Фундамент основания буровой установки

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Основание — буровая установка

Основание буровых установок представляет собой металлическое сооружение высотой от 3 до 8 5 м, состоящее из отдельных сварных блоков, стыкуемых между собой болтами, стяжками и другими быстроразъемными соединениями. [1]

Основания буровых установок состоят из вышечного, лебедочного и энергетического блоков, блоков для размещения подсвечников и оборудования для приготовления растворов. Нижний ярус состоит из основных продольных 6 и поперечных 2 балок. К поперечным балкам 2, опирающимся на грунт, приварены кронштейны 5, служащие опорами мачтовой вышки, и опоры 3 для подкосов, удерживающих вышку в вертикальном положении. На нижнем ярусе установлены буровая лебедка, привод ротора, механизм крепления талевого каната и др. К балкам 2 присоединены несущие колонны верхнего яруса. На рабочей площадке 4 верхнего яруса размещены подсвечники, ротор, вспомогательная лебедка, ключ АКБ и пульт бурильщика. Рама рабочей площадки сварной конструкции состоит из двух продольных балок для установки подсвечника и двух подроторных балок. [2]

Основания буровых установок представляют собой стальные металлоконструкции, под которые сооружают фундамент из брусьев или железобетонных плит. В некоторых случаях фундаментом являются сани, выполненные из отработанных бурильных труб. При блочном методе монтажа буровая установка перевозится крупными или мелкими блоками автомобильным, железнодорожным или воздушным транспортом. [3]

Основание буровой установки в зависимости от размещенного на нем оборудования подразделяют на блоки. [4]

Основания буровых установок БУ4000ЭУ, БУ5000ДГУ — 1, БУ5000ЭУ, Уралмаш 2003 — IV аналогичны рассмотренным выше. [5]

Основания буровой установки БУ3200 / 200 ДГУ-1М состоят из двух основных блоков: вышечно-лебедочного; насосно-приводного. [6]

Основания буровой установки БУ8000 / 500 ДЭР ( 6500 / 400 ДГ) состоят из двух основных блоков — вышечного и лебедочного. [8]

Основания буровых установок представляют собой комплекс металлоконструкций и предназначены для установки на них оборудования, агрегатов и механизмов с целью обеспечения удобной эксплуатации, снижения вредных вибраций, сокращения сроков монтажа и Демонтажа. [9]

Основания буровых установок представляют собой комплекс металлоконструкций и предназначены для установки на них оборудования, агрегатов и механизмов с целью обеспечения удобной эксплуатации, снижения вредных вибраций, сокращения сроков монтажа и демонтажа. В зависимости от размещаемого на них оборудования основания разделяют на следующие блоки: вышечный, предназначенный для установки вышки и механизма крепления неподвижной ветви талевого каната; лебедочный; подсвечников; энергетический; насосный; элементов для приготовления буровых растворов. [10]

Основания буровых установок БУ4000ЭУ, БУ5000ДГУ — 1, БУ5000ЭУ, Уралмаш 2003 — IV аналогичны рассмотренным выше. [11]

Основание буровой установки оборудовано несущими консолями для транспортировки на тяжеловозах с куста на куст. [12]

Основания буровой установки должны предотвращать растепление и усадку пород за счет сохранения поверхностного покрова, отсыпки гравийной площадки, тепло — и гидроизоляции грунтов, устройства свайных фундаментов под тяжелое оборудование. [13]

Основание буровой установки Уралмаш 200ДГ — 1У состоит из трех блоков: вышечно-лебедочного, энергетического и насосного Вышечно-лебедочный блок собран из мощных опорных ферм, опирающихся на грунт, и стоек рабочей площадки, укрепленных на этих фермах на отметке 7000 м с помощью колонн На рабочей площадке установлены подсвечники, ротор с приводом, вспомогательная лебедка, пульт бурильщика, ключ АКБ. [14]

Основание буровой установки Уралмаш 200ДГ — 1У состоит из трех блоков: вышечно-лебедочного, энергетического и насосного. Вышечно-лебедочный блок собран из мощных опорных ферм, опирающихся на грунт, и стоек рабочей площадки, укрепленных на этих фермах на отметке 7000 м с помощью колонн. На рабочей площадке установлены подсвечники, ротор с приводом, вспомогательная лебедка, пульт бурильщика, ключ АКБ. [15]

Источник

Сооружение фундаментов и оснований под буровое оборудование и нпо

Монтаж вышки и оборудованияпроизводится в соответствии с принятой для данных конкретных условий схемой их размещения. Оборудование стараются разместить так, чтобы обеспечить безопасность в работе, удобство в обслуживании, низкую стоимость строительно-монтажных работ и компактность в расположении всех элементов буровой.

Различают следующие методы монтажа буровых установок:

· поагрегатный (сборка из отдельных агрегатов — используется автомобильный, железнодорожный или воздушный транспорт)

· мелкоблочный (собирается из 16…20 мелких блоков);

· крупноблочный (монтируется из 2…4 блоков).

При поагрегатном методе буровая установка собирается из отдельных агрегатов, для доставки которых используется автомобильный, железнодорожный или воздушный транспорт.

При мелкоблочном методе буровая установка собирается из 16…20 мелких блоков. Каждый из них представляет собой основание, на котором смонтированы один или несколько узлов установки.

При крупноблочном методе установка монтируется из 2…4 блоков, каждый из которых объединяет несколько агрегатов и узлов буровой.

