундамент; F – площадь фундамента.
Максимальная нагрузка, действующая на фундамент под одну ногу вышки Q определяется из следующего уравнения
, 5.1.3
где: Q – максимальная нагрузка на основание фундамента одной ноги; gB – вес вышки, механизмов АСП и др.; QB – вертикальная нагрузка на верхнюю площадку вышки, равная максимальной нагрузке на крюке, т.е 3200 кН; ά – угол наклона ноги, равный 840; R – вертикальная составляющая реакции ветровой нагрузки на одну ногу; gФ – вес фундамента под одну ногу.
Определим gB , исходя из массовых характеристик, приведенных в таблице 2.3:
gB=(mВ+mлеб+ mрот + mверт + mкр + mт/б + mасп + mрпдэ+mтруб)g, 5.1.4
где: mВ – масса вышки; mлеб – масса лебедки; mрот – масса ротора; mверт – масса вертлюга; mкр – масса кронблока; mт/б – масса талевого блока; mасп – масса АСП; mрпдэ – масса регулятора подачи долота на забой; g – ускорение свободного падения.
Определим массу труб, расположенных на палубе буровой вышки
mтруб = mудL, 5.1.5
где: mуд – масса метра труб, равная 32 кг/м; L – длина всех труб, равная 5000 метрам.
Таким образом:
mтруб= 32*5000 = 160000 кг = 160 т.
Теперь определим вес вышки, механизмов АСП и т.д.
gB=(41050+39050+4760+2980+8040+6850+36320+1951+160000)9.81=2.95 МН.
Теперь определим вес фундамента. Под ногу мачты буровой вышки берем железобетонную плиту размерами: длиной 4 метра, шириной 2.5 метра и высотой 0.3 метра; плотность железобетона 2400 кг/м3.
Вес фундамента будет равен
gф=Vρg, 5.1.6
где: V – объём фундамента; ρ – плотность материала, из которого изготавливается фундамент; g – ускорение свободного падения.
gф= 4*2.5*0.3*2400*9.81= 70.6 кН.
Теперь определим вертикальную составляющую от ветровой нагрузки R, она будет равна
R= q0CipS, 5.1.7
где: q0 – ветровой напор (450 Па); Ci – коэффициент, учитывающий возрастание напора ветра от высоты, равный 2.2; р - динамический коэффициент, учитывающий собственные колебания вышки, равный 1.3; S – проекция поверхности площади.
Найдем проекцию поверхности площади Si
S= Fmφ, 5.1.8
где: F – вертикальная проекция вышки; m – аэродинамический коэффициент, равный 1 для труб; φ – коэффициент заполнения, равный для труб единице.
Теперь определим вертикальную проекцию вышки F
F=hsinά, 5.1.9
где: h – площадь трапеции, равная произведению полусуммы ее оснований на высоту, т.е. h = 60 м2; ά – угол наклона ноги вышки к вертикали, равный 60.
Таким образом
F= 60*sin60= 7.3 м2,
S= 7.3*1*1 = 7.3 м2,

R= 450*2.2*1.3*7.3= 9.4 кН.
Теперь все полученные величины подставим в формулу 5.1.3 и получим