На вежу діють слідуючі горизонтальні навантаження:
1) Т1 горизонтальна складова сили, діючої на кронблок від натягу ведучої та веденої струни талевого канату;
2) Т2 горизонтальна сила від ваги свічок, встановлених за палець;
3) W вітрові навантаження на вежу;
4) W cв вітрові навантаження на повний комплект свічок.
Горизонтальна складова Т1 сили, діючої на кронблок вираховується для двох випадків (рис.3.3):
гак нерухомий
при русі гака
де b і g кути відповідно між ведучою і нерухомою струнами канату та вертикальною вісю вежі.
Якщо струни закріплені по різні боки вісі вежі,то береться знак «мінус», якщо з одного боку у лебідки,то «плюс».
Горизонтальна сила Т2 від ваги свічок (рис.3.4)
де Gсв -загальна вага свічок на підсвічнику; lcв -довжина свічки; hп -висота пальців відносно підсвічника; a-кут нахилу свічки до вертикалі (a=2...4°).
Вітрове навантаження на вежу залежить від природно-кліматичних умов, в яких експлуатується бурова установка і визначається як сума середньої(статичної) та динамічної складових.
|
|
Нормативне значення статичної складової вітрового навантаження wm залежить від висоти над поверхнею землі та визначається за виразом
де Wo -нормативне значення вітрового тиску; к -коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті [2,п.6.5];
с -аеродинамічний коефіцієнт (для кутових профілів С=1.4, для труб С=1).
Нормативне значення вітрового тиску Wo згідно норм РТМ 26-02-6-68(Руководящий технический материал на проектировние буровых вышек) для розрахунків бурових веж значення вітрового тиску приймають незалежно від місця експлуатації:
w0 =0.700 кПа -для неробочого стану;
w0 =0.250 кПа -для робочого стану;
w0 =0.150 кПа -для монтажно-транспортного стану.
Нормативний напор вітру w0 до висоти 10 м над поверхнею землі буде постійним; вище вітрове навантаження змінюється по лінійному закону (табл.3.1).
Таблиця 3.1 Значення коефіцієнта К
Висота надповерхнею землі, м | < 10 | |||
Коефіцієнт К | 1.25 | 1.5 | 1.7 |
Значення вітрового тиску на вежу W знаходять по формулам
W = S(Wi’ + Wi’’)
Wi’’= 0.7W’.
Тут Wi’,Wi’’ - навантаження на вітрову та завітрову частину i -ої секціївежі відповідно; Wбал - навантаження на балкон
верхового робітника; кі - середнє значення коефіцієнта к по висоті i -ої секції вежі; Аі - загальна площа грані i -ої секції; j = 0.15...0.2 - коефіцієнт заповнення панелі (для обшитої частини вежі j=1).
Методика обчислення кi для різних випадків епюри к надано в [3,c.15-17].
При швидкостях вітру до 110 км/год також враховують вітрове навантаження, діюче на поверхню повного комплекту свічок, що стоять за пальцем. Для цього необхідно визначити площу бурильних труб, сприймаючих вітрове навантаження
|
|
де n = (10...15) - кількість рядів свічок; dcв - діаметр свічки; l¢cв = lcв-(h+h1) - частина довжини свічки, на яку діє вітрове навантаження; lcв - повна довжина свічки; h - висота обшивки; h1 - частина довжини свічки, що знаходиться всередині балкону верхового робітника.
Тоді навантаження на повний комплект свічок
де кекв - середнє значення коефіцієнта к на ділянці l¢cв.
В загальному вигляді розрахункова схема вітрового навантаження на вежу показана на рис.3.5.