Функции, структура, технические характеристики и требования

Буровые лебедки выполняют следующие функции: натяжение и наматывание на барабан ведущей струны каната талевой си­стемы при подъеме, сматывание каната при спуске бурильных и обсадных колонн и ненагруженного крюка с элеватором как во время СПО, так и бурения, при наращивании, подаче и дру­гих операциях.

В процессе бурения бурильная колонна с помощью лебедки опускается (подается) со скоростью до 100 м/ч.

Во время подъема колонн канат навивается на барабан ле­бедки с натяжением от действия веса колонны, а свивается при спуске ненагруженного элеватора под небольшим натяжением. В процессе спуска колонн, наоборот, канат навивается при не­большом натяжении и большой скорости во время подъема не­нагруженного элеватора, а свивается при натяжении от веса всей колонны.

В зависимости от комплекса выполняемых работ лебедки могут быть универсальными, предназначенными для всех работ, связанных со спуском, подъемом и подачей колонн в процессе проводки скважины, включая закрепление, раскрепление, свин­чивание и развинчивание резьбовых соединений бурильных и об­садных труб, подтаскивание труб при наращивании колонн, пе­ремещении тяжестей в буровой, и специализированными, выпол­няющими часть функций (только подъем и спуск колонн). В этом случае остальные операции (свинчивание, развинчива­ние, подъем и спуск небольших грузов, грунтоносок и другие ра­боты) производят с помощью другой вспомогательной лебедки.

Для осуществления перечисленных функций все буровые ле­бедки должны быть снабжены следующими устройствами:

• станиