Прочность основания буровой вышки

На грузоподъемность и устойчивость буровой вышки влияет прочность основания буровой вышки. Площадь S нижнего основания фундаментной тумбы под ноги вышки (в м2)

S=(P_ф+gM_ф)/[σ_сж]_гр
Р_ф=(Q₀+gM_в)/4                      (12.44)

где Р_ф - усилие, передаваемое буровой вышкой на каждую фундаментную тумбу, кН; M_ф=2000÷3000 кг масса бетонной тумбы; [σ_сж]_гр - допускаемая удельная нгрузка на грунт, Па.

Значения [σ_сж]_гр в МПа для различных фунтов приведены ниже.

Щебень	0,4-0,6
Гравий и галька	0,5-0,6
Суглинок    в твердом состоянии    в пластичном состоянии	0,25-0,4 0,1-0,25
Глина    в твердом состоянии    в пластичном состоянии	0,3-0,6 0,1-0,25
Песок    сухой    влажный    насыщенный водой    гравелистый	0,2-0,3 0,15-0,25 0,08-0,25 0,35-0,45

Сторона нижнего основания тумбы (в м)

B=√S                (12.45)

Для безопасной перевозки вышки без разборки надо иметь следующие данные, получаемые расчетным путем:

тяговое усилие (в кН), необходимое для перемещения вышки

P=9,81М_вk(sinα_т+ƒ_пcosα_т)             (12.46)

где Мв - масса перевозимой вышки, кг; k - коэффициент, учитывающий возможное врезание саней в грунт, k=1,3+1,4; τ_т - максимальный угол подъема по трассе перемещения вышки; ƒ_п=0,2+0,5 - коэффициент трения полозьев вышки о поверхность (для травяного покрова ƒ_п=0,3); число тракторов для перевозки вышки

n_тр=Рυ_тр/N_трη_тр             (12.47)

где υ_тр=1÷3 м/с - скорость перемещения трактора; N_тр - мощность двигателя трактора, Вт; η_тр=0,7÷0,8 - к.п.д. трактора.

Под влиянием ветровой нагрузки вышка стремится опрокинуться. Для ее устойчивости необходимо, чтобы опрокидывающий момент Wh_w (см.рис. 12.7) не превышая восстанавливающего момента 0,5 c G_в т.е. чтобы выполнялось условие.

            (12.48)

где с - размер стороны основания вышки (см. рис. 12.7); G_в - вес вышки; W - направление полной вефовой нагрузки на вышку (мачту), принимаемое нормальным к наветренной плоскости вышки h_w - точка приложения нагрузки W.

Если опрокидывающий момент больше восстанавливающего, вышку необходимо укреплять растяжками, расположенными в диагональных плоскостях вышки. Такое расположение растяжек обеспечивает устойчивость вышки при любом направлении ветра.

Усилие, действующее на растяжной канат (растяжку), можно определить из условия равновесия вышки относительно ребра опрокидывания

(12.49)

где h_p - расстояние от основания вышки до плоскости крепления растяжек к вышке; α, γ-углы наклона растяжек.

Рис. 12.7 Пространственная схема вышки с растяжками