Железобетонный фундамент для станка-качалки

Предложение относится нефтегазодобывающей промышленности, а именно к фундаментам для станка-качалки.
Известен металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной установки (патент RU №2678747, МПК E02D 27/44, опубл. 31.01.2019 Бюл. №4), включающий сваи, выполненные в виде вертикально расположенных труб и со шнеком на конце, соединяющие балки в виде швеллера для установки основания станка-качалки, причем количество соединяющих балок равно двум, при этом длина каждой балки выбрана равной наружному диаметру трубы сваи плюс расстояние между двумя крайними трубами свай, расположенными в одном ряду этих труб, причем каждая балка установлена на трубы отдельного ряда свай, где плоскость симметрии рядов труб свай проходит по оси скважины, причем расстояние от двух труб сваи, расположенных вблизи скважины, до двух труб сваи, удаленных от скважины, выбрано с возможностью установки на данный фундамент оснований нескольких типов станков-качалок, причем обе балки установлены на пластины, приваренные к верхним торцам труб свай, и соединены с этими пластинами сваркой, причем основание станка-качалки крепится к балкам с помощью пластин или труб, имеющих отверстия на концах, и П-образно согнутых шпилек, которые сверху обхватывают швеллера основания станка-качалки и балок, при этом резьбовые концы каждой шпильки проходят через отверстия пластины или трубы и содержат гайки для стягивания швеллеров основания станка-качалки и балки друг к другу, причем на две трубы сваи, расположенные вблизи скважины, и на две трубы сваи, удаленные от скважины, приварены по два пересекающихся уголковых профиля, которые приварены друг к другу с помощью пластины.
Недостатками данного фундамента являются узкая область применения из-за невозможности использования на слабых грунтах из-за осаживания (проваливания свай) и в каменистых грунтах из-за больших затрат на углубление и фиксацию всех свай в грунте, а также небольшая по отношению к железобетонным фундаментам масса, что при использовании с большими нагрузками (например, в глубоких скважинах, скважинах большого диаметра, высокодебитных скважинах и/или т.п.) приводит слабому гашению вибраций и, как следствие, быстрому выходу из строя подвижных частей станка-качалки и/или глубинного скважинного насоса.
Наиболее близким по технической сущности является железобетонный фундамент для станка-качалки (патент на ПМ RU №165764, МПК E02D 27/44, опубл. 10.11.2016 Бюл. №31), состоящий из основания, выполненного в виде горизонтально установленной железобетонной плиты и установленных на ней перпендикулярно вдоль ее продольных боковых сторон двух железобетонных плит, причем железобетонная плита основания содержит стальной каркас, на который монтирован защитный кожух в виде стального профиля посредством электродуговой сварки, причем стальной профиль имеет вид швеллера, состоящего из трех элементов, сваренных друг с другом по всей их высоте, и приваренного к стальному каркасу плиты посредством прихваток не менее трех посередине и к концам нижней и верхней полок швеллера, причем вертикально установленные плиты содержат стальной каркас, а плита основания и установленные на ней плиты содержат закладные стальные пластины, находящиеся в стальных каркасах, для сваривания упомянутых плит друг с другом.
Недостатками этого фундамента являются слабая соединение горизонтальной плиты основания с перпендикулярных продольных плит из-за крепежа основной плиты только к стальному каркасу продольных плит, а также необходимость замены соответствующей продольной плиты при отрыве анкерного(ых) болта(ов), фиксирующих основание станка-качалки к этой плите и приваренных через подкладочную пластину к каркасу этой плиты.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции железобетонного фундамента для станка-качалки, позволяющей усилить соединения плиты основания и продольных плит за счет усиления нижнего торца металлическим пластинами, а также упростить процесс замены оторванных анкерного(ых) болта(ов) за счет замены только разрушенных соответствующего(их) анкерного(ых) болта(ов) с подкладной пластиной без демонтажа станка-качалки и соответствующей продольной плиты.
Техническая задача решается железобетонным фундаментом для станка-качалки, включающим горизонтальную железобетонную плиту основания, установленные и зафиксированные на ней перпендикулярно вдоль ее продольных боковых сторон железобетонные плиты, анкерные болты для фиксации основания станка-качали с подкладочными пластинами, жестко соединенные с продольными плитами.
Новым является то, что продольные плиты соединены с плитой основания через швеллеры, жестко соединенные и охватывающие нижние торцы соответствующих продольных плит, а подкладочные пластины с анкерными болтами зафиксированы наружной и внутренней боковых поверхностях соответствующих швеллеров.
Новым также является то, что швеллер изготовлен цельным и выполнен с возможностью охвата торца продольной плиты по всей длине.
Новым также является то, что швеллер изготовлен сборным, состоящим из нескольких последовательно установленных участков, и выполнен с возможностью охвата торца продольной плиты в местах наибольших нагрузок и/или установки анкерных болтов с соответствующими прокладочными пластинами.
На фиг. 1 изображена схема фундамента (вид сбоку).
На фиг. 1 изображена схема фундамента (вид А фиг. 1).
