Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи

..pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
25.39 Mб
Скачать

dx

Рис. 2.6. Заделка фундаментного болта в бетон

В зависимости от качества бетона для гладких болтов прини­ мают, обычно, /0 * (20-30) d, для болтов с крючком (петлей) на конце достаточно /0 = (10-15) d.

Зная длину заделки /0, определяют по монтажному чертежу общую длину фундаментного болта. Следует иметь в виду, что после установки станины на фундамент между ней и поверхно­ стью фундамента должен быть оставлен зазор 40-50 мм для по­ следующей заливки цементом.

Длина съемных фундаментных болтов определяется по конст­ руктивным соображениям: чем длиннее болт, тем эластичнее крепление машины и меньше перекос болтов при их установке. Обычно длина их не меньше длины глухих болтов.

Необходимые размеры анкерных плит (рис. 2.6, б) могут быть определены, исходя из максимально допустимого усилия затяж­ ки болта и допустимого напряжения бетона на скалывание и смятие (табл. 2.2).

Анкерные плиты изготовляют из листовой толстой стали или в виде чугунных отливок с ребрами жесткости.

Фундаменты средних и мелких машин (насосов, станков и др.) несложны - обычно блок из бетона или бутобетона, уложен­ ного неглубоко непосредственно в котлован с глухой заделкой фундаментных болтов. Задача монтажа упрощается тем, что

Определение размеров анкерных плит

Т а б л и ц а 2.2

 

Показатели

 

Анкерная плита

Квадратная

Круглая

 

Смятие

тid1

2_ *4

 

 

 

Скалывание

тсd2

= 4Л/0аск

Jtrf2 СТэ = П0/00а

 

П р и м е ч а н и е : ст3 - напряжение предварительной затяжки, МПа; ас« - до­ пускаемое напряжение бетона на смятие (стсм “ 1,5 МПа); ас|с - допускаемое на­ пряжение бетона на скалывание (аск * 0,75 МПа).

часто эти машины выпускают заводы в виде комплектных уста­ новок «машина-привод», смонтированных на общей раме из швеллера или двутавра.

Для монтажа буровых установок и значительной части обору­ дования для нефтегазодобычи применяют облегченные опоры, причем естественно становится целесообразным применять

Рис. 2.7. Конструкция опоры на деревянных стульях

Рис. 2.8. Конструкция свайной опоры

 

сборные фундаменты из нормали­

 

зованных

элементов,

допускаю­

 

щих выбор нужной формы и раз­

 

меров, демонтаж вместе с обору­

 

дованием

и

повторное

использо­

 

вание на новом месте монтажа.

 

Так,

в

крупноблочном

монтаже

 

буровых

установок

и

монтаже

 

оборудования для нефтегазодобы­

 

чи широко

используют

железобе­

 

тонные плиты размером 3x1x0,6 м

 

и 2x1x0,6 м, брусья размером

 

2x0,6x0,6 м и 1,2x0,6x0,6 м, а так­

 

же

пирамидальные тумбы разной

 

высоты и с основанием

размером

500 500

1,1x1,1 м. В арматуру блоков при

 

изготовлении закладывают сталь­

1000

ные петли для удобства такелаж­

 

ных работ. Плиты и брусья ис­

 

пользуют отдельно или

группами

 

по 2-3 шт. в зависимости от на­

 

грузки на опору.

и

средней

 

При

небольшой

 

плотности

грунтов

используют

 

деревянные стулья (рис. 2.7), на

 

слабых грунтах могут быть ис­

 

пользованы

свайные

 

основания

 

(рис. 2.8). Необходимое число свай и глубина их забивки может быть определена расчетом, исходя из нагрузки на опору и несущей способности грунта. Если плотные

грунты (например, материковые глины) залегают неглубоко, то сваи забивают на эту глубину, и они передают нагрузку своими концами. В менее благоприятном случае приходится рассчиты­ вать в основном на передачу нагрузки боковой поверхностью свай - трением об охватывающий их грунт.

Допускаемую нагрузку на одну сваю Р можно определить по формуле

Р = Р д о п / + ™1,

где Рд0Пдопускаемое давление на грунт на глубине острия сваи, МПа; / - площадь поперечного сечения сваи, м2; т - удельная сила трения на боковой поверхности сваи, МПа; и - периметр сваи, м; / - глубина погружения сваи, м.

Наиболее употребительные материалы для сооружения моно­ литных фундаментов (фундаменты сборные сооружаются из нормализованных блоков) - бетон, железобетон, бутобетон.

Бетон - смесь цемента, щебня или гравия и песка, смешивае­ мая с водой для получения монолитного материала. Цемент яв­ ляется основным вяжущим материалом в бетоне, при его взаи­ модействии с водой получается искусственный камень с высоки­ ми прочностными характеристиками (в основном на сжатие).

