Лебедки для буровых установок разведочного бурения

Это лебедки небольшой грузоподъемности, обычно более простых конструкций. Для регулирования скорости спуска вспомогательные тормоза не применяют. Включение фрикционных муфт — механическое или гидравлическое. Пневматических систем нет, так как расстояния между механизмами невелики. Барабаны лебедок обычно монтируют на валах на подшипниках качения и к валу не крепят. Это делается с целью уменьшения момента инерции масс и для обеспечения быстрого разматывания каната во время спуска ненагруженного крюка при небольшой массе подвижной части талевой системы. Барабаны выполняются как о одним тормозным шкивом, так и с двумя.

В некоторых установках применяют двухбарабанные лебедки, причем оба барабана монтируют на одном валу. Барабаны имеют независимое включение дисковыми фрикционными муфтами. Один из барабанов предназначен для навивки каната при спуско-подъемных операциях, второй — для навивки каната, поддерживающего колонну во время бурения. В качестве тормозных систем так же, как и в лебедках для глубокого бурения, применяют обычно ленточные тормоза с механическим управлением. В двух-ленточных тормозах этих лебедок нет балансиров для выравнивания усилий на обе ленты, так как тормозные усилия сравнительно небольшие и их можно легко регулировать.

2.5. Подъемный вал лебедки ЛБ-750(см. рис. 4.4)

2.6. Пример 1. Найти частоты вращения подъемного вала лебедки ЛБУ-1100, Коробка перемены передач (рис. 4.3) получает мощность от силового привода установки на ведущий вал с помощью четырехрядной цепной передачи. На этом валу на шпонках закреплены две цепные звездочки z=27, передающие две частоты вращения ведомому валу коробки через цепные колеса z = 52 и z = 34, находящиеся на валу на подшипниках качения и включаемые с помощью двусторонней зубчатой муфты.

Третье цепное колесо z = 34 закреплено на ведущем валу на подшипниках и включается зубчатой муфтой, а затем передает вращение на ведомый вал через цепное колесо z = 27, установленное на валу на шпонке. Таким образом, ведомый вал получает от ведущего три частоты вращения. При помощи двух цепных передач 21х81 и 39х40 число частот вращения подъемного вала увеличивается до шести. Барабан от цепных колес z = 81 и z = 40 включается с помощью шинно-пневматических муфт 7 и 12.

Вращение на ротор 8 от КПП 5 передается включением цепных передач 39х40 и 40х33. Ротор включается шинно-пневматической муфтой МШ500 9.

Если принять частоту вращения ведущего вала КПП равной 340 об/мин, то для определения частоты вращения подъемного вала лебедки надо сделать следующие вычисления:

n_б1 = 340*27*21 / 52*81 = 45; n_б4 = 340*27*39 / 52*41 = 168;

n_б2 = 340*27*21 / 34*81 = 70; n_б5 = 340*27*39 / 34*41 = 257;

n_б3 = 340*34*21 / 27*81 = 111; n_б6 = 340*34*39 / 27*41 = 407.

Из приведенных вычислений видно, что шестая частота вращения лебедки почти в 10 раз выше первой. Такое высокое соотношение позволяет более эффективно использовать установленную мощность при подъеме. Низкая же первая частота вращения дает возможность ликвидировать аварии в случае прихвата колонны в скважине.

Расчет лебедки.

3.1. Мощность. Для определения мощности, необходимой для привода лебедки, находим мощность (в кВт) на крюке при подъеме:

N_кп = Р_к*v_{к min},

где: Р_к — нагрузка на крюке от наибольшего веса бурильной колонны, MH;

v_{к min}= 0,3 – 0,5 -минимальная скорость подъема крюка, м/с.

Мощность (в. кВт) на барабане лебедки:

N_бл = N_кп / _тс или N_бл = Р_кv_ср / 2* _тс ,

где: _тс -коэффициент полезного действия талевой системы;

v_cp— средняя скорость навивки ведущей струны на барабан лебедки при подъеме (принимают по второму илb; третьему ряду навивки на барабан в зависимости от числа рядов).

Номинальная мощность (в кВт), необходимая для привода лебедки:

N_л = N_кп / _л * _тс или N_л = N_бл / _л ,

_л = 0,85 - 0,9 — коэффициент полезного действия лебедки.