Железобетонный фундамент для станка-качалки (не показан) включает горизонтальную железобетонную плиту 1 (фиг. 1 и 2) основания, установленные и зафиксированные на ней перпендикулярно вдоль ее продольных боковых сторон железобетонные плиты 2, анкерные болты 3 для фиксации основания 4 (показано условно) станка-качалки с подкладочными пластинами 5, жестко соединенные (например, сваркой, склейкой, болтами или. т.п. - не показано) с продольными плитами 2. Продольные плиты 2 соединены с плитой 1 основания через швеллеры 6, жестко соединенные и охватывающие нижние торцы соответствующих продольных плит 2. Подкладочные пластины 5 с анкерными болтами 3 зафиксированы (сваркой, болтами или т.п.) на наружной и внутренней боковых поверхностях соответствующих швеллеров 6. При небольших размерах фундамента швеллер 6 может быть изготовлен цельным (показан тонкими линиями условно на фиг. 1) и выполнен с возможностью охвата нижнего торца продольной плиты 2 по всей длине. При больших размера фундамента (например, для станов-качалок с рабочим ходом 6 и более метров) швеллер 4 (фиг. 1) может быть изготовлен сборным, состоящим из нескольких последовательно установленных участков 7 и 8, и выполнен с возможностью охвата торца продольной плиты участком 7 в местах наибольших нагрузок (определяется прочностными расчетами фундамента - авторы на это не претендуют) и/или участком 8 в местах установки анкерных болтов 3 с соответствующими прокладочными пластинами 5 (в зависимости от вида станка-качалки и установочных мест его основания 4 - авторы на это не претендуют).
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность фундамента, на фиг. 1 и 2 не показаны или показаны условно.
Железобетонный фундамент работает следующим образом.
На предварительно выровненную поверхность у скважины (не показаны) устанавливают плиту 1 (фиг. 1 и 2) основания, на которую перпендикулярно вдоль ее продольных боковых сторон устанавливают железобетонные продольные плиты 2, оснащенные швеллерами 6 с подкладочными пластинами 5 на внутренних и наружных поверхностях. Швеллеры 6 жестко соединяют с плитой 1 основания. Сверху продольных плит 2 устанавливают основание 4 станка-качалки. К соответствующим прокладочным пластинам 5 прикрепляют жестко анкерные болты 3, на которые устанавливают прижимающие сверху основание 4 станков качалки балки 9 (в виде толстых плоски или П-образных пластин, швеллера, двутавра, трубы или т.п.) отверстиями под болты 3. Каждую балку 9 соответствующими гайками 10 анкерных болтов 3 прижимают с фиксацией к продольным плитам 2. После чего станок качалку запускают в работу. В случаях обрыва одного из анкерных болтов 3 под действием длительных знакопеременных нагрузок работу станка-качалки останавливают, отсоединяют этот болт 3 от прокладочной пластины 5 (откручивают, «сдувают» сварку или т.п.) скручивают с него гайки 10 и удаляют. На его место устанавливают новый анкерный болт 3, вставляя предварительно в отверстие балки 9, с последующей фиксацией на прокладочной пластине 5 (прикручивают, приваривают или т.п.), накручивают гайки с фиксацией основания 4 соответствующей балкой 9 на продольной плите 2. При этом снимать с фундамента станка-качалки и разборку фундамента (съем соответствующей продольной пластина 2) проводить не надо. При неоднократной замене анкерного болта 3 его прокладочная пластина 5 может выйти из строя (сорвется резьба, прожжется сваркой насквозь или т.п.), для этого вместе с вышедшим из строя болтом 3 отсоединяют и его пластину 5 от боковой поверхности швеллера 6 (откручивают, «сдувают» сварку или т.п.), после чего на его место фиксируют сначала новую прокладочную пластину 5, а потом - и на эту пластину - новый анкерный болт 3. И в этом случае снимать с фундамента станка-качалки и разборку фундамента проводить не надо, что экономит огромное количество времени (примерно в 5 раз быстрее). Установленный между плитами 1 и 2 металлический швеллер 6 хорошо демпфирует нагрузки, связанные с тепловым неравномерным расширением плит 1 и 2 и с циклическими знакопеременными нагрузками при работе станка-качалки, а при замерзании воды (в холодное время), попавшей в стык защищает плиты 1 и 2 от разрушения, так как менее хрупкий и более пластичный, чем железобетон.
Предлагаемый железобетонный фундамент для станка-качалки позволяет усилить соединения плиты основания и продольных плит за счет укрепления нижнего торца металлическим пластинами, а также упростить процесс замены каждого оторванного анкерного болта за счет замены только разрушенного соответствующего анкерного болта и/или его прокладочной плиты без демонтажа станка-качалки и соответствующей продольной плиты.
этой плите и приваренных через подкладочную пластину к каркасу этой плиты.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции железобетонного фундамента для станка-качалки, позволяющей усилить соединения плиты основания и продольных плит за счет усиления нижнего торца металлическим пластинами, а также упростить процесс замены оторванных анкерного(ых) болта(ов) за счет замены только разрушенных соответствующего(их) анкерного(ых) болта(ов) с подкладной пластиной без демонтажа станка-качалки и соответствующей продольной плиты.
Техническая задача решается железобетонным фундаментом для станка-качалки, включающим горизонтальную железобетонную плиту основания, установленные и зафиксированные на ней перпендикулярно вдоль ее продольных боковых сторон железобетонные плиты, анкерные болты для фиксации основания станка-качали с подкладочными пластинами, жестко соединенные с продольными плитами.
Новым является то, что продольные плиты соединены с плитой основания через швеллеры, жестко соединенные и охватывающие нижние торцы соответствующих продольных плит, а подкладочные пластины с анкерными болтами зафиксированы наружной и внутренней боковых поверхностях соответствующих швеллеров.
Новым также является то, что швеллер изготовлен цельным и выполнен с возможностью охвата торца продольной плиты по всей длине.
Новым также является то, что швеллер изготовлен сборным, состоящим из нескольких последовательно установленных участков, и выполнен с возможностью охвата торца продольной плиты в местах наибольших нагрузок и/или установки анкерных болтов с соответствующими прокладочными пластинами.
На фиг. 1 изображена схема фундамента (вид сбоку).
На фиг. 2 изображена схема фундамента (вид А фиг. 1).