Результат интеллектуальной деятельности: Способ выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов и домкратный узел для его осуществления

Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и гидравлическим устройствам для вертикального перемещения фундаментов и сооружений, возведенных на фундаментах.

Известен способ непрерывного подъема и выравнивания зданий (патент RU №2420631, МПК E02D 35/00, опубл. 10.06.2011 в Бюл. №16), включающий их исследование, при котором определяют максимальный уклон I₀ фундамента здания и его направление Θ₀, подготовку здания, в том числе изготовление и монтирование силовых поясов, домкратных ниш и установку домкратной системы, состоящей из плоских домкратов, гидромагистрали, гидрозатворов и насосной станции, также внутренней системы контроля, состоящей из резисторных датчиков малых перемещений, формирование внешней системы контроля, далее путем включения домкратной гидросистемы осуществляют отрыв здания от фундаментов и затем выполняют его выравнивание согласно принятой методике, при каждом цикле подъема контролируют датчиками малых перемещений работу домкратных ниш, а внешней системой контроля - геометрическое положение здания в пространстве, причем при осуществлении подготовки здания выполняют определение положения линии равновесия здания, которая расположена перпендикулярно направлению максимального уклона его фундамента, затем, сместив параллельно самой себе линию равновесия от точки, имеющей максимальную вертикальную отметку на данном фундаменте, получают положение линии нулевого подъема, данную линию и линию максимального уклона принимают за прямоугольную систему координат, точку их пересечения - за начало отсчета, в новой системе координат определяют положение всех домкратных ниш, далее формируют перечень равноудаленных гидравлических домкратов от линии нулевого подъема, затем проектируют размеры домкратных ниш и величины полости отрыва здания, при этом вертикальные линейные размеры домкратных ниш, расположенных со стороны, противоположной крену здания от линии нулевого подъема, проектируют таким образом, что их вертикальные размеры равны величине подъема здания при его полном выравнивании, величину полости отрыва здания проектируют в виде призмы, вершиной которой является линия нулевого подъема, нижняя грань горизонтальна, а острый угол при вершине равен уклону I₀ фундамента, грань, противолежащая острому углу, расположена противоположно направлению крена здания, после изготовления в цокольно-подвальной части здания домкратных ниш в них монтируют домкратные узлы и подключают их к гидросистеме, причем в домкратных нишах, расположенных со стороны, противоположной крену здания от линии нулевого подъема, домкраты поджимают на полную величину их диапазона работы, далее формируют линию отрыва здания путем выполнения горизонтального разреза на уровне основания домкратных ниш, затем путем наклонного разреза цокольной части здания формируют полость отрыва в виде призмы, вершиной которой является линия нулевого подъема, нижняя грань горизонтальна, а острый угол при вершине равен уклону I₀ фундамента, грань, противолежащая острому углу, расположена противоположно направлению крена здания, далее согласно перечня равноудаленных гидравлических домкратов от линии нулевого подъема выполняют их подключение через гидрораспределитель, причем подключение выполняют попарно для домкратов, симметрично расположенных относительно линии нулевого подъема, а для домкратов, расположенных со стороны, противоположной крену здания от линии нулевого подъема, которым не определены симметричные домкраты, подключаются к резервной гидроемкости, затем данные домкраты включают в режим сброса жидкости в резервную гидроемкость на площади опирания здания, расположенной со стороны, противоположной крену здания от линии нулевого подъема, давление на домкраты, подключенные через гидрораспределитель к симметричным, увеличивается пропорционально понижению давления в домкратах, подключенных к резервной гидроемкости, в соответствии с этим выполняется перераспределение жидкости в системе попарно подключенных домкратов, при этом жидкость перераспределяется от домкратов, расположенных со стороны, противоположной крену здания от линии нулевого подъема к симметричным им расположенным по другую сторону от линии нулевого подъема, выполнив полное перераспределение жидкости, обеспечивают в зоне, расположенной со стороны, противоположной крену здания от линии нулевого подъема, закрытие полости отрыва, а с противоположной стороны от линии нулевого подъема - подъем здания на расчетную величину, соответствующую полному выравниванию здания.