Щебень, гравий и песок применяют в качестве заполнителей для уплотнения и упрочнения бетона, однако основную роль в создании прочности играет цемент.

Армирование цемента стальной арматурой значительно по­ вышает его прочность, особенно на растяжение. Цемент и сталь имеют почти одинаковый коэффициент линейного расширения, поэтому железобетон работает как единый монолит.

Бутобетонные фундаменты сооружают из естественного камня на цементном растворе.

МЕТОДЫ И СПОСОБЫ МОНТАЖА

Стоимость и продолжительность монтажа могут быть значительно уменьшены при внедрении прогрессивных ме­ тодов организации и производства работ. При этом основными мероприятиями являются следующие:

качественное и заблаговременное выполнение всего объема подготовительных работ;

использование методов сетевого планирования, в частности для обеспечения параллельного выполнения максимального чис­ ла монтажных операций, не связанных технологически.

Методы и способы монтажа оборудования для бурения сква­ жин и нефтегазодобычи оказывают значительное влияние на ка­ чество, сроки и стоимость производства монтажных работ. Их выбор проводится в составе проекта монтажа на основе технико­ экономического сравнения возможных вариантов. При этом учи­ тываются особенности конструкции машины, число и параметры (масса, габаритные размеры) блоков и элементов, в виде которых машина доставляется к месту монтажа, характеристики имеюще­ гося грузоподъемного оборудования, ограничения на площади под монтаж и число рабочих, климатические условия. Различают следующие три основных метода монтажа.

Последовательный монтаж мелкими сборочными единицами.

При этом на основании машины последовательно наращиваются стыкуемые сборочные единицы без существенного предваритель­ ного укрупнения, т.е. почти в том виде, в котором они поступают к месту монтажа. Предварительной сборке на нулевой отметке подвергаются только небольшие агрегаты и механизмы машины. Важным преимуществом монтажа мелкими сборочными едини­ цами является возможность обойтись достаточно простыми подъемными и транспортирующими средствами небольшой гру­ зоподъемности: монтажными мачтами, самоходными кранами, автопогрузчиками, так как каждая устанавливаемая сборочная единица имеет сравнительно небольшую массу и габаритные размеры. Основной объем сборочных работ проводится непо­ средственно на монтируемом объекте, что исключает необходи­ мость в больших монтажных площадках.

Недостатками рассматриваемого метода являются большая длительность монтажа и нередко снижение его качества. Дли­ тельность монтажа возрастает из-за необходимости последова­ тельного выполнения работ, без совмещения их во времени. Кроме того, большая часть сборочных работ при монтаже многих машин выполняется на высоте, в стесненных условиях, сущест­ венно снижающих производительность труда. По этой же причи­ не трудно обеспечить высокое качество сборки, особенно сварки и клепки. Определенные сложности возникают при контроле ка­ чества работы. Поэтому последовательный монтаж мелкими сбо­ рочными единицами применяется вынужденно, при отсутствии подъемного оборудования большой грузоподъемности или огра­ ниченных размерах монтажной площадки.

Последовательный монтаж укрупненными блоками предпо­ лагает сборку на нулевой отметке достаточно крупных частей машины с последующей установкой в проектное положение. Укрупнение и установку каждого блока производят последова­ тельно. На монтажной площадке требуется место только для од­ ного укрупненного блока, что позволяет ограничиться неболь­ шими ее размерами. Основной объем сборочных работ при мон­ таже машины выполняется на нулевой отметке. Поэтому рас­ сматриваемый метод обеспечивает по сравнению с предыдущим лучшее качество монтажа и более высокую производительность, хотя требуется дополнительная площадь для укрупнения блоков.

Параллельный монтаж укрупненными блоками характеризуется наиболее высокой производительностью и благоприятными усло­ виями для обеспечения высокого качества монтажа. При этом монтажные блоки укрупняются на нулевой отметке одновремен­ но (параллельно) в разных зонах монтажной площадки. Недос­

татками метода являются необходимость в большой площади для монтажа, одновременная потребность в значительном количестве технологического оборудования и рабочей силы. Параллельный монтаж укрупненными блоками особенно эффективен и широко применяется при наличии большого фронта работ, когда монти­ руются несколько однотипных машин. В этих условиях имеется возможность специализации звеньев слесарей-монтажников по сборке отдельных укрупненных узлов, т.е. дополнительного по­ вышения производительности и качества работ.

Степень крупности блоков заводского изготовления лимити­ руется транспортными габаритами, грузоподъемностью транс­ портных средств и природными условиями, в которых осуществ­ ляется перевозка оборудования к месту эксплуатации. Широко практикуется промежуточное укрупнение блоков на монтажных базах предприятий нефтегазовой отрасли.