1.3. Строительство вспомогательных сооружений и монтаж инженерных коммуникаций

Инженерное обустройство земельного участка заключается в его подготовке к сооружению вспомогательных сооружений, инженерных коммуникаций, а также выполнению природоохранных мероприятий.

1.4. Подготовительные работы к бурению скважины

· опробование смонтированного оборудования;

· доставка инструмента и материалов;

· подготовка бурового инструмента к работе;

· приготовление или доставка промывочной жидкости;

· оснастка талевой системы;

· проверка работоспособности КИП;

· строительство шахтового направления (шурф).

По окончании этих работ составляется Акт приемки буровой Госгортехнадзором и проводится пусковая конференция.

В ходе пробного бурения проверяется работоспособность всех элементов и узлов БУ.

Бурение скважины

Бурение — процесс создания и крепления ствола скважины. Создают ствол скважины путем разрушения горных пород и удаления обломков пород (выбуренной породы) из скважины (углубление).

Пробуренные интервалы ствола скважины закрепляют с целью предотвращения разрушения и разобщения пластов путем спуска и цементирования обсадных колонн (крепление и цементирование).

Бурение скважин– сложный технологический процесс строительства ствола буровых скважин, состоящий из следующих основных операций:

· углубление скважин посредством разрушения горных пород буровым инструментом (породоразрушающим инструментом (ПРИ));

· удаление выбуренной породы (шлам) из скважины;

· крепление ствола скважины в процессе ее углубления обсадными колоннами;

· проведение комплекса геолого-геофизических работ по исследованию горных пород и выявлению продуктивных горизонтов;

· контроль процесса (параметров – L; P; V; T) бурения

· спуск на проектную глубину, цементирование последней (эксплуатационной) колонны и оборудование забоя.

Процесс вращательного бурения (рис.5) начинают, привинтив первоначально к ведущей трубе квадратного сечения долото. Вращая ротор, передают через ведущую трубу вращение долоту.

Во время бурения происходит непрерывный спуск (подача) бурильного инструмента таким образом, чтобы часть веса его нижней части передавалась на долото для обеспечения эффективного разрушения породы.

В процессе бурения скважина постепенно углубляется.

Рисунок 5 — Принципиальная схема вращательного бурения

Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 913;

Похожие статьи:

Современные буровые установки комплектуются металлически­ми основаниями, которые предназначены для размещения и крепления на них технологического оборудования. Основания выполняют функцию несущих надфундаментных конструкций при эксплуатации оборудования, а также обеспечивают транс­портировку собранного в блоки оборудования на специальных транспортных средствах. Основные параметры оснований — гру­зоподъемность при эксплуатации (подроторных балок, вышки, подсвечников), высота пола над уровнем земли, грузоподъем­ность платформы при транспортировке блоков оборудования, размеры транспортной колеи тяжеловозов, монтажеспособность (расчленение на отдельные секции для транспортировки).

В зависимости от способа монтажа буровых основания по конструкции разделяются на крупноблочные, мелкоблочные и комбинированные , предусматривающие крупноблочный и агре­гатный монтаж или крупноблочный, мелкоблочный и агрегат­ный. Большинство оснований заводского изготовления представ­ляют собой пространственную металлоконструкцию, состоящую из отдельных цельносварных пространственных и плоских ферм, балок, рам и связей. Габаритные размеры этих узлов позволяют перевозить их к месту монтажа железнодорожным и автомо­бильным транспортом. При первом монтаже буровой установки фермы и секции собирают в единые крупноблочные основания и комплектуют блоки оборудования.

Основания изготовляют обычно из профильного проката (швеллеров, двутавров, угольников), листовой стали и труб. Профильный прокат и трубы — основные материалы в конструк­ции ферм, рам и связей., Балки и другие несущие элементы в ос­новном имеют цельносварную конструкцию из листовой стали с коробчатым и двутавровым поперечным сечением. Все основ­ные несущие узлы собирают в единые основания отдельных бло­ков с помощью различных крепежных элементов. Кроме болто­вых соединений для этой цели используют пальцевые и специ­альные быстроразъемные соединения на хомутах. Эти узлы по своей прочности обеспечивают высокую надежность креплений, так как при транспортировке крупных блоков они воспринима­ют значительные нагрузки и обладают хорошей монтажеспособностью.

Число и размеры оснований блоков зависят от типа буровой установки, массы устанавливаемого на них оборудования и спо­соба транспортировки в сборе. Комплектуют основания крупных блоков в соответствии с кинематической схемой буровой установни. Масса крупных блоков в сборе ограничивается грузо­подъемностью существующих тяжеловозов и удельным давлени­ем на грунт. Серийно выпускаемые современные буровые установки раз­личных классов обычно комплектуют тремя-четырьмя крупно­блочными основаниями под основное оборудование: вышечно-лёбедочным, силовым (приводным), насосным, циркуляционной системы. Конструкция и способ монтажа именно этих блоков в основном определяют монтажёснособность буровой установки в целом.

Для вспомогательного оборудования применяют обыч­но мелкоблочные санные основания. Техническая характеристи­ка оснований буровых установок приведена в табл. 7.

