Основные теоретические положения. Сочетание нагрузок, действующих на вышку, бывает различным

Сочетание нагрузок, действующих на вышку, бывает различным. Все нагрузки подразделяют на постоянные и временные. В свою очередь временные нагрузки делятся на длительные, краткосрочные и особые. Постоянные нагрузки – вес вышки и оборудования, смонтированного на ней. Временные длительные нагрузки – это эксплуатационная нагрузка на крюке, вертикальная и горизонтальная составляющие усилий в ведущей и неподвижной ветвях талевого каната, горизонтальная составляющая от веса свечей, установленных наклонно на подсвечник. Краткосрочные нагрузки – ветровая и снеговая нагрузки. Особые нагрузки возникают при испытаниях вышек.

В качестве расчетных принимают два режима нагружения вышек при следующем сочетании нагрузок:

1) максимальная нагрузка на крюке при спуске наиболее тяжелой обсадной колонны и горизонтальная составляющая от веса комплекта бурильных свечей, установленных в магазинах (за пальцем) вышки, в сочетании с ветровой нагрузкой; при этих нагрузках вышка должна быть рассчитана на прочность и устойчивость;

2) воздействие сильного ветра на вышку при установленном на подсвечнике полном комплекте бурильных свечей; нагрузка на крюке равна нулю, при этом вышка рассчитывается на опрокидывание, а детали решетки – на прочность и устойчивость.

Расчетная ветровая нагрузка q_B принимается перпендикулярной к грани вышки или поверхности отдельных секций

q_B = q₀csr, (26)

где q₀ – нормальный скоростной напор ветра, справочная величина, зависящая от района бурения и высоты рассматриваемого узла над поверхностью земли;

с – аэродинамический коэффициент, определяемый по строительным нормам и правилам;

s – площадь грани вышки или отдельной секции; при определении площади s необходимо учитывать коэффициент заполнения j, для обшитых поверхностей j=1, для стержневых ферм j=0,15÷0.2:

r=1 + em – коэффициент увеличения расчетного скоростного напора от колебаний вышки;

e – коэффициент динамичности, зависящий от периода собственных колебаний сооружений, для вышек e = 1,8÷2,3;

m – коэффициент пульсации скоростного напора ветра, справочная величина.

Ветровая нагрузка на соседние секции вышки суммируется и равнодействующая прикладывается в узлах фермы.

Горизонтальная составляющая нагрузка от веса свечей за паль­цем вышки

P_г= G/2tgα, (27)

где G – нагрузка от веса комплекта свечей;

α=2÷4^о – угол на­клона свечей к вертикали.

Нагрузка на наголовник вышки

Q_н = Q_кр (m + 2)/m, (28)

где Q_кр – нагрузка на крюке;

m – число рабочих струн талевой системы.

Затем определяется расчетная нагрузка от вертикальных сил на опорную плиту ноги башенной вышки, вертикальная нагрузка на опорный шарнир мачтовой А-образной вышки

В соответствии с определением второго предельного состояния для вышек суммарное отклонение наголовника по горизонтали Д_сум не должно превышать расстояния от замка трубы до стола ротора. В противном случае замки при спуско-подъемных операциях будут задевать за стол ротора, что делает невозможным нор­мальный процесс СПО.