Анализ существующих конструкций подъемников для сборки башенных вышек (стр. 1 )

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОДЪЕМНИКОВ ДЛЯ СБОРКИ БАШЕННЫХ ВЫШЕК

1.1 Функциональное назначение и конструктивное исполнение подъемников

В настоящее время в соответствии с ГОСТ 16293-89 ( СЭВ 2446-88) применяют для комплектации буровых установок два типа буровых вышек: башенные и мачтовые.

Вышки, как наиболее крупные узлы буровых установок, ока­зывают существенное влияние на монтажные качества и транспор­табельность последних.

В отечественной и зарубежной практике применяются сле­дующие методы монтажа буровых вышек: наращивание, т. е. сбор­ка "снизу вверх"; подращивание, т. е. сборка "сверху вниз"; горизонтальная сборка на земле с последующим подъемом вышки в вертикальное положение.

В зависимости от занимаемого положения в пространстве во время монтажа первые два метода относят к вертикальной сборке. Они различаются между собой лишь тем, что при мето­де "снизу вверх" сначала собирают нижнюю часть (секцию) выш­ки, после чего на нее поочередно наращивают верхние секции. В свою очередь, при осуществлении метода "сверху вниз" внача­ле монтируют верхнюю секцию, затем поднимают ее на необходимую высоту, после чего к ней снизу пристыковывают следующую сек­цию (вторую сверху), и в такой очередности производится сбор­ка всей вышки.

Сборка вышек по методу "снизу вверх" одной подвесной стрелой осуществляется при помощи простой и легкой оснастки.

В зарубежной практике этот метод является почти единственным для монтажа башенных вышек. Для сборки отечественных башенных вышек этим способом применяют подвесную монтажную стрелу МПС-14-2.

Также для сборки башенных вышек "снизу вверх" - Нури разработал метод шагающих стрел. В этом случае сбор­ка осуществляется двумя "шагающими" стрелами, позволяющими под­нимать целую секцию вышки, собранную на земле или основании. Недостатком этого способа сборки вышек является работа монтажни­ков в опасных и неудобных условиях.

В настоящее время в отечественной практике метод "снизу вверх" из-за производства монтажных работ на большой высоте уступил место методу "сверху вниз", при котором монтаж осущест­вляется на сравнительно небольшой высоте и в более удобных ус­ловиях.

Самое широкое распространение получил метод сборки вышек "сверху вниз", предложенный в 1939 году, с по­мощью разработанного им подъемника, применяемого для монтажа башенных вышек. В настоящее время этот способ наиболее распространен и является основным при монтаже современных ба­шенных вышек.

Известны вышечные подъемники следующих типов: ПВК-1 (подъемник Кершенбаума), ПБУ-35, ПВ2-45, ПВЗ-35, ПВ5-60, ПВЛ и ПВ-750. Для перемещения ходовых концов четырех поли­спастов подъемников применяются приводы двух типов: тракторы - тягачи и электролебедки. Наиболее распространенным приводом подъемника и, в свою очередь, наиболее опасным, а также малопро­изводительным, являются тракторы-тягачи. В этом случае использу­ется один или несколько тракторов с прикрепленными к ним ходовы­ми концами канатов полиспастов, при движении которых осуществля­ется подъем вышки или её части. Более производительным приво­дом являются электролебедки. При этом применяется одна (четырех - барабанная), две (двухбарабанные) или четыре (однобарабанные) электролебедки соответствующих грузоподъемностей. Однако не все типы вышечного подъемника комплектуются такими электролебедками. Так, например, наиболее распространенный в настоящее время вышечный подъемник ПВ5-60 такими лебедками не комплектуется.

С 1948 года применяется сборка башенных вышек в горизонталь­ном положении с последующим подъемом с помощью стрел способами и . Следует отметить, что спо­соб предложенный , благодаря ряду преимуществ нашел применение при строительстве А-образных вышек.

Известен способ монтажа буровых вышек, который заключается в последовательном наклоне собранной верхней части вышки на углы, обеспечивающие возможность наращивания на длину одной панели. Этот способ трудно осуществим из-за возможной потери устойчивос­ти вышек при наклоне их на нужный угол для наращивания панелей.

Известен также способ подъема буровой вышки, собранной на поверхности земли, осуществляемый с помощью вспомогательного подкоса, опирающегося на тележки, и посредством шарниров, свя­занного с вышкой в её средней части на верхней грани вышки. Ниж­няя часть подкоса приводится в движение с помощью полиспаста и тем самым происходит подъем вышки в вертикальное положение.

Анализ основных методов монтажа буровых вышек показывает, что современные башенные вышки собираются в подавляющем большинстве случаев вышечными подъемниками. Сборка самого подъемника ещё оста­ется довольно трудоемким процессом, что требует создания конструк­ций с повышенными монтажными качествами. Привод подъемников также требует совершенствования [1].