Основание буровой установки БУ-2500ЭУ состоит из трех крупных блоков для основного оборудования: вышечно-лебедочного, насосного и энергоблока. Крупноблочное основание вышечно-лебедочного блока (рис. 17) состоит из трех рам: правой, центральной и левой, которые жестко соединены между собой и образуют платформу 7. В передней части рамы устанавлива­ют две вертикальные фермы 5 (переднюю и заднюю) и верхние площадки (рамы) 6, которые образуют пол буровой с отметкой 5,5 м. Задняя часть платформы имеет отметку 2,46 м. На боко­вых рамах смонтированы опоры 4 под мачтовую вышку. В пе­редней части платформы установлены четыре кронштейна З и 8 под тяжеловозы: два для широкой колеи, равной 12 м, исполь­зуемых при транспортировке блока с вышкой, и два для узкой колеи, равной 5,2 м, — при транспортировке блока без вышки. В передней части платформы имеется балка, на которой уста­новлен поворотный кронштейн для тяжеловоза. При монтаже основание устанавливают на опоры 1, которые имеют откидные стойки 2. Опоры представляют собой балки коробчатого сечения с шарнирно закрепленными на них стойками, которые позволя­ют откинуть их в сторону для уменьшения общей высоты опор.

На верхней площадке основания монтируют ротор, буровой ключ, подсвечники, вспомогательную лебедку и пульт бурильщика, в нижней задней части основания — лебедочную и при­водную секции. Общая масса блока составляет 157,4 т.

Основание насосного блока (рис. 18) представляет собой платформу 3, которая при монтаже устанавливается через от­кидные опоры 2 на опоры 1. В задней части платформы имеется два кронштейна 4, а в передней один поворотный кронштейн 5 под тяжеловозы. На основании блока монтируют две насосные 1секции с насосами и электроприводом, пульт управления насоса­ми, соответствующие коммуникации и компрессор высокого дав­ления для заполнения сжатым воздухом компенсаторов насосов. На блоках основания устанавливают также каркасы укрытий. Общая масса блока составляет 82,7 т.

Основание энергоблока выполнено в виде жесткой рамы, на которой монтируют трансформатор, высоковольтное распредели­тельное устройство, шкафы управления электродвигателями, панель магнитных пускателей и каркас укрытия. Общая масса энергоблока 14,7 т.

Основание буровой установки БУ-2500ДГУ состоит из трех крупных блоков: вышечно-лебедочного, приводного и насосного. Вышечно-лебедочные и насосные основания аналогичны основа­ниям установки БУ-2500ЭУ.

Основание приводного блока состоит из опор, балок, плат­формы и навесных площадок. На основании размещаются четы­ре дизельных секции, цепной редуктор, воздухосборники, комп­рессорные станции и укрытие. Основание имеет кронштейны для транспортировки блока на тяжеловозах. Общая масса блока 48,8 т.

В буровых установках БУ-3000 с дизельным и электрическим приводами есть различные модификации оснований.

Основание установки БУ-3000БД состоит из шести блоков: вышечного, лебедочного, подсвечников, силового и двух на­сосных. Оно имеет трехступенчатую конструкцию с разными от­метками рабочей площадки, силового и насосных блоков. Ме­таллоконструкции основания выполнены в виде пространствен­ных сборно-разборных и цельносварных, а также плоских ферм с опорными полозьями. Основанием внизу служат две фермы-лыжи с поперечными связями и балкой. Основания лебедочного блока и подсвечников собирают из пространственных ферм с по­мощью поперечных рам и связей. Основание силового блока представляет собой крупногабаритную цельносварную ферму с опорными полозьями и откидными рамами в верхней части. Насосные основания состоят из плоских продольных рам с опор­ными полозьями, на которых устанавливают ряд поперечных плоских рам. Все блоки транспортируют волоком с установлен­ным на них оборудованием.

В других модификациях устанрвок этого класса нашли при­менение балочные сварные конструкции в основном из листовой стали и предусмотрен крупноблочный монтаж и транспортиро­вание блоков на тяжеловозах. Одна из конструкций вышечно-лебедочного блока предусматривает транспортировку на четырех тяжеловозах. В этом варианте на два передних тяжеловоза нагрузка передается через коромысло сварной листовой конст­рукции, шарнирно закрепленное своей средней частью к основа­нию. Применение четырех тяжеловозов с трехопорной конструк­цией основания позволяет транспортировать вышечно-лебедочный блок с большой массой.

Основание буровой установки БУ-4000ДГУ состоит из трех крупных блоков: вышечно-лебедочного, силового и насосного. Вышечно-лебедочное основание (рис. 19) представляет собой двухъярусную конструкцию, установленную на ряд опор 6 дву­мя продольными несущими балками-лонжеронами коробчато­го сечения. В задней части лонжероны на болтовых соединениях связаны поперечными рамами 5 , служащими для монтажа на них лебедки и передачи на лебедку, имеющими отметку пола 2,5 м. Наружный полоз рамы под передачу на лебедку коробча­того сечения имеет в средней части усиленный узел с поворотной опорой, шарнирно соединенный с коромыслом для двух тяжело­возов при крупноблочном транспортировании блока. Рядом с ра­мой под лебедку на лонжеронах имеются опорные плиты для крепления вертикальной поперечной плоской фермы 4. Снаружи от торцов фермы к лонжеронам приварены две опорные проуши­ны для крепления стоек подъемного устройства вышки. Верхний пояс фермы служит опорой для продольных рам 3, образующих верхний ярус, основания с полом рабочей площадки, имеющий отметку 6,2 м. Другой опорой для верхнего яруса служит пор­тальная поперечная рама 2 сварной листовой конструкции, ко­торая связывает передние части лонжеронов и крепится к ним болтами. Для жесткости рама по торцам скреплена раскосами с верхним ярусом основания. Рядом с местами крепления на консольных участках рамы приварены опоры подкосов подъем­ного устройства вышки. На лонжеронах приварены также опор­ные тумбы 7 для шарнирного крепления мачт вышки. Между тумбами и портальной рамой на лонжеронах имеются проуши­ны для шарнирного крепления боковых коромысел под тяжело­возы. Наличие переднего и двух боковых коромысел предусмат­ривает крупноблочную транспортировку вышечно-лебедочного блока на трех парах гусеничных тяжеловозов.

