Расчет каркаса буровой установки

Расчет каркаса буровой установки

Краткая характеристика и назначение объекта

Исходные данные

Объектом для проведения поверочных расчётов являются несущие металлические конструкции буровой установки, далее по тексту – буровая установка.

Настоящее заключение составлено по заказу ООО «Кливер» для оценки несущей способности металлических конструкций бурового основания и вышки для обеспечения безопасной эксплуатации.

Исполнителем работы выступила организация ООО «ПроектСервис» ИНН 7451341310

Технический директор – Коржук Дмитрий Андреевич
Главный расчетчик – Лазюк Владимир Александрович
Программный комплекс ЛИРА-САПР
Кол-во конечных элементов – 89630

Задачи работы

  • Установление нагрузок, действующих на буровую установку в соответствии с нормативными документами API 4F-2008-Specification for Drilling and Well Servicing Structures, СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия», ГОСТ Р ИСО 13626-2013;
  • построение расчетной схемы в ПК Лира-САПР в соответствии с чертежами заказчика на основные несущие металлические конструкции бурового основания и вышки;
  • выполнение расчета несущих конструкций буровой установки в ПК Лира-САПР и определение деформаций и усилий в элементах;
  • проверка сечений основных несущих конструкций буровой установки в соответствии с требованием СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»;
  • проверка наиболее нагруженных и ответственных узлов сооружения (перечень определяется по чертежам сооружения) в соответствии с требованием СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»;
  • оценка несущей способности металлических конструкций буровой установки для обеспечения безопасной эксплуатации;
  • выдача рекомендаций по усилению несущих металлических конструкций буровой установки для обеспечения безопасной эксплуатации конструкций (при необходимости).

Сведения о процессе расчёта

Комплекс работ, выполненных в объеме технического задания, включил в себя:

  • ознакомление с технической документацией на буровую установку;
  • установление нагрузок, действующих на буровую установку;
  • определение участков буровой установки, на которые воздействуют нагрузки;
  • составление вариантов сочетаний нагрузок;
  • построение расчетной схемы в ПК Лира-САПР
  • реализация в расчётной схеме результатов, полученных в п.п.2-4;
  • выполнение расчета и проверка сечений основных несущих конструкций буровой установки в соответствии с требованием СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»;
  • камеральная обработка результатов расчёта и составление заключения по результатам расчётов.

Расчёт буровой установки был разделён на 2 части: первая часть - вышка с УПВ, включённые в отдельную расчётную модель, и вторая часть - основание ВЛБ, включённое в отдельную расчётную модель. При этом на основание ВЛБ были перенесены усилия от опор вышки с УПВ. Ветровые нагрузки, действующие на буровую установку, были учтены с пульсационной составляющей. Практически все элементы буровой установки были замоделированы стержневыми конечными элементами (КЭ). Остальные элементы буровой установки были замоделированы пластинчатыми КЭ, а именно: части лонжеронов с переменным сечением, главные балки рабочей площадки (центральной рамы), подроторные балки и направляющие балки пути.

Назначение объекта

Буровая установка грузоподъемностью 200 т с электрическим приводом и эшелонным расположением блоков предназначена для бурения скважин на нефть и газ с условной глубиной до 3200 м с возможностью использования верхнего привода.

Буровая установка может применяться в макроклиматических районах с умеренным климатом -У, категории 1 по ГОСТ 15150-69 (-45ºС +40ºС) на месторождениях c содержанием сероводорода менее 6%.


Расчеты и выборочные результаты

Расчет и выборочные результаты расчета для вышки и УПВ

3D вид расчётной модели вышки и УПВ.png

3D вид расчётной модели вышки и УПВ

Комбинации нагрузок для случая 1а.png

Комбинации нагрузок для случая 1а

Перемещения по оси Х.png

Перемещения по оси Х, мм (13…15 комб. по рис. 1.22)

 

Перемещения по оси Y.png

Перемещения по оси Y, мм (13…15 комб. по рис. 1.22)

 

 

Стадия монтажа 2

Начало подъёма, вышка оторвалась от временных опор.

Комбинации нагрузок для случая монтажа 2.png

Комбинации нагрузок для случая монтажа 2

Перемещения по оси Z для случая монтажа 2.png

Перемещения по оси Z для случая монтажа 2

 

Расчет и выборочные результаты расчета для основания ВЛБ

 

3D вид расчётной модели основания ВЛБ.png

3D вид расчётной модели основания ВЛБ

 

Комбинации блока 1b.png

Комбинации блока 1b (39-е…42-е загружения в таблице – комбинации, перешедшие на ВЛБ от вышки с УПВ)

 

Перемещения лонжеронов (по Z) от 9-й комбинации (максимум).png

Перемещения лонжеронов (по Z) от 9-й комбинации (максимум)

 

Расчёт роторных балок

Нагрузка от ротора на роторные балки (200 тс приложено).png

Нагрузка от ротора на роторные балки (200 тс приложено)

Номера сечений элементов центральной и двух боковых рам.png

Номера сечений элементов центральной и двух боковых рам

 


 

Расчет и выборочные результаты расчета для балки рельсового пути

3D-вид балки пути с верхними пластинами.png

 

3D-вид балки пути без верхних пластин.png

3D-вид балки пути (с верхними пластинами и без них)

Схема приложения нагрузок от винтовых опор к балке (для примера - 140 т и 72 т комбинация 3).png

Схема приложения нагрузок от винтовых опор к балке (для примера - 140 т и 72 т, комбинация 3)

Жёсткость грунта задана через коэффициенты постели П.Л. Пастернака С1 и С2. С1 приблизительно принят равным 300 МН/м3 как для глины твёрдой и полутвёрдой (с ростом С1 растёт давление на грунт). С2=900 МН/м. При этих условиях определим давление на грунт от комбинаций нагрузок 1), 2) и 3).

 

Давления на грунт для комбинаций 1), 2) и 3) см. рис. ниже:

Изополя давлений на грунт (кг-см2) при нагрузках F1=72 т F2=36 т.png

Изополя давлений на грунт (кг/см2) при нагрузках F1=72 т, F2=36 т



Хотите первыми узнать о выходе новых версий, проводимых семинарах и акциях?





@

Другие объекты




Нажмите "Нравится",
чтобы получать уведомления о новых заметках в Facebook
Спасибо, не показывайте мне это больше!