1.1.1 Устройство вышечных подъемников

Подъемник типа ПВ5-60 показанный на рисунке 1.1, в собранном виде представляет собой жесткую пространственную конструкцию, состоящую из следующих элементов: четырех спаренных трубных стоек 1 размером 168 Х 14 мм, четырех нижних опор стоек 2, четырех наголовников 3 – верхних связей стоек, четырех нижних 4 и верхних 6 поясов, восьми диагональных связей 6 – по две в каждой грани подъемника, двух несущих балок 7 с роликами 8 для страхового устройства, двух несущих труб 9 для строповки собранных секций вышки, четырех верхних 10 и нижних 11 блоков полиспастов, служащих для подъема собранных секций вышки. Верхние блоки полиспаста имеют общую конструкцию с наголовниками, а нижние блоки связаны с несущими балками и соединяются со спаренными трубными стойками при помощи направляющих ползунов 12. На нижних опорах стоек имеются направляющие ролики 13 для ходовых концов оснастки полиспаста. Страховое устройство, оснащенное тросом, служит для удержания на одном полиспасте в горизонтальном положении несущей балки и подвешенной к ней собранной части вышки в случае обрыва троса одного из полиспастов.

Несущие трубы диаметром 426 мм расположены перпендикулярно к несущим балкам и свободно по ним перекатываются. На каждую трубу надеты по два петлеобразных штропа из каната диаметром 28 мм, к которым при сборке подвешиваются секции вышки, штроп имеет разъемное пальцевое устройство. От самопроизвольного выпадения палец застрахован шплинтом в виде булавки. В комплекте подъемника имеется монтажная лестница, которая может навешиваться на верхние пояса и использоваться при монтаже подъемника или для обслуживания его узлов.

Подъем и опускание секций вышки предусматриваются с помощью трактора-тягача. При наличии подъемных лебедок они могут использоваться для сборки вышки.

Подъемник транспортируют к месту сборки вышки в разобранном на узлы виде. Спаренные стойки с оснащенными полиспастами приводят в транспортное положение. Для этого талевый блок крепят к стойкам болтами, а свободный конец подъемного каната наматывают на специальные расположенные на стойках крюки и закрепляют зажимами. Несущие балки транспортируют вместе с канатом страхового устройства, который вытягивают вдоль балки и крепят к ней.

Собирать подъемник начинают после монтажа вышечного основания и установки на нем специальных кронштейнов под опоры спаренных стоек. Пол буровой настилают досками толщиной 70 мм. По диагоналям опор подъемника на полу буровой настилают доски толщиной 100 мм, для посадки на них несущих балок в процессе сборки вышки. Горизонтальность пола проверяют по уровню.

Перед сборкой подъемника очищают все его детали от загрязнения, проверяют комплектность, свободность вращения роликов блоков полиспаста и страхового устройства, наличие смазки в подшипниках блоков, прямолинейность стоек, поясов и диагональных тяг. Выявленные дефекты устраняют. На расстоянии 10 – 12 м от углов вышечного основания по диагоналям делают четыре якоря для крепления страховых оттяжек подъемника.

Сборку подъемника начинают со сборки двух его боковых панелей в горизонтальном положении. Спаренные стойки каждой панели соединяют двумя поясами и двумя диагональными тягами. Несущие балки привязывают к опорам стоек. Схема сборки панелей подъемника показана на рисунке 1.2.

Собранные и жестко раскрепленные панели приподнимают краном и закрепляют шарнирно опорами трубных стоек на кронштейнах основания. На полу буровой устанавливают и закрепляют козлы вышки с роликом. Через ролик пропускают канат диаметром 15 – 16 мм и закрепляют к собранной панели подъемника. Второй конец каната цепляют к трактору. Панели поочередно приподнимают краном выше основания вышки и дальнейший подъем осуществляют при помощи каната и трактора. Схема подъема панелей показана на рисунке 1.3. Для поддержания и направления панелей при их подъеме к наголовникам привязывают по два пеньковых каната с каждой стороны длиной не менее 15 м. Установленные в вертикальное положение панели крепят болтами к основанию и соединяют между собой поясами и диагональными тягами. Поднимают их с помощью канатов, перекинутых через ролики кронштейнов.

На опорах стоек со стороны натяжения подъемного каната крепят направляющие ролики. Собранный подъемник раскрепляют четырьмя оттяжками за якоря. На несущие балки укладывают несущие трубы и крепят канаты страхового устройства за наголовники и опорные плиты стоек.

При наличии крана с большим вылетом стрелы собранные панели подъемника устанавливают в вертикальное положение при помощи крана. В случае сборки панелей без оснастки полиспастов, оснастку их производят после окончательной сборки подъемника. Схема оснастки подъемника показана на рисунке 1.4

В качестве тяговых механизмов подъемников применяют электролебедки или тракторы-тягачи. Наиболее распространенные средства подъема собираемых вышек – тракторы. Схема крепления оснастки подъемника к трактору показана на рисунке 1.5.

Для подъема вышек тракторами каждую пару ходовых концов оснастки полиспастов 1 одной несущей балки соединяют вместе через уравнительный ролик 3. Уравнительные ролики обеих пар ходовых концов оснастки соединяют вместе петлей с общим уравнительным роликом 5, закрепленным к прицепу трактора. Для обеспечения срабатывания страхового устройства подъемника (в случае разрыва троса одной оснастки полиспастов) каждый ходовой конец оснастки соединяют страховым тросом 4 с прицепом трактора 6 при помощи зажимов 2.