Основания силового и насосного блоков находятся на одном уровне с лонжеронами вышечно-лебедочного блока. Основание силового блока состоит из продольных балок, которые устанав­ливаются на опоры. В поперечном направлении балки соединя­ются четырьмя рамами, на которых монтируют силовые агрега­ты. Рамы консольно выступают над продольными балками. Под низом рам по краям их консольных частей параллельно лонже­ронам крепятся три балки с опорами под тяжеловозы: справа одна балка (по средним рамам), слева — две балки (на стыках крайних и средних рам). Таким образом, крупноблочная транс­портировка силового блока осуществляется в поперечном отно­сительно буровой оси направлении.

Конструкция основания насосного блока сходна с основанием силового блока. На жестком каркасе из балок, установленных на опоры, смонтированы продольные рамы под насосы с транс­миссиями. Между ними по краям закреплены рамы с настилами, имеющими общий уровень пола основания насосного блока. В от­личие от силового блока расположение рам имеет продольное направление. Насосный блок транспортируется аналогично сило­вому блоку. Основания всех блоков при монтаже соединяются между собой специальными связями.

Для комплектования буровых установок БУ-ЗД-76 и БУ-4Э-76 крупноблочными основаниями Бакинским заводом им. Петрова выпускается основание ОБ-53, состоящее из двух крупноблоч­ных оснований вышечно-лебедочного и приводного блоков. Их конструкция предусматривает крупноблочное транспортиро­вание как на тяжеловозах, так и волоком на небольшие расстоя­ния. В комплект основания входит также приемный мост со стел­лажами для труб, инструментальные площадки и арочный кар­кас укрытия приводного блока. После некоторых усовершенст­вований эти основания выпускаются под шифром ОБ-53М. Все основания имеют общую отметку пола 4,1 м. Верх основания покрыт настилами из рифленой листовой стали, приваренными к металлоконструкциям верхнего яруса.

Основание вышечно-лебедочного блока ОБ-53М (рис. 20) представляет собой двухъярусную металлоконструкцию, основой которой являются две основные пространственные фермы 2 (правая и левая), установленные на две опорные фермы 4. Каждая ферма сварена из швеллеров и состоит из поясов, стоек и раскосов. Нижние пояса опорных ферм выполнены в виде по­лозьев, а к верхним поясам приварен ряд плит, на которые опи­раются основные фермы. Каждый пояс фермы состоит из двух швеллеров, расположенных полками наружу, между которыми установлены стойки из таких же швеллеров. В промежутки между швеллерами поясов перпендикулярно к их стенкам вва­рены соединительные патрубки. Для более точной посадки на углах опорных ферм имеются цилиндрические центраторы, ко­торые входят в соответствующие отверстия, расположенные на нижней плоскости основных ферм.

В верхнем ярусе правая и левая фермы связаны между собой подлебедочной фермой, двумя подроторными балками 5 и двумя передними плоскими рамами. К верхнему поясу передней рамы крепят наклонный трап приемного моста. Подлебедочная ферма имеет сварную пространственную конструкцию, выполненную из швеллеров. В ее торцах имеется восемь проушин, образованных концами поясов и усиленных накладками из листовой стали. Проушины входят в ответные узлы основных ферм и скрепляют­ся с помощью пальцев. Каждый палец фиксируется чекой, которая в свою очередь шплинтуется

Подроторные балки с опорными плитами на концах устанав­ливают на сварные кронштейны соответствующих стенок основ­ных ферм и крепят к ним болтами. Две поперечные плоские рамы крепят к передней части основных ферм пальцевыми со­единениями. Наверху левой фермы монтируют подсвечник, кото­рый частично опирается на подроторные балки, расположенные несколько ниже уровня пола буровой.

На углах основных ферм приварены плиты для крепления ног башенной 53-метровой вышки и установлены кронштейны 3 для подъемника типа ПВ5-60. Для крупноблочной транспорти­ровки вышечно-лебедочного блока на основании предусмотрены передний кронштейн с поворотной опорой и два боковых . Пе­редний кронштейн на трех пальцевых соединениях крепится к наружной панели подлебедочной фермы. Боковые кронштейны крепятся к наружной части правой и левой основных ферм тре­мя пальцевыми соединениями каждый.

Основание приводного блока ОБ-53М имеет также двухъ­ярусную конструкцию и состоит из двух пространственных ферм — опорной 7 и верхней 8. Пояса, стойки и подкосы выпол­нены из одиночных швеллеров. Фермы скреплены между собой аналогично основанию вышечно-лебедочного блока. На верхней! ферме устанавливаются поперечные балки, концы которых свя­заны двумя продольными балками. На эти балки устанавлива­ются арки 6 каркаса укрытия. Поверхность основания привод­ного блока закрывается каркасными настилами из рифленой: листовой стали. По бокам верхней фермы на пальцевых соеди­нениях монтируют два кронштейна под тяжеловозы, а в пазу ее торцовой части устанавливают шаровую опору 9 под гусенич­ную тележку.

