книги / Нефтепромысловые машины и механизмы

ФУНДАМЕНТЫ ПОД НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

§ 121. Общие сведения

Нагрузки от веса машин и усилий, возникающих при их работе, передают на грунт через фундамент. Последний служит основанием для закроплония машины, а также для полного или частичного по­ глощения колебаний и вибраций, возникающих в процессе работы.

В зависимости от размеров монтируемых машин, конструкций их, состояния грунта, фундаменты могут быть различны по разме­ рам, конструкции, применяемым материалам.

Для многих нефтепромысловых машин по тробуотся специаль­ ного фундамента. К таким машинам относятся главным образом передвижные: оборудование для гидравлического разрыва нласта,

ные, бетонные, бутоботопныо н деревянные свайные фундаменты. Размеры верхнего основания фундамента определяются площадью и конфигурацией станины или рамы монтируемой машины. При

этом к габаритным размерам основания машины добавляют по 100— 200 мм на каждую сторону.

Возвышение верхней плоскости фундамента над уровнем земли (наземная часть) определяется технологическими условиями эксплу­ атации машины или ее связью с другими машинами, например удоб­ ством расположения трубопроводов, передачей от двигателя и т. п.

Глубина залегания фундамента (высота подземной части) опре­ деляется видом оборудования, нагрузками, возникающими при работо машины, ц глубиной промерзания грунта. Последняя зависит от района. Так, например, для Краснодара и Львова эта глубина составляет 0,8 м, для Гурьева 1,2 м, для Уфы 1,8 м.

Минимальная глубина залегания фундамента определяется уров­ нем прочных грунтов, ио не менее 0,7 глубины промерзания для не­ отапливаемых помещений.

максимальные неуравновешенные силы инерции движущихся масс, действующие в вертикальном и горизонтальном направлениях, в кГ\ М — опрокидывающий момент от сил инерции, действующий в пло­ скости, перпендикулярной к оси коленчатого вала, в кГм\ М ир — реактивный опрокидывающий момент, равный крутящему моменту на валу компрессора (только для приводного), в кГм.

Начало координатной системы выбирают в середине оси колен­ чатого вала. Затем определяют вес G\ основных деталей компрес­

относительно координатных плоскостей. Аналогично рассчитывают фундамент на основе предварительно выбранных размеров.

сфундаментом и моменты М уг, М хг, М ху (в кГм) сил веса относи­ тельно координатных плоскостей.

Статический расчет заключается в определении статического давления на грунт, которое не должно превышать допустимой ве­ личины, а также в определении эксцентриситета статической на­ грузки на грунт относительно центра тяжести подошвы фундамента.

При проектировании фундамента стремятся к тому, чтобы общий центр тяжести машины с фундаментом находился на одной вертикали

сцентром тяжести подошвы фундамента. Если достигнуть этого

невозможно, то допускается эксцентриситет относительно осей х и г/, не превышающий 3% для грунтов с основным допускаемым давлением до 1,5 кГ/см2, а для грунтов с основным допускаемым давлением больше 1,5 кГ/см2 — 5% от соответствующего размера подошвы фундамента.

После этого проверяют устойчивость фундамента против опро­ кидывания вокруг нижнего ребра основания под действием неурав­ новешенной горизонтальной силы инерции и опрокидывающего мо­ мента, действующего в плоскости, перпендикулярной к оси вала. Этой опрокидывающей силе оказывает противодействие вес ком­ прессора и фундамента. Коэффициент устойчивости, равный отно­ шению момента от сил веса к моменту опрокидывающих сил, при­ нимают для нефтепромысловых компрессоров по менее 10.

Далее определяют степень устойчивости самого компрессора против опрокидывающего момента, действую1Дего в плоскости, пер­ пендикулярной к оси вала. Этому должны противодействовать фун­ даментные болты, которые и рассчитывают по этой степени устойчи­ вости компрессора. Если компрессор не может быть опрокинут, то фундаментные болты рассчитывают из условия равенства силы тре­ ния компрессора о фундамент максимальной сдвигающей инерци­ онной силе Рх\ при возможности опрокидывания компрессора фун­ даментные болты нагружаются также и сила»111, воспринимающими опрокидывающий момент.

Для съемных фундаментных болтов (см. рис. 231, б) прочность наделки болта определяется смятием бетона под анкерной плитой или скалыванием его по периметру. Длина болта определяется по конструктивным соображениям; чем болт длиннее, тем эластичней крепление машины к фундаменту и тем меньше перекос болта при неточности его расположения.

