Значение грузоподъемности на крюке установки определяется величиной и характером нагрузок, воспринимаемых ею в процессе бурения скважин. Эти нагрузки в зависимости от вида выполняемых технологических операций при бурении подразделяются на три основные категории:
1.Систематические (регулярные) нагрузки, которые обусловлены весом бурильной колоны в процессе многократных (до нескольких сотен) спусков и подъемов породоразрушающего инструмента. Они носят циклический характер и при бурении даже одной скважины воспринимаются буровой установкой десятки тысяч раз (по числу спущенных и поднятых свечей).
2.Несистематические (нерегулярные) нагрузки, обусловленные весом обсадных колонн в процессе их спуска в скважину. Эти нагрузки также имеют циклический характер, но воспринимаются установкой обычно не более 800 раз (по числу труб во всех обсадных колоннах, спущенных в скважину).
3.Случайные нагрузки, воспринимаемые буровой установкой в процессе ликвидации прихватов бурильной и обсадной колонн и их «расхаживания».
Спуск и подъем бурильной колонны по продолжительности и числу циклов является основным видом работы подъемной части буровой установки и определяет ее загрузку. Именно поэтому нагрузка на крюке, равная наибольшему весу бурильной колонны, допустимому для нормальной длительной работы оборудования главного подъема, характеризует существенные эксплуатационные качества буровой установки и определяет ее важнейший параметр – номинальную грузоподъемность.
Однако, учитывая характер нагрузок, воспринимаемых буровой установкой при спуске и «расхаживании» обсадных колонн и ликвидации прихватов, регламентируется и максимальная нагрузка на крюке, которую подъемная часть буровой установки может воспринимать без ущерба для своей прочности. Эта нагрузка, характеризующая прочность подъемной части буровой установки, определяет другой важный параметр буровой установки – максимальную грузоподъемность.
Величина номинальной грузоподъемности определяет не только глубину скважин, бурящейся трубами данного типоразмера, но и является исходной нагрузкой длярасчета на выносливость (долговечность) узлов и деталей подъемной части буровой установки – буровой лебедки, элементов талевой системы, вертлюга, бурильного крюка, буровой вышки.
Величина максимальной грузоподъемности определяет предельную допустимую нагрузку на крюке и является исходной нагрузкой для расчета деталей и узлов подъемной части буровой установки на статическую прочность.
Выбор установки для бурения скважины производится с таким расчетом, чтобы сумма статических и динамических нагрузок при спуске (подъеме) наиболее тяжелых бурильных и обсадных колонн, а также при ликвидации прихватов, не превышала величины параметра «Допускаемая нагрузка на крюке» (максимальная грузоподъемность) буровой установки. Как правило, нагрузка на крюке от максимального расчетного веса бурильной колонны и наибольшего расчетного веса обсадных колонн не должна превышать соответственно 0,6 и 0,9 «Допускаемой нагрузке на крюке» буровой установки. Выбор производится по большей из них.