На базе серийно выпускаемых оснований ОБ-53М разработа­но секционное основание БС-ЗД трехъярусной конструкции, уве­личенное по высоте для монтажа противовыбросового оборудо­вания по любой схеме. С этой целью в качестве третьего яруса под основание применяется подставка, состоящая из фермы и саней общей высотой 2,5 м, в результате чего высота пола бу­ровой составляет 6,5 м.

На основании вышечно-лебедочного блока монтируют буро­вую вышку ВБ-53-320 башенного типа, лебедку, ротор, буровой ключ и подсвечники, а на основании силового блока трехдизельный привод с коробкой перемены передач и каркас укрытия. Основания буровых установок БУ-4000 и БУ-5000 с дизель­ным и электрическим приводом однотипны по конструкции. Ха­рактерная их особенность состоит в том, что вышечно-лебедоч-ный блок выполнен двухъярусным. На верхнем ярусе на отметке 6,2—7 м расположена рабочая площадка, на которой установле­ны ротор, подсвечники, буровой ключ, вспомогательная лебедка и пульт бурильщика. На нижнем ярусе блока с отметкой 2,6 м смонтирована лебедка и привод лебедки и ротора (в установках с электроприводом). На уровне нижнего яруса расположены привод лебедки и ротора (в установках с дизельным приводом) рабочие площадки насосного и энергетических блоков с установ­ленным на них оборудованием.

Расположение лебедки на нижнем ярусе снижает трудоем­кость ее монтажа, уменьшает массу основания блока и упрощает кинематику группового привода. Индивидуальный привод насо­сов позволяет значительно снизить высоту насосного блока и массу его основания.

Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 3965;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Монолитное основание под оборудование

Фундаменты под оборудование и под жилые или хозяйственные постройки отличаются друг от друга как размерами, так и конструкцией. Часто они кроме статической нагрузки должны быть рассчитаны на действие динамических сил, возникающих при работе механизмов. Также основания постоянно подвергаются действию разных химических веществ, которые оказывают на них разрушительное действие. Поэтому они должны быть прочными и устойчивыми к действию агрессивных сред. На предприятиях и в небольших мастерских эксплуатируются различные группы оборудования, имеющие разные характеристики. Фундаменты под каждую из них проектируются по соответствующим техническим условиям, соблюдение которых обеспечивает надежность возводимой конструкции.

Требования к фундаментным конструкциям под оборудование

Требования к фундаментам под промышленное оборудование выдвигаются высокие по разным критериям. Это связано с тем, что они испытывают разноплановые нагрузки и подвержены часто воздействию агрессивных веществ.

Фундамент с приямком

Фундаментная конструкция под оборудование должна обладать следующими свойствами:

• значительной прочностью, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны установленного механизма;
• химической стойкостью (инертностью);
• значительной массой, обеспечивающей сопротивление вибрационным нагрузкам (гашение колебаний);
• минимальными отклонениями от плановых размеров, то есть габариты опоры должны практически полностью соответствовать расчетным параметрам;
• большей, чем у монтируемого агрегата, площадью опоры.

Высокая прочность и устойчивость к действию химически активных компонентов определяют в значительной степени срок службы основания и, в ряде случаев, рабочих установок.

Разрушающими опору агрессивными веществами являются:

• смазочные материалы;
• охлаждающие жидкости;
• различные технические масла;
• разное топливо и прочие.

Гашение вибраций массивным основанием от работы механизмов с динамическими нагрузками (пример таких агрегатов – прокатные клети, молоты) имеет большое значение. Это связано с тем, что колебания вызывают сокращение срока эксплуатации всей постройки и самого оборудования, а также соседних механизмов.

Вибрации возникают из-за наличия неравномерно вращающихся деталей в машине: режущих инструментов, роторов, шкивов и прочих.

Кроме размеров (длины, ширины, высоты) опорной конструкции, с чертежом должны совпадать и места расположения крепежных элементов. Допустимы только минимальные расхождения.

Если не предусмотрено конструктивными особенностями оборудования, то уклоны на установочной площадке должны отсутствовать, чтобы можно было правильно и быстро выполнить монтажные работы.

Агрегаты небольшой массы (до 2 т), которые не вызывают значительных динамических воздействий на опору, монтируют непосредственно на железобетонные полы либо межэтажные перекрытия. Если требуется, то их подготавливают соответствующим образом, усиливая основу путем армирования и заливки бетоном. Такие опорные конструкции выделяют в фундаменты первой группы.

Общие нормативные регламентации

Построенный фундамент под установку оборудования должен обеспечивать безопасность трудового процесса (соответствовать действующим нагрузкам по прочности) и удобство обслуживания смонтированных на нем механизмов. Для этого делают приямки (или подвалы), прокладывают прочие инженерные коммуникации.

Кроме рассмотренных критериев, которым должны соответствовать опорные конструкции под оборудование, к фундаментам с динамическими нагрузками и процессу их возведения предъявляются следующие требования:

• нужно, чтобы строительство и проектирование оснований выполнялось компетентными специалистами с высоким квалификационным уровнем, а также опытом проведения подобных работ;
• для создания проекта нужно, чтобы исходные данные имелись в требуемом объеме и интерпретировались только профессионалами;
• процесс строительства должен сопровождаться постоянным контролем качества проведения работ;
• нужно, чтобы действия всех участников строительного процесса были четко скоординированы;
• построенные фундаменты должны быть используемыми по назначению, соответствующему указанному в проектной документации;
• для строительства следует применять материалы, отвечающие нормативным требованиям;
• обслуживание оснований следует выполнять так, чтобы конструкция прослужила максимально возможный срок;
• надежность и максимально возможная простота крепления (как пример – анкерные болты, вмуровываемые в бетон).