Индустриализация монтажа оборудования получила повсеме­ стное признание и поддержку на предприятиях нефтегазовой отрасли. Блочные методы строительства применяют на всех но­ вых и реконструируемых объектах нефтяных и газовых месторо­ ждений.

На базе новой организации строительно-монтажных работ удалось перейти к комплексному обустройству всего нефтяного или газового месторождения, что значительно ускоряет ввод ме­ сторождения в эксплуатацию с почти одновременным освоением всего технологического цикла, в частности, сбора и переработки попутного газа, и снижает стоимость строительства (табл. 2.3).

Индустриальное™ конструкции оборудования можно оценить коэффициентом индустриализации

-ъ. с

где С - сметная стоимость объекта; См - стоимость монтажа объ­ екта на строительной площадке.

Коэффициент индустриализации некоторых объектов

 

Трубопроводы насосных станций магистрального нефтепровода...............

0,66

Трубопроводы нефтеперерабатывающих заводов (при максимальной ме­

0,87

ханизации сборки на базе)...................................................................................

Газотурбинная установка ГТУ

0,90

Максимальный эффект индустриализации дает изготовление объекта целиком в одном блоке. В Западной Сибири налажен серийный выпуск блок-комплектных кустовых насосных станций и электростанций на стальных понтонах-основаниях.

Изготовленные на заводе станции после транспортировки буксиром по воде на любое расстояние вытаскивают на сушу и волоком перемещают к месту эксплуатации. Установка на суше

56

Т а б л и ц а 2.3

Экономическая эффективность крупноблочного изготовления оборудования

 

Снижение

Снижение стои­

Во сколько

Снижение

 

трудоемкости

раз сократи­

Объект

строительно­

мости строи­

лась продол­

себестоимос­

тельно-мон­

ти строитель­

 

монтажных

тажных работ, %

жительность

ства, %

 

работ, %

 

строительства

 

Буровые установки

85

61

8,5

-

Дожимная насосная

80

73

5

28

станция 500-

 

 

 

 

1000 м3/сут

72

28

6

24

Кустовая насосная

станция 3600 м3/сут

89

72

15

30

Групповая замер-

но-сепарационная

 

 

 

 

установка 600 -

 

 

 

 

1200 м3/сут

52

27

 

18

Компрессорная

 

станция попутно­

 

 

 

 

го газа 450-

 

 

 

 

750 тыс. м3/сут

 

 

 

 

очень выгодна, так как исключает трудоемкие работы по защите объекта от ледохода и вмерзания, неизбежных при установке станции на воде, упрощает конструкцию трубопроводов.

Коробчатая конструкция понтона обеспечивает жесткость ее основания и хорошую вибрационную характеристику. При транспортировке по суше качество монтажа оборудования не на­ рушается. Насосную станцию с оборудованием мощностью до 400 кВт, частотой вращения ротора 3000 об/мин устанавливают прямо на грунт; балластировка коробки понтона не требуется. Давление основания на грунт всего 0,01-0,015 МПа, поэтому можно ограничиться только выравниванием площадки и подсып­ кой в небольшом объеме.

Способы монтажа зависят от особенностей конструкции мон­ тируемого объекта и условий монтажа: в проектном положении или вне проектного положения. При монтаже в проектном поло­ жении объект сразу же после завершения сборочных и регулиро­ вочных работ оказывается в рабочем состоянии. Монтаж вне проектного положения ведется на отметке или в положении объ­ екта, удобном для выполнения сборочных работ, например, мон­ таж вертикальных мачт и башен в горизонтальном положении. Завершающей операцией является установка смонтированного объекта в проектное положение: например, подъем вышки в вер­ тикальное положение и т.п.

Применяются следующие способы монтажа (рис. 2.9) объекта в проектном положении: надстройка, навесной монтаж и монтаж на вспомогательной эстакаде.

Надстройка (рис. 2.9, а) заключается в последовательном наращивании объекта по высоте, начиная с основания, укруп­ ненными блоками или мелкими сборочными единицами. Спо­ соб надстройки применяется для многоярусных вертикальных конструкций. Грузоподъемность монтажного оборудования оп­ ределяется массой наиболее тяжелого сборочного элемента. Поэтому при монтаже мелкими сборочными единицами прак­ тически всегда можно обойтись подъемными средствами неболь­ шой грузоподъемности, что является важным преимуществом рассматриваемого метода. Естественная последовательность сборки облегчает контроль ее качества. Недостатками способа надстройки являются потребность в грузоподъемном оборудова­ нии с большой высотой подъема и некоторое снижение произво­ дительности, неизбежное при выполнении сборочных работ на высоте.

Навесной и полунавесной монтаж (рис. 2.9, б) чаще выполня­ ется предварительно укрупненными блоками.

