大型抽油机基础倒置施工技术

赵洪元，寇建峰

大庆油田工程建设有限公司，黑龙江大庆 163453

大型抽油机基础在大庆地区通常采用正立集中预制[1]，生产模具拆装工序繁琐，费工费时，安全风险大，效率低，且壁板顶面平整度难以保证，预埋管位置容易出现偏差，影响抽油机安装精度和使用寿命。基础倒置施工工艺采用了合页式连接，可实现一次合模，简化了模具的拆装工序；采用钢筋骨架整体绑扎预制，吊装入模，流水作业，提高了施工速度；通过预埋管、件与模具进行栓销式连接固定，保证了位置准确，施工过程不变形、不移位，提高了成型精度；通过掺加引气型高效减水剂[2]和矿粉掺合料[3]，使浇筑混凝土坍落度为70～90 mm，提高了混凝土基础的抗冻性和耐久性；采用分块斜向分层振捣工艺，保证了混凝土密实性；采用芯模内注蒸汽方式进行养护[4]，节省了蒸汽用量，缩短了养护时间，保证8 h能够脱模，提高了生产效率；采用简易砂堆上翻身工艺，保证大型基础顺利翻转，机械化程度高，操作安全方便。

1 整体钢模的制作安装

1.1 倒置钢模设计原理

采用底板在上、壁板在下方式，设计制作钢模具。底板在上提供大的混凝土浇筑面，便于施工；壁板在下实现壁板上表面及预埋管在底框上一次定位浇筑成型，确保预埋管位置精度和壁板表面平整度，以提高抽油机安装质量。利用合页转动原理实现侧模板沿底框外沿转动，设计开关式侧模，达到快速拆装侧模板，提高合模精度，缩短模具拆装时间。倒置钢模设计原理见图1。

1.2 整体钢模结构设计

图1 倒置钢模设计原理

整体钢模具采用全钢制作，由底框、芯模、侧模和细部构件组成。底框形成整体框架，用来承受整体钢模和浇筑后的基础总重量。芯模焊接在底框上，侧模通过合页与底框相连。合模后，侧模坐在底框上，贯通螺栓连接纵向侧模，夹紧横向侧模。侧模板面竖向采用钢板肋板、横向采用槽钢肋，通过细部构件连接侧模，形成整体。整体钢模结构示意见图2。

图2 倒置钢模结构示意

1.3 整体钢模制作

1.3.1 底框制作（见图3）

图3 底框制作

底框采用200 mm×100 mm×10 mm槽钢对扣、焊接成两个纵向钢梁和两根横向钢梁，再进行抄平，将两纵、横钢梁焊接连接。钢梁的槽钢接口采用10 mm厚4块钢板块加强，使其形成框体，以承受全部基础及模具重量。

1.3.2 侧模制作（见图4）

图4 侧模制作

侧模板采用坐帮与底框底板相连的方式，以控制好框架尺寸。纵向钢梁设4个短钢梁支腿，与生产场地平台接触，使模具与平台分隔，减少模具受到环境损害。纵向钢梁端部下侧用20 mm厚钢板加强肋板，提高模具刚度，便于脱模。侧模板面板采用6 mm厚钢板，加筋肋板采用8 mm厚钢板加强，在面板上切割出预埋小盒位置。侧模与底板之间采用20 mm厚钢板制作合页，轴承采用φ 40 mm钢棒制造，保证合模严密。

1.3.3 芯模制作（见图5）

图5 芯模制作

芯模板采用4 mm厚钢板，按横向75 mm脱模斜度进行芯模板下料。在芯模里侧用角钢做加筋肋板，进行段焊连接，焊缝长80mm，焊缝距离50mm；再焊接角钢支撑，形成面板整体。将面板连接板缝满焊连接，形成芯模；做出45°倒角，打磨光滑。

1.4 整体钢模安装

（1）芯模安装前进行尺寸验收，在底框面板上进行放线，将芯模吊到底框面板上先点焊定位，再进行焊接安装，采用角焊缝满焊连接。

（2）侧模安装时严格控制尺寸，各部件连接牢固，侧模合口时，要进行钢板切割，以保证合口严密。侧模的安装见图6。

图6 侧模的安装

（3）侧模安装完成后注意细部的处理，严格控制定位销的位置，定位销要下大上小。便于预埋管向里侧靠紧内芯模；预埋小盒定位采用槽钢两侧钢销固定在加筋肋上。细部构件的安装见图7。

图7 细部构件的安装

2 钢筋笼的制作与安装

2.1 钢筋笼制作

钢筋采用机械下料、弯曲成型；钢筋笼采用正立绑扎，先绑扎底板钢筋网片，成型后再绑扎壁板竖向钢筋网片。绑扎壁板端部加强钢筋时，要将加强螺纹钢筋绑扎在竖向钢筋弯钩的斜角上，防止钢筋突出引起合模不严，产生跑浆。钢筋笼绑扎采用八字形绑扣，以减少钢筋笼移动过程产生的变形。壁板钢筋绑扎见图8。

