Способ испытания буровой вышки в процессе ее эксплуатации Советский патент 1991 года по МПК E21B15/00 

Изобретение относится к бурению, а именно к способам испытания буровых вышек.

Цель изобретения - снижение трудоемкости работ, повышение их безопасности и сокращение затрат времени на испытания.

Сущность способа заключается в следующем. На крон блочной площадке новой буровой вышки определенного типа устанавливают прибор, позволяющий измерять угол закручивания вышки (поворота кронблочной площадки) вокруг вертикальной оси вышки. Таким прибором может быть, например, серийно выпускаемый скважин ный инклинометр ОК-40У или другой марки, позволяющий регистрировать изменения как защитных, так и азимутальных углов (в данном случае зенитный угол не меняется и при горизонтальном расположении прибора будет равен 90°). Затем при различных статических нагрузках на вышку (например, при 50, 100, 150 и 200 т) регистрируют значения углов ее закручивания и на основании полученных данных строят графическую зависимость угла закручивания вышки от статической нагрузки на нее. После подтверждения достоверности полученной зависимости и на других новых буровых вышках, она принимается в качестве эталонной для данного типа буровых вышек при конкретной оснастке.

В дальнейшем, для определения несущей способности буровой вышки в процессе ее эксплуатации аналогичным образом регистрируют угол ее закручивания при фиксированной нагрузке (например, за счет веса находящейся в скважине колонны труб, который естественно не превышает рабоО

$

Ј

сл

чую грузоподъемность вышки) и сравнивают полученное значение с углом закручивания, соответствующим той же нагрузке на эталонной зависимости. При этом степень снижения несущей способности буровой вышки, если она имеется, на момент испытания относительно ее исходного значения (т. е. до начала эксплуатации вышки) в долях единицы можно определить по следующей формуле

К («н, - «й)/«н ,0)

где «н и ач- соответственно, углы закручивания новой и испытуемой буровых вышек при прочих равных условиях.

Как известно, любое тело или система тел при воздействии на них избыточной нагрузки подвергаются деформационным изменениям, которые до достижения определенного предела нагрузки являются обратимыми (т. е. находятся в области упругой деформации). Указанное в полной мере относится и к буровым вышкам. При статическом нагруженим буровая вышка может деформироваться как в осевом (за счет сжатия), так и в радиальном (за счет крутящего момента создаваемого крайними роликами кронблока в результате натяжения ходовой и неподвижной ветвей талевого каната) направлениях. При этом, очевидно, что упругие деформационные изменения буровой вышки в осевом направлении несоизмеримы с ее высотой (т. е. относительная деформация бесконечно мала) и зарегистрировать их гораздо сложнее, чем радиальные.

Зависимость Эйлера для расчета критической силы, при которой происходит разрушение тела, имеет вид

Ркр

л2 Е I

Г

(2)

где I - характерный размер (длина);

I - момент инерции;

Е - модуль упругости,

Согласно закону Гука имеем

Е Р/е ,(3)

где Р - приложенная нагрузка;

е- относительная деформация.

Анализируя формулы (2) и (3), нетрудно заметить принципиальную возможность прогнозирования прочностных свойств упруго деформированного тела.

Процесс упругой деформации при радиальном сдвиге также описывается законом Гука в виде

G Р/а,(4)

где G - модуль сдвига; а- угол сдвига,

Как видно, формулы (4) и (3) вполне сопоставимы, что предопределяет наличие реальной зависимости прочностных свойств упругодеформированного тела от угла радиального сдвига.

Таким образом, снижение несущей способности буровой вышки в процессе ее эксплуатации может быть охарактеризовано увеличением угла сдвига (закручивания) при

прочих равных условиях,

Пример (реализация способа). Требуется провести испытание буровой вышки ВБ-320, находящейся в эксплуатации 10 лет, Оснастка 5x6. В результате проведенных измерений установлено, что при статической нагрузке 90 т угол закручивания вышки у кронблочной площадки составил 6,5°. Согласно полученной ранее эталонной зависимости угла закручивания новых вышек данного типа при оснастке 5x6 от нагрузки, при статической нагрузке 90 т угол закручивания составляет 5,2°, .

Значит степень снижения несущей способности буровой вышки в данном случае

равна (6,5-5,2):6,,2 (или 20%). Это означает, что предельно допустимая нагрузка на вышку не должна превышать 0,8 ее паспортной грузоподъемности.

Способ наряду с обеспечением безопасности труда позволяет также получить экономический эффект за счет исключения дополнительных работ и механизмов, а также организационно-технических мероприятий (доставка стропирующих устройств,

бульдозеров, специальных приспособлений и т. д.), выполняемых в настоящее время при испытаниях буровых вышек в промысловых условиях, Сокращаются затраты времени на испытания, повышается их безопасность,

Формула изобретения

Способ испытания буровой вышки в процессе ее эксплуатации, включающий создание фиксированной статической нагрузки на вышку и определение ее несущей

способности, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости работ, повышения их безопасности и сокращения затрат времени на испытания, при создании нагрузки на вышку не превышают ее рабочую грузоподъемность и измеряют угол закручивания вышки оокруг ее вертикальной оси у кронблока, а несущую способность вышки определяют путем сравнения полученного значения угла закручивания с

предварительно установленным эталонным значением зависимости данного угла для новой вышки такого же типа от нагрузки на нее.

Изобретение относится к способам испытаний буровых вышек (БВ). Цель изобретения - снижение трудоемкости работ, повышение их безопасности и сокращение затрат времени на испытания. На испытуемую БВ создают фиксированную нагрузку. Последняя не превышает рабочую грузоподъемность БВ. Измеряют угол закручивания БВ вокруг ее вертикальной оси у кронблока. Несущую способность Б В определяют путем сравнения полученного значения угла закручивания с предварительно установленным эталонным значением зависимости данного угла для новой вышки такого же типа от нагрузки на нее. сл С