Монтаж на вспомогательных эстакадах (рис. 2.9, в) проводит-

Рис. 2.9. Способы монтажа

58

ся на клетях из шпал или разборных эстакадах с высотой, соот­ ветствующей проектному положению монтируемого объекта. Этот способ монтажа применяется для конструкций пролетного типа. Достоинствами монтажа на вспомогательных эстакадах яв­ ляются сравнительно небольшая грузоподъемность монтажного оборудования, наличие широкого фронта работ (можно одновре­ менно собирать или устанавливать несколько блоков), возмож­ ность достижения хорошего качества монтажа, освобождение на­ земных коммуникаций и площадей в зоне монтажа. Существен­ ным недостатком, ограничивающим применение этого способа, является удорожание и увеличение продолжительности монтажа посредством изготовления сложных и материалоемких вспомога­ тельных эстакад.

Способ подстройки заключается в постепенном подъеме мон­ тируемого объекта в проектное положение путем последователь­ ного наращивания снизу, как это показано на рис. 2.9, г. Этот способ применяется для монтажа тех же объектов, что и способ надстройки, в частности, если недостаточна высота подъема имеющихся грузоподъемных средств. Монтаж способом под­ стройки предполагает предварительное укрупнение монтируемых блоков. Для монтажа ряда объектов он весьма эффективен, так как все работы по стыковке блоков выполняются на небольшой высоте. Основным недостатком способа является потребность в подъемных устройствах большой грузоподъемности, близкой к силе тяжести всего объекта в целом.

Способ монтажа с последующим подъемом объекта в проект­ ное положение отличается от предыдущих полной сборкой мон­ тируемого объекта на нулевой отметке. Подъем его в проектное положение по существу является заключительной технологиче­ ской операцией монтажа. Вертикальные конструкции монтиру­ ются в горизонтальном положении. Применяют два основных способа подъема смонтированной конструкции. Конструкции, работающие в горизонтальном положении (мостовые краны, кон­ соли), поднимают в проектное положение также горизонтально (рис. 2 9, д) или с небольшим наклоном (в стесненных услови­ ях). Вертикальные конструкции поднимают поворотом относи­ тельно нижней опоры.

К достоинствам рассматриваемого способа относятся высокая производительность и качество монтажа, так как основные рабо­ ты выполняются на небольшой высоте широким фронтом, улуч­ шение условий труда и техники безопасности, возможность со­ вмещать монтажные работы со строительными (устройство фун­ даментов стационарных установок, опорных конструкций для мостовых кранов и т.п.), отсутствие необходимости в сооружении

сложных вспомогательных эстакад, уменьшение объема такелаж­ ных работ. Недостатки способа: необходимость в монтажных средствах большой грузоподъемности и высоты подъема, низкий коэффициент их использования, большие размеры монтажной площадки, сложность технологии подъема на большую высоту конструкций значительной массы и размеров.

При монтаже с последующей надвижкой (рис. 2.9, е) сборка объекта выполняется на проектной отметке, но в стороне от мес­ та его использования. Для установки смонтированного объекта на рабочее место достаточно его горизонтального перемещения. Поэтому отпадает необходимость в монтажных средствах боль­ шой грузоподъемности. Однако в ряде случаев монтаж прихо­ дится выполнять на значительной высоте.

2.5. ПУСК ОБОРУДОВАНИЯ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ.

ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ОБКАТКА МАШИН

Пуск оборудования в эксплуатацию проводят в соот­ ветствии с действующими инструкциями и правилами.

Значительную часть оборудования составляют машины раз­ личного назначения.

Разрешение на пуск в эксплуатацию транспортных средств, регистрируемых в ГИБДД, выдает районное отделение ГИБДД на основании технического осмотра, а на не подлежащих регист­ рации, лицо, ответственное за их эксплуатацию на предприятии.

Технический осмотр транспортного средства включает внеш­ ний осмотр, опробование на ходу, проверку работы отдельных агрегатов. Его проводит инспектор ГИБДД. Результаты осмотра вписывают в технический паспорт транспортного средства. В про­ цессе эксплуатации технический осмотр проводят через 12 мес.

Разрешение на пуск в работу грузоподъемных машин, подле­ жащих регистрации в органах Госгортехнадзора, выдает, участко­ вый инспектор Госгортехнадзора, а на грузоподъемные машины, не подлежащие регистрации, работник организации. Основанием для выдачи такого разрешения служат документы заводаизготовителя, поступившие с машиной, и результаты техническо­ го освидетельствования. Разрешение на пуск в работу грузоподъ­ емных машин записывают в их паспорт или журнал учета и ос­ мотра. Запись ведет лицо, выдавшее разрешение.

Техническое освидетельствование грузоподъемных машин проводит предприятие под руководством работника, ответствен­ ного за надзор. Его разделяют на полное и частичное. При пол­