В видеоролике далее даются рекомендации по обустройству фундаментов под станочное оборудование.

Все работы по проектированию и возведению опорных конструкций под механизмы должны выполняться специалистами для достижения соответствия построенной конструкции техническим условиям и действующим стандартам. Важным фактором является также экономичность воздвигаемой фундаментной конструкции, благодаря чему все расходы сводятся к минимуму.

Разнообразие оборудования

Когда речь идет об основаниях под оборудование, то следует учитывать, что существует большое его разнообразие, объединенное в отдельные группы. Нормативными документами предполагается расчет фундамента под каждую из них вести с учетом эксплуатационных особенностей механизмов.

Фундаментные конструкции проектируют и возводят под следующие группы машин:

• с кривошипно-шатунными механизмами: компрессоры поршневые, рамы лесопильные, дизели, мотор-компрессоры;
• турбоагрегаты: турбовоздуходувки, турбокомпрессоры, турбогенераторы;
• электрические машины, такие как синхронные компенсаторы и мотор-генераторы;
• штамповочные или ковочные молоты кузнечные;
• прокатное оборудование (вспомогательного или основного типа);
• копры, предназначенные чтобы разбивать скрап;
• вращающиеся печи;
• дробилки (гирационные, трубчатые, щековые, валковые) и мельничные агрегаты;
• металлорежущие станки;
• прессы;
• машины формовочные (используемые как в литейном производстве, так и при изготовлении железобетонных блоков).

Каждая группа оборудования с динамическими нагрузками имеет свои особенности проведения расчетов оснований. Это связано с особенностями действия сил, возникающих при работе машин.

Монолитная основа сложной конструкции

Разновидности оснований

Для установки агрегатов используют разные фундаментные конструкции, соответствующие выдвигаемым нормами требованиям.

На практике машины устанавливают в основном на разновидностях опорных конструкций, представленных в таблице далее.

1	фундамент-плита без подвала	заливается только на первом этаже, обходится дорого из-за значительного расхода строительных материалов и больших трудовых затрат, но своей массивностью хорошо гасит возникающие вибрации
2	рамная основа, оснащенная ростверком из балок	способна без негативных последствий выдерживать колебания высокой частоты, поэтому часто используется под установку механизмов ударного принципа действия
3	стенчатая опорная конструкция (является модификацией оснований ленточного типа)	ее возводят со второго этажа, действующая нагрузка от агрегатов при таком строении опоры принимается внешними (несущими) стенами, а также внутренними перегородки
4	основание-перекрытие, имеющее подвал	устраивается выше первого этажа, передает (возникающие в процессе работы машин) вибрации межэтажным перекрытиям (каркасу постройки), способно выдерживать лишь нагрузки статического типа либо колебания с незначительной амплитудой

Наиболее современный вариант под легкие или средней тяжести механизмы – это устройство оснований с пружинами или виброопорами других типов, гасящими возникающие во время работы агрегатов колебания. Демпферы (гасители вибраций) особенно легко можно устанавливать под основы рамного типа.

По своей сути основание-перекрытие, обустроенное подвалом – это та же плита, только построенная из готовых железобетонных блоков, укладываемых на балки перекрытия.

Приведенные фундаментные конструкции разделяют на 2 типа:

• бесподвальный (у него практически полностью отсутствует часть, располагаемая над полом);
• подвальный ( с хорошо развитым надземным отделом).

Последний вариант может иметь стенчатую либо рамную формы. Он характеризуется большой высотой над плоскостью пола.

Фундаменты по конструкции могут быть также сборными, монолитными, сборно-монолитными. По форме они бывают таких видов:

• прямоугольные;
• ленточные;
• ступенчатые;
• фасонные;
• трапециевидные.

В качестве фундаментов под агрегаты с периодическим характером действующих нагрузок возможно использование свай разных типов. Поверх опор обустраивают плитный или ленточный ростверк. Монтировать механизмы ударного типа работы нужно на сплошные железобетонные сваи.

Расстояния между устанавливаемыми столбами регламентируются СП 24.13330. Оно не должно превышать 10 их диаметров. Рассчитать колебания свайных оснований можно, руководствуясь соответствующими подразделами этого документа.

В качестве элементов сборных конструкций применяют разные блоки и плиты (пустотелые либо сплошные).

Самые массивные агрегаты, отличающиеся большим весом, монтируют только на фундаментной основе плитного типа. В плитах обустраивают выемки, отверстия вырезы, используемые для монтажа машин и их обслуживания во время эксплуатации.

Индивидуальные и групповые фундаменты

Оборудование монтируют на индивидуальные либо групповые фундаментные конструкции.

Групповые фундаменты предназначены для установки на них нескольких механизмов легкого или среднего веса (до 8 т) с жесткой станиной и нормальной точностью работы, эксплуатируемые с преобладанием статических сил. Толщина их обычно составляет 150-250 мм. Они выполняют зачастую только роль оснований. Единой опорой выступают в основном бетонные (или железобетонные) полы. Но встречаются на практике и другие варианты конструкций.

Станины механизмов считаются жесткими при соотношении их длины к высоте, не более чем 2 к 1.