2.2 预埋管件的制作

先进行钢板、钢管、锚固筋下料，再进行统一焊接，竖向连接预埋件先焊接锚固筋，再焊φ8 mm连接筋，保证竖向埋件间距准确。预埋件加工见图9。预埋管先切孔，再焊接连接成型，保证管底钢板位置准确。预埋管焊接见图10。

图8 壁板钢筋绑扎

图9 预埋件的加工

图10 预埋管的加工

2.3 钢筋笼安装

钢筋笼安装前，先将螺丝松动，把侧模板打开，清理钢模具上的混凝土渣、铁锈及杂物等，在芯模和底模上均匀涂刷一层脱模剂，模具准备见图11。用吊车将钢筋笼吊起、翻转，将竖向预埋件安放到钢筋笼壁板与侧模的连接处，把钢筋笼安装到芯模上，钢筋笼下部垫置好垫块，钢筋笼的吊装见图12。将预埋管安放到固定销上，安装过程要调整壁板钢筋位置，预埋管就位后将壁板钢筋回复原位。将竖向埋件用绑线与固定端模板绑扎牢固，保证竖向埋件与钢模贴紧，位置准确，预埋管件的安装见图13。钢筋及埋件定位完毕后，将侧面板涂刷脱模剂，准备合模具。

图11 模具的准备

图12 钢筋笼吊装

图13 预埋管件的安装

2.4 基础合模

用吊车吊起两侧模进行合模，同时穿螺栓杆进行螺栓固定。合模时，拧螺丝要两侧同时进行，保证螺栓受力一致。将预埋小盒涂刷隔离剂，进行安放，外用螺杆固定牢固。合模完毕后安放底板埋件及吊环，将吊环与钢筋骨架进行焊接固定，吊环垂直放在壁板中心。基础合模见图14。

图14 基础合模

3 基础浇注及养护

3.1 基础浇注

采用P.O42.5水泥、引气型高效减水剂、S95级矿粉、中砂和粒径5～25 mm碎石等为主要原材料，配制含气量为4%～6%的高性能混凝土。坍落度控制在70～90 mm。混凝土布料时，先将壁板内混凝土灌满，一人布料、一人跟锹、一人用振捣棒斜向分层振捣密实，在预埋管及底部要加强振捣，防止漏振，基础振捣见图15。壁板混凝土振捣完毕，再振捣底板混凝土，用木抹子抹压成细毛面，基础抹压见图16。

图15 基础振捣

图16 基础抹压

3.2 基础养护

基础浇注完毕，用塑料布加帆布覆盖，进行养护。采用覆盖养护时，覆盖物要与四周地面接触，将基础及模具全部包裹。炎热夏季可以自然养护，也可以蒸汽养护。蒸汽养护采用芯模内送蒸汽法，严格按照“静停→升温→恒温→降温”的混凝土养护制度进行，混凝土表面与环境温差降到20℃以内，方可出窑、脱模。

4 基础脱模及翻身

4.1 基础脱模

先用吊车吊住两边侧模，逐一对称松开螺丝，抽出螺杆，操作人员安全离开后，散开侧模，用钢丝绳U型环锁住基础吊环，微微抬起，晃动脱模。基础脱模后吊入摆放区摆放，进行二次自然养护。其间对局部质量缺陷进行修复。自然养护4～5 d后，即可翻身扶正。基础脱模见图17。

图17 基础脱模

4.2 基础翻身

基础翻身在特制砂堆上进行，以便对基础进行保护。砂堆高0.5 m，宽度与基础壁板长度相当，保证壁板及其外沿同时与砂堆接触，接触部位摆放旧轮胎，起到缓冲作用，接触宽度不得超过壁板长度，防止两端底板受力不均，出现裂纹[5]。翻身时先将基础平稳放倒在砂堆上，通过吊起外侧两个吊环，缓慢升起，边升边向前移动，随着基础重心前移，基础以一侧壁板为轴转动，当基础重心前移超过壁板转动轴线，基础靠重量自动翻转，再缓慢下降，基础底板正好压到缓冲轮胎上，基础完成90°翻转。再利用基础安装孔吊起基础壁板，使基础重心再次前移，基础以底板与轮胎接触面为轴转动，基础重心再次前移超过转动轴线，再缓慢下降，基础再向前翻转90°，基础底部平稳着地，完成基础180°翻转。基础翻身见图18。

图18 基础翻身

5 结束语

抽油机基础倒置生产技术优于原有生产工艺，技术更加全面，采用本方法预制的抽油机基础，减少了质量通病的出现，提高了大型抽油机基础的整体筑造质量，减少了二次修复的次数，实现抽油机安装质量一次合格率100%，保证了抽油机在严寒、水泡等恶劣环境的正常运转，得到各采油厂的一致认可和好评，应用市场前景广阔。