Недостатками данного способа являются сложность реализации из-за большого количества операций и сложности регулирования, узкая область применения, связанная с возможностью работы только с фундаментами большой площадью.

Наиболее близким является способ выравнивания монолитных железобетонных сооружений (патент RU №2426837, МПК E02D 35/00, опубл. 20.08.2011 в Бюл. №23), включающий прорезку домкратных проемов, монтаж монолитного железобетонного распределительного пояса, монтаж домкратных узлов в домкратных проемах и системы для подъема и выравнивания, подачу давления в домкратные узлы, замоноличивание зазоров между поднимаемой и опорной частями сооружения, образовавшихся после подъема здания, при этом распределительный пояс монтируют с выпусками арматуры на междомкратных участках, а напротив арматурных выпусков в фундаменте устраивают арматурные анкеры, дополнительно в домкратных проемах монтируют железобетонные тумбы таким образом, чтобы верх тумб совпадал с низом домкратных проемов, после подачи давления на домкратные узлы производят отрезку надземной поднимаемой части сооружения, по окончании подъема арматурные выпуски и анкера сваривают между собой и замоноличивают.

Недостатками данного способа являются узкая область применения, связанная с возможностью использования только в подготовленных домкратных подъемах с распределительным поясом, и сложность реализации из-за операций замоноличивания образующихся зазоров с выпусками арматуры на междомкратных участках, установкой арматурных анкеров и железобетонных тумб, совпадающих с низом домкратных проемов, и последующей сваркой анкеров между собой.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов, позволяющего работать с неподготовленными фундаментами и простой его фиксацией на нужном уровне после подъема.

Известен регулируемый фундамент для эксплуатируемых каркасных железобетонных зданий (патент на ПМ RU №96381, МПК E02D 27/32, опубл. 27.07.2010 в Бюл. №21), включающий в себя колонну, стаканную часть, домкратную систему, причем на колоннах крепится упорный элемент, состоящий из уголков, ребер жесткости, пластин и цементного раствора, который стягивается болтами, на стаканной части устанавливаются опорные элементы, состоящие из пластины и уголка, а к упорным элементам колонн крепятся профили, соединяющие колонны между собой для создания пространственной жесткости, а между опорным элементом стаканной части и упорным элементом колонны монтируется домкратный узел для подъема и выравнивания здания.

Регулируемый фундамент содержит домкратную систему, включающую домкраты, расположенные между пластиной упорного элемента колонны и пластиной опорного элемента стаканной части.

Недостатками этой домкратной системы являются возможность установки только в предварительно подготовленные места с жесткой опорной частью стаканной части и предназначена только для подъема колонны от фундамента.

Регулируемый фундамент эксплуатируемого крупнопанельного здания (патент на ПМ RU №92669, МПК E02D 27/00, опубл. 27.03.2010 в Бюл. №9), состоящий из фундамента и цокольных панелей, распределительного пояса, причем дополнительно содержит металлические пластины, распределительные элементы, железобетонные тумбы и отверстия в виде щелей, где в местах устройства щелей с двух сторон от цокольной панели монтируются домкратные узлы, домкратные узлы упираются в тумбы и распределительные элементы.

Регулируемый фундамент содержит домкратные узлы, включающие домкраты с цилиндрами и толкающими поршнями, установленные между распределительными элементами и тумбами, причем между распределительными элементами и толкающим поршнем установлена упорная пластина.

Недостатками этих домкратных узлов являются возможность установки только в предварительно подготовленные места с жесткой опорной частью фундамента и предназначена только для подъема цокольных панелей от фундамента.

Технической задачей продолжаемого изобретения является создание конструкции домкратного узла для осуществления способа выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов, позволяющей работать на неустойчивых грунтах и поднимать непосредственно фундамент.

Техническая задача решается способом выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов, включающим подготовку проемов для установки домкратных узлов, подачу регулируемого давления в домкратные узлы, фиксацию необходимых зазоров между поднимаемой и опорной частями сооружения, образовавшихся после подъема.

