книги / Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи
..pdfdx
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