井架有效高度

《石油名詞》第一版。 2100433B

1994年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

煙氣從煙囪排出時(shí)，因煙氣具有一定的動能而上升。在橫向風(fēng)力的作用下，煙氣流逐漸由豎直方向轉(zhuǎn)到與地面平行的水平方向。通常把水平的煙羽中心軸到地面的高度，稱為煙囪的有效高度。

煙囪的有效高度由三部分組成：煙囪的墻體高度H_s；煙氣動能引起的上升高度H_d和浮力引起的上升高度H_f。煙氣動能和浮力引起的上升高度之和(H_d H_f)稱作煙氣的抬升高度H_t。對煙氣上升的高度，許多學(xué)者以理論推導(dǎo)、實(shí)際測定或模型試驗(yàn)為依據(jù)，提出多種不同形式的計(jì)算方法。這些計(jì)算方法不僅表達(dá)式不同，而且計(jì)算結(jié)果也有不少差別。

赫蘭計(jì)算式

式中 H_x——煙囪的有效高度，m;

H_s——煙囪的墻體高度，m;

H_d——煙氣動能引起的上升高度，m;

H_f——煙氣浮力引起的上升高度，m;

H_t——煙氣的抬升高度，m;

v_g——煙氣自煙囪排出的速度，m/s;

d——煙囪出口直徑，m;

v_p——在煙囪出口高度的平均風(fēng)速，m/s;

Q_g——煙氣的散熱量，t/s;

G_g——煙氣的排放量，kg/s;

C_p——煙氣的定壓熱容，J/(kg·K);

T_g——煙氣的絕對溫度，K;

T_a——煙囪出口高度空氣的絕對溫度，K。

赫蘭計(jì)算式運(yùn)算比較方便，計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際情況，而且考慮了煙氣的動能和浮升力兩種因素的影響，可以用來計(jì)算常溫和高溫兩類煙氣排放的情況。適用于中、小型煙囪。

安德列耶夫計(jì)算式

式中各符號同赫蘭計(jì)算式。

此計(jì)算式是根據(jù)理論推導(dǎo)出的，由計(jì)算看出，該式將浮升力作用忽略不計(jì)，而只考慮煙氣動能所引起的抬升高度。所示，該計(jì)算式用于計(jì)算非高溫?zé)煔馀欧疟容^合適。

表明井架主要特征的基本參數(shù)皆與起下作業(yè)有關(guān)。

井架最大鉤載

井架的安全承載能力一般常用所配鉆機(jī)或修井機(jī)的最大鉤載來表示。它是指在沒有風(fēng)載，死繩固定在指定位置，而二層臺不存放立根或抽油桿，油管的條件下，大鉤所能承受的最大載荷(包括游系系統(tǒng)重量)。

井架高度

井架的名義高度:是指從井架大腿底板表面到天車梁底面的垂直高度H， 井架的有效高度:則是指從鉆臺大梁頂平面到天車梁底面的垂直高度 。

井架的有效高度根據(jù)起下鉆操作要求和有關(guān)設(shè)備高度并考慮井架搬遷要求來確定，如游系系統(tǒng)高度(游車上頂?shù)降蹩ǖ酌娴母叨?、立根極限長度和防碰安全距離(即防止游車在工作時(shí)由于操作失靈碰撞天車的防碰距離)等。

井架的二層臺高度指的是從鉆臺平面到二層臺底面的垂直高度。

它取決于立根長度和二層臺操作臺的位置。為了便于井架工在二層臺摘掛吊卡，應(yīng)使操作臺的底面(通常也是二層臺底面)比立根存放在立根盒上的高度低1.8～2.0m，通常二層臺具有兩三個不同高度安裝位置，以適應(yīng)不同長度立根操作的需要。

井架二層臺容量

二層臺容量是指二層臺指梁(裝在二層臺的最小高度上)所能存放立根的數(shù)量，用立根(鉆桿，油管或抽油桿)的總長度來表示。

井架的指梁應(yīng)能滿足存放全部立根的需要，所以二層臺容量主要取決于指梁高度及其所圍抱的有效面積(存放立根數(shù)量)。

井架塔形井架上、下底尺寸及大門高度

塔形井架上、下底尺寸是分別指沿天車梁底面和鉆臺大梁頂面井架大腿軸線間的水平距離。

它們應(yīng)滿足操作方便和安全的需要，上底尺寸是根據(jù)天車的外形尺寸和游車的工作要求確定的，而下底尺寸應(yīng)根據(jù)有關(guān)設(shè)備工具的布置，起下鉆操作及存放鉆具所需鉆臺面積的大小來確定。

塔形井架大門高度是指井架大腿底板平面到大門頂面的垂直高度，一般應(yīng)高于8m，以便將單根拉上鉆臺

井架恒載

井架的恒載是指那些長期作用在井架上的不變載荷，它包括井架本身的重量以及安放在它上面的各種設(shè)備和工具，如天車，游系設(shè)備和吊鉗等的重量 。

井架大鉤載荷

作用在井架上的大鉤實(shí)際載荷是變化的，而井架上計(jì)算大鉤載荷按其最大值，即Qmax確定。塔形井架和A形井架的鉤載一般按作用在井架中心考慮。前開口井架和桅形井架則按井架具體結(jié)構(gòu)而定。

井架工作繩載荷

大鉤載荷在快繩和死繩上產(chǎn)生的拉力之合力為工作繩對井架的作用力。由于死繩固定位置一般與井架主體的幾何軸線偏離了一個角度，井架各大腿的受力不均。

井架風(fēng)載

井架在空中成為風(fēng)在運(yùn)動過程中的障礙物，而使空氣的運(yùn)動受阻，此時(shí)運(yùn)動著的空氣的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閷艹酗L(fēng)面積的壓力。壓力的強(qiáng)度取決于風(fēng)速，空氣的質(zhì)量密度及井架結(jié)構(gòu)的形狀和風(fēng)向。

井架立根載荷

存放于井架上的立根對井架的水平方向作用力稱為立根載荷及立根所受風(fēng)載，它通過二層臺指梁按水平方向作用到井架上。

井架繃?yán)K載荷

對于桅形井架，需計(jì)入繃?yán)K載荷，即井架受到上述載荷(桅形井架不承受立根載荷)而在繃?yán)K中產(chǎn)生拉力，它的大小因井架的結(jié)構(gòu)尺寸，繃?yán)K數(shù)量和固定位置不同而異。

井架動力載荷

安裝在海上浮式鉆井裝置上的井架，因風(fēng)浪作用而產(chǎn)生縱搖，橫搖和升沉運(yùn)動，井架因而受到慣性力的作用而稱為動力載荷。

動力載荷的大小取決于井架的質(zhì)量和上述振動的周期和振幅。例如當(dāng)升沉運(yùn)動振幅為3米時(shí)，其因升沉而產(chǎn)生的動力載荷與井架重量相當(dāng)。所以海上鉆井井架在設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)入動力載荷，而因之稱這類井架為動力井架。

除上述載荷外，井架在起放過程中，井架各構(gòu)件的內(nèi)力因井架的不同位置而異，同時(shí)井架上還作用有安裝繩載荷等。對于在地震區(qū)域工作的各類井架，還應(yīng)考慮水平作用的地震載荷