Menu

Влияние различных факторов на напряженно- деформированное состояние моноопоры

Использование моноопор с большими внешними диаметрами на малой глубине, когда возникающие в них под действием внешней нагрузки напряжения незначительны, нерационально. Уменьшение диаметра моноопоры в пределах достаточной ее прочности снижает ее массу, габариты, стоимость изготовления и эксплуатации, повышает производительность и экономическую эффективность бурения.

При проектировании моноопоры необходимо осуществлять проверку: 1) на допустимые напряжения по ее прочности; 2) на допустимые угловые перемещения по надежности работы буровых механизмов на платформе моноопоры, удобству и безопасности выполнения ими технологических операций.

Для проектирования моноопорного основания, рационального одновременно по надежности эксплуатации, стоимости изготовления и обслуживания, необходимо иметь представление о влиянии различных факторов на его напряженно-деформированное состояние. К числу этих факторов относятся: волновая нагрузка; силы технологическая и тяжести буровых механизмов; диаметр и толщина стенки труб моноопоры; установочный угол наклона моноопоры к вертикали; эксцентриситет положения центра масс механизмов относительно оси верхнего сечения моноопоры.

Установленная на точке бурения моноопора всегда находится под воздействием сил собственной тяжести и волнового давления. В период отстоя и ожидания прекращения неблагоприятных для производства работ погодных условий, буровые механизмы с моноопоры снимают, и никакой другой нагрузке она не подвергается. В процессе подготовительных работ на верхнем конце моноопоры на платформе устанавливают буровое оборудование и какой-то промежуток времени она находится под действием трех видов сил: собственной тяжести Р2, равнодействующей волнового давления QB и тяжести буровых механизмов Р1.

При бурении механизмы на платформе создают технологические усилия. Они передаются моноопоре в виде сжимающих до 25 кН или растягивающих до 60 кН нагрузок, направленных перпендикулярно плоскости ее верхнего сечения. Таким образом, в период бурения кроме сил тяжести Р1 и Р2 и волновой нагрузки QB моноопора нагружена дополнительно растягивающей или сжимающей технологической силой Р.

Волновая нагрузка переменна во времени. Изменение того или иного фактора, способствующее улучшению статического напряженного состояния, может привести к сближению частоты собственных колебаний моноопоры с частотой приложения равнодействующей волнового давления (резонанс). Эксплуатация моноопоры в резонансных режимах сопровождается значительным ухудшением ее напряженного состояния. Поэтому отдельно необходимо рассматривать также влияние геометрии и условий нагружения на статическое напряженно-деформированное состояние моноопоры и значение ее первой собственной частоты колебаний.

При эксплуатации по схеме I в период подготовительных и буровых работ, а при эксплуатации по схеме II и в период шторма, моноопора находится в проеме плавоснования. Под действием нагрузок она деформируется и вступает в контакт со стенками его проема. В результате моноопора дополнительно подвергается воздействию реакции Рп на это давление со стороны плавоснования. При эксплуатации по схеме II в состав внешней нагрузки следует включать также изгибающий момент Мкп, предающийся моноопоре от качающегося на волнах плавоснования.

Условия нагружения моноопоры зависят от схемы ее эксплуатации. Поэтому анализ напряженно-деформированного состояния моноопоры целесообразно производить отдельно для ее эксплуатации вне плавоснования и внутри его проема. Ниже проанализирована зависимость максимальных напряжений в моноопоре от ее геометрии и условий нагружения для экономически наиболее доступных на современном этапе эксплуатационных схем I и II.

В этом разделе рассмотрены моноопорные основания, изготовленные из буровых обсадных труб серийно выпускаемого

промышленностью сортамента с внешними диаметрами 0,1680,508 м. Если нет специальных указаний, то результаты расчетов и графики приводятся для моноопор с толщиной стенки 6 = 0,01 м при установочном угле наклона к вертикали ф = = 0,5°, эксцентриситете расположения буровых механизмов на верхнем конце моноопоры е = 0,25 м и максимальном смещении центра масс буровых механизмов вдоль направляющих стоек а1 = 2 м. Превышение моноопоры над уровнем моря всегда принимается равным 2 м, а заглубление ее нижнего конца в грунт составляет 6 м. Следовательно, расчетная высота L моноопоры на 4 м больше глубины моря Н (обоснование см. в разделе 4.1).

Все приводимые в этом разделе результаты получены на основе численного интегрирования уравнений равновесия и малых колебаний моноопоры.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5007 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8195 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5015 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Регулювання фільтраційних властивостей в…

Фільтраційні властивості рідин глушіння на водній основі (в першу чергу чистих розсолів) регулюють шляхом зменшення густини рідини глушіння (для зменшення гідростатичного тиску на пласт); підвищення в’язкості рідини додаванням полімерних загущувачів;...

19-09-2011 Просмотров:3909 Підземний ремонт свердловин

Пирокластические пласты

Пирокластические пласты вулканического происхождения состоят из обломков, имеющих размер от долей сантиметра до нескольких метров. Некоторые обломки состоят из вулканического стекла, образовавшегося из выброшенных в воздух и мгновенно остывших или...

14-10-2010 Просмотров:5174 Геологическое картирование, структурная геология

Нивелирные рейки.

Для высокоточного нивелирования служат цельные трехметровые инварные рейки. На рейке крепится круглый уровень, используемый для установки рейки в вертикальное положение. Для точного и технического нивелирования служат трехметровые цельные или складные деревянные...

13-08-2010 Просмотров:6359 Инженерная геодезия. Часть 1.