Анкерные плиты для съемных фундаментных болтов рассчиты­ вают, исходя из равнопрочности на смятие, скалывание и разрыв,

где A, d, D и U — размеры (в см) согласно рис. 231, б; i?pаст — А°~

Выше было указано, что фундамент под машины с кривошипно­ шатунным механизмом должен обеспечивать допустимую амплитуду колебаний, а также достаточную разницу частот вынужденных и соб­ ственных колебаний установки.

Для определения этих данных проводят динамический расчет. Для нефтепромысловых компрессоров допустимые амплитуды колебаний фундамента не должны превышать 0,2 мм. Уменьше­ ние колебаний может быть достигнуто за счет увеличения веса фун­ дамента; однако это не всегда экономично. Этой цели можно дости­ гнуть применением упругой прокладки между бетонной подушкой под фундаментом и массивом фундамента. Прокладки изготовляют из прессованного войлока, пропитанного парафином, из прессован­ ной пробки; применяют плиты «антивибрит» из прессованной ткани,

пропитанной битумом. Толщина упругих прокладок 40—60 мм.

§ 123. Фундаменты станков-качалок

Под станки-качалки, как правило, сооружают бетонные (рис. 232) или бутобетопные фундаменты.

При сооружении фундамента на участках с рыхлым и слабым насыпным грунтом его устанавливают на сваях. Подземная часть фундамента состоит из бутовой кладки с заливкой раствором. На­ земную — цокольную — часть сооружают в виде монолита из буто­ бетона на готовой массивной плите — основании. Верхнюю плоскость фундамента принимают на одном уровне с фланцем устья скважины или ниже его на 100 мм. В результате высота наземной части фундамента зависит от высоты расположения устьевого фланца «скважины.

Применение бетонных фундаментов для станков-качалок на мор­ ских основаниях невозможно, поэтому для них сооружают фунда­ менты из деревянных брусьев, которые крепят к металлическим кон­ струкциям морских оснований.

С целью максимального со­ кращения времени между окон­ чанием бурения скважины и вводом ее в эксплуатацию при­ меняют передвижные фунда­ менты-основания, на которых устанавливают станок-качалку. Это передвижное основание представляет собой металличе­ скую сварную раму типа саней. После окончания бурения сква­ жины и ее освоения на место

При наличии твердого грунта металлическое основание устана­ вливают непосредственно на землю; если же грунт мягкий, то под основание подкладывают два деревянных бруса.

В дальнейшем передвижное основание заменяют стационарным. Для строительства стационарных фундаментов применяют также

сборные бетонные блоки.

§ 124. Фундаменты вышек

При монтаже эксплуатационной вышки вместо буровой исполь­ зуют фундамент последней. Если же такого фундамента нет, на­ пример при применении для буровых вышек блочных передвижных оснований, сооружают новый фундамент.

В зависимости от глубины скважины и грунта фундаменты строят деревянные — на сваях, стульях и т. п., деревобетонные, бетонные или бутобетонные и металлические (рис. 233).

Если грунт скалистый и л и п л о т н ы й , фундамент под ноги вышки сооружают в виде клеток пз деревянных брусьев. Такой фундамент представляет собой выкладку из уложенных впритык в два ряда отрезков брусьев длиной 1,2 м по три в каждом ряду (см. рис. 233, б). Брусья скрепляют между собой скобками. Котлован утрамбовывают глипой. Рамные брусья концами укладывают на клетку из брусьев и скрепляют скобами. Фундаменты на деревянных стульях (рис. 233, б) строят в грунтах наибольшей плотности. На дне котлована вплотную укладывают в два ряда подстилочные доски, на которые опирают шесть стоек из подтоварника диаметром 18—20 см.

Стойки скрепляют по диагонали досками и насадками, уклады­ ваемыми на верхние концы стоек. На насадки укладывают рамные* брусья. Промежуток между стенками котлована заполняют бутовьш

Рис. 233. Фундаменты под вышки.

в сильно заболоченной местности сооружают свайные фундаменты (рис. 233, а), причем сваи забивают до отказа.

Бутобетонные фундаменты сооружают для глубоких скважин (рис. 233, г). Иногда изготовляют металлические основания.

На морских основаниях фундаменты не строят, а используют

28 Заказ 298.