Основания индивидуального типа строят под точное оборудование, обладающее средней или тяжелой массой, которое работает с динамическими нагрузками умеренной либо значительной величины. Такие опоры кроме отведения вибраций от машин и обеспечения правильного их рабочего положения, еще и изолируют агрегаты друг относительно друга. Это препятствует передаче колебаний между ними.

Легкие машины, либо средней массы агрегаты с преобладающим статическим видом нагрузок, нередко монтируют непосредственно на пол или межэтажное перекрытие (так называемый фундамент первого типа). В случае необходимости такую основу усиливают бетонной стяжкой (с укладкой арматуры при этом), увеличивая также ее толщину.

Под крупные агрегаты фундаменты дают усадку. Этот процесс может продолжаться в течение длительного времени. Поэтому следует проверять уровень (горизонтальный и вертикальный) установки машин.

Используемые для возведения фундаментов материалы

Материалы для строительства фундаментов под машины различных габаритов и веса должны быть прочными и устойчивыми к действию разных агрессивных сред. Поэтому используют:

• готовые железобетонные блоки (их перевязывают друг с другом во время строительства);
• железобетон, получаемый заливкой арматурного каркаса, расположенного внутри опалубки;
• металл (для создания свайных конструкций с ростверком в виде рамы);
• железобетон с металлом (на блоки из бетона либо сваи устанавливают металлический ростверк).

Схема железобетонной монолитной плиты

Бесподвальные и подвальные основания возводят с применением бетона марок М200-М300 (для легких агрегатов) либо М400 (под тяжелые машины), классом В15

В частных цехах либо домашних мастерских используют также бутовый камень для строительства основ (получается бутобетон).

Использование определенных материалов под конкретные механизмы регламентируется строительными нормами.

Устройство фундаментов из кирпича, укладываемого на цементный раствор, также встречается, но редко. При этом грунтовые воды должны располагаться глубоко (ниже подошвы основы). В основном такие опоры делают под нетяжелые машины (весом, не превышающим 4 т), а их толщина составляет не меньше, чем 50 см. Силикатный кирпич при этом использовать нельзя.

Раньше монтировали легкие агрегаты на деревянные полы, но сейчас такое редко можно встретить. Это связано с тем, что дерево быстро коробится и меняет свою форму. Такие основы могут использоваться, только как временные опоры.

Монтируемое оборудование соединяется с основой при помощи болтов. Их параметры устанавливаются требованиями, регламентируемыми СП 43.13330. Если механизм создает во время своей работы ударную нагрузку либо сильные вибрации, требующие применения болтов более 42 мм диаметром, то используют их съемные типы.

Промежуток от нижнего конца крепежного элемента до фундаментной подошвы должно составлять более 10 см.

В последнее время для закрепления агрегатов набирает популярность применение химических анкеров.

Лучшим вариантом опоры под механизмы с динамическим видом нагрузок считаются железобетонные монолитные. При применении металлических конструкций либо готовых (заводских) блоков они должны отвечать всем требованиям, которые предъявляются к основаниям под оборудование.

Проектирование фундаментных конструкций

Проектирование фундаментов под оборудование – это первоначальный этап их строительства, который выполняется по техническому заданию. Все расчеты проводятся при этом согласно действующим строительным нормам и правилам.

Фундамент под группу механизмов

Исходными данными для проведения нужных вычислений для определения эксплуатационных параметров опорной конструкции являются:

• характеристика грунта (глубина промерзания, структура, расположение подземных вод, несущие способности и прочие параметры);
• действующая статическая нагрузка;
• расчетные динамические силы (величина вибраций);
• опорная площадь станины агрегата;
• температурный режим эксплуатации воздвигаемой основы;
• условия эксплуатации устанавливаемых механизмов, а также их рабочий режим;
• характер окружающей машину застройки (показывает действие внешних сил на создаваемую опору).

Проект также должен учитывать наличие агрессивных сред и мероприятия по защите основы от них.

Гидрогеологические свойства грунта определяются с помощью предварительного проведения соответствующих инженерных исследований. На рыхлых типах почв требуется возведение более массивных опор, чем на скальных породах.

Статическая нагрузка – это вес механизма, который указывается в паспорте к нему либо инструкции по эксплуатации. По расчетному значению давления на ростверк определяют величину динамических сил. Они возникают во время работы агрегатов из-за движения их узлов.

Найденную величину давление корректируют с учетом 2-х коэффициентов: постоянной осадки грунта (она составляет 0,7÷1,0) и условий работы (начиная с 0,5, применительно к кузнечному молоту, до 1,0 при монтаже токарно-винторезных агрегатов).

Значение первой константы зависит от степени влажности почвы.

Выполняя расчеты, необходимо учитывать то, что суммарная действующая (статическая и динамическая) нагрузка, передаваемая к подошве основы, должна быть меньше несущей способности грунта.

Основания, на которые планируется монтировать механизмы с дальнейшей подливкой бетонным раствором (что обязательно указывается в конструкторской документации), сдаются под установку высотой на 50-60 мм ниже ее проектного значения. Если бетонирование не предусмотрено, все параметры основы должны соответствовать рабочему проекту.

Принимаемые конструкторские решения должны обеспечивать долговечность, надежность, а также экономичность создаваемого фундамента. На практике часто создают несколько проектов, после чего проводят сравнение их с технико-экономической точки зрения. При этом выбирают оптимальный вариант.

Надежность создаваемой конструкции должна обеспечиваться на всех этапах ее строительства.

