Розроблення та дослідження конструкції якоря для установки капітального ремонту свердловин

Анотація

Для кріплення відтяжок вишок застосовують різноманітні якорі (анкери), які поділяються на дві основні групи: масові якорі, де утримуюча сила забезпечується вагою конструкції та ґрунту, і якорі у вигляді плит із тягою, де навантаження компенсується силою тертя та зсуву ґрунту. Конструкції якорів бувають заглибні, наземні, наземні з шипами, напівзаглиблені, а також гвинтові та свайні, хоча останні менш поширені. Заглибні якорі мають закладні частини у вигляді колод, труб або армованих сталевих конструкцій, що заглиблюються у ґрунт і витримують навантаження до сотень кілоньютонів. Для зручності кріплення тросів використовуються спеціальні металеві коуші, які захищають канати від зношування. Наземні якорі становлять зварені рами з упорними елементами, на які кладуть бетонні блоки для забезпечення необхідної маси. Ці конструкції легко транспортувати, регулювати навантаження та застосовувати багаторазово, витримуючи навантаження до 1000 кН. У роботі детально проаналізовано нову конструкцію якоря, що є модифікацією фундаменту типу Pin Pile. Запропонована модель має невеликі розміри та масу, проста у виробництві та монтажі і може використовуватись в якості якоря для установки капітального ремонту свердловин. Імітаційне моделювання конструкції якоря методом скінченних елементів показало, що найбільші напруження виникають у штропі, де не перевищують 400 МПа, а максимальні переміщення складають 2,5 мм. При врахуванні бетонної головки, напруження та переміщення зменшуються, що підтверджує роботоздатність конструкції. Результати проведеного дослідження свідчать про задовільну міцність і жорсткість запропонованого якоря. Подальші дослідження мають зосередитись на вивченні впливу властивостей різних ґрунтів на напружено-деформований стан конструкції, а також на визначенні зусиль при витягуванні якоря. Це дасть змогу оптимізувати конструкцію якоря  відповідно до умов експлуатації, підвищуючи надійність і ефективність систем кріплення відтяжок вишок.