Новым является то, что предварительно определяют свойства насыпного грунта, на которых установлен фундамент, и его усадку под внешним давлением, исходя из этого определяют площадь опорной пластины, на которую устанавливают домкратные узлы, для устранения несанкционированного проваливания и количество дополнительного грунта для выравнивания фундамента после подъема, проемы подготавливают под фундаментом для установки упорной пластины, взаимодействующей с подъемной частью домкратного узла, под низ фундамента, выравнивают фундамент по уровню, после чего фундамент равномерно приподымают для засыпки под него выбранного количества дополнительного грунта и опускают фундамент на грунт, после осадки которого домкратные узлы извлекают.

Техническая задача решается также домкратным узлом для осуществления способа выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов, включающим домкрат с цилиндрами и толкающим поршнем, установленный между упором и опорой.

Новым является то, что опора выполнена в виде опорной пластины, изготовленной площадью достаточной для устранения несанкционированного проваливания в насыпной грунт, на который установлен фундамент, а упор выполнен в виде жестко соединенных упорной пластины, выполненной с возможностью взаимодействия с низом фундамента, и фиксатора, взаимодействующего с толкающим поршнем, при этом фиксатор подпружинен в сторону опоры.

На чертеже изображена схема реализации способа.

Домкратный узел для осуществления способа выравнивания фундамента 1 устьевых скважинных приводов (не показаны), включающий домкрат 2 с цилиндром 3 и толкающим поршнем 4, установленный между упором 5 и опорой 6. Опора 6 выполнена в виде опорной пластины, изготовленной площадью достаточной для устранения несанкционированного проваливания в насыпной грунт 7, на который установлен фундамент 1. Упор 6 выполнен в виде жестко соединенных (например, пластиной 8, патрубками, прутами или т.п. - не показаны) упорной пластины 9, выполненной с возможностью взаимодействия с низом фундамента 1, и фиксатора 10, взаимодействующего с толкающим поршнем 4, при этом фиксатор поджат пружинами 11 в сторону опоры 6 для фиксации и удобства работы.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность, на чертеже не показаны.

После установки станка-качалки (не показана) спустя какое-то время бывает особенно в осенне-весенние паводки подмыв подсыпки фундамента 1, вследствие чего происходит уклон станка-качалки, что ведет за собой износ сальника полированного штока (не показан), а также пропуск смазочного материала по корпусу редуктора (не показан), что приводит к его износу.

Способ выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов включает подготовку проемов 12 для установки упорной пластины 9 упора 5 домкратных узлов, подачу регулируемого давления в цилиндры 3 домкратов 2, фиксацию необходимых зазоров (не показаны) между грунтом 7 и фундаментом 1, образовавшихся после подъема толкающими поршнями 4 при помощи упора 5. Предварительно определяют свойства насыпного грунта 7, на которых установлен фундамент 1, и его усадку под внешним давлением, исходя из этого определяют площадь опорной пластины опоры 6, на которую устанавливают домкраты 2, для устранения несанкционированного проваливания и количество (определяют эмпирически) дополнительного грунта (не показан) для выравнивания фундамента 1 после подъема. Приподнимают и выравнивают по уровню фундамент 1 домкратами 2, после чего фундамент 1 равномерно дополнительно приподымают домкратами 2 для засыпки под него выбранного количества дополнительного грунта и опускают фундамент 1 на грунт 7, после осадки которого домкраты 2 с упором 5 и опорой 6 извлекают. Количество домкратных узлов на более двух достаточно для выравнивания уклона фундамента 1 любой сложности.

При реализации способа нет необходимости подготавливать фундамент 1 к работе (не надо дополнительно делать выборки под домкратные узды, отверстия для крепления распределительного пояса и т.п.), а фиксация выполняется простой досыпкой грунта 7 до требуемого уровня, что значительно облегчает проведение работ в полевых условиях.

Предлагаемая конструкция домкратного узла позволяет проводить работы для подъема непосредственно фундамента на неустойчивом грунте за счет подбора необходимой площади опоры и подпружиненного упора.

Предлагаемый способ выравнивания фундамента устьевых скважинных приводов позволяет работать с неподготовленными фундаментами и простой его фиксацией на нужном уровне после подъема.