Рекомендации по расчету фундаментов для монтажа оборудования приводятся в видеоролике далее.

В общем случае, зная значение массы механизма, тип грунта под ним, а также условия его работы, можно рассчитать требуемые параметры опорной конструкции. Возводимое основание должно соответствовать техническим условиям на его сооружение. Также при проектировании учитываются санитарно-эпидемические и экологические нормативы.

Вертикально-фрезерный станок на металлической раме

Основания под металлообрабатывающие станки

Металлорежущие станки отличаются большим числом разновидностей. С помощью их выполняют самые разные операции. Обычно их масса не превышает 25 тонн. Только уникальные машины имеют больший вес.

Рассчитывать габариты оснований можно по специальным таблицам. Они ускоряют и упрощают выполнение вычислений. Пример такой таблицы представлен ниже. В ней приведены формулы расчета высоты фундаментной конструкции под разные группы металлорежущих станков в зависимости от длины (L) основы, выражаемой в метрах.

1	Токарные полуавтоматические и автоматические	0,2*√ L
2	Токарные горизонтально-протяжные	0,2*√ L
3	Карусельно-фрезерные и обычные фрезерные горизонтальные и вертикальные	0,6*√ L
4	Карусельные (автоматы и полуавтоматы вертикальные)	0,6*√ L

Площадь основания в упрощенном случае под металлорежущие станки определяют по аналогичному параметру станины устанавливаемого механизма. Высоту бетонных конструкций рассчитывают по таблице выше. При этом для станков прецизионных вносят поправку в виде коэффициента 1,2. На него умножают рассчитанное табличное значение толщины основы.

Нужно учитывать, что расстояние от крепежных анкеров до граней основания, следует оставлять более 12 см, а от станины механизма – не меньше 10 см.

Если устанавливаются нетяжелые станки (массой максимум 4 т), например, сверлильные, зуборезные, фрезерные, то достаточно возвести под них основу 25 см высотой. При этом можно армирование не проводить.

Когда масса монтируемого оборудования составляет больше, чем 12 т или станки создают сильные динамические нагрузки во время своей работы (например, поперечно-строгальные, долбежные), то укладывают арматуру. Это делают перед заливкой бетона. Используют очень часто в работе прутья стальной арматуры (сечением 6-8 мм). Из них делают сетку с ячейками примерно 15 на 15 см. При этом расстояние от станины до арматуры должно быть около 5 см.

Нормативная база для сооружения фундаментов под машины

Проектирование оснований регламентируется рядом строительных нормативов, ГОСТов, правил. Соблюдение требований, представленных в них, приводит к получению качественного результата.

Выставленная опалубка с арматурным каркасом

Основным документом при конструировании фундаментов под машины с динамическими нагрузками является СП 26.13330.2012 (это новая редакция «СНиП 2.02.05-87»). Этот свод правил основывается на ряде других нормативных документов.

Технология строительства фундамента-плиты из железобетона

В каждом конкретном случае выбирают наиболее подходящий фундамент под оборудование. Очень часто при его больших габаритах и массе отдают предпочтение фундаменту плитного типа из железобетона.

По технологии строительство фундамента-плиты выполняют в следующей последовательности:

• выбирают подходящее (оптимальное) место для размещения одного механизма либо нескольких агрегатов;
• определяют положение крепежных элементов, примером которых служат фундаментные болты, предназначенных для жесткой фиксации станины;
• по разметке вырывают котлован требуемой проектной высоты и ширины, а глубиной, превышающей уровень промерзания грунта по региону в среднем на 0,5 м;
• засыпают дно выемки песчано-щебневой подушкой, требуемой по документам высоты;
• монтируют опалубку по периметру будущей основы;
• укладывают гидроизоляционный материал, например, рубероид;
• устанавливают каркас из арматуры;
• выполняют заливку цементным раствором собранной конструкции, укладывая его послойно (по 10-15 см толщиной);
• в последний слой монтируют крепежные болты, имеющие загнутые либо конические торцы;
• примерно через месяц (после набора бетоном полной прочности) приступают к монтажу оборудования.

Стенки выемок часто делают с уклоном в 45 градусов, чтобы они не осыпались. Вообще величина откоса определяется характеристиками грунта.

Опалубкой могут служить деревянные, металлические, пластиковые (при небольших габаритах основы) щиты.

Под нетяжелые механизмы допускается армирование не проводить. В некоторых случаях дно выемки застилают гасящими колебания материалами, например, деревянным брусом из дуба.

Каждый бетонный слой хорошо утрамбовывают.

Возводимая фундаментная конструкции не должна соприкасаться с основой строения, его внутренними перегородками, колоннами и наружными стенами. Следует выдерживать минимальное расстояние, равное 1 м. Нужно, чтобы сооружаемое основание выходило за станину минимум на 0,2 м с четырех сторон.

В ролике далее показана выемка с выставленными щитами и арматурным каркасом для заливки фундаментной плиты.

Возводить основания для установки агрегатов различных моделей следует согласно СП 26.13330.2012, регламентирующего строительство фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Создаваемая конструкция должна соответствовать требованиям, изложенным в паспорте к монтируемому механизму. Важнейшим этапом является проектирование. От правильного расчета габаритов опоры будет зависеть ее прочность и надежность, а в конечном счете – долговечность. Подбирать подходящий вариант фундаментной конструкции следует, опираясь на гидрогеологические особенности местности, характер и величину действующих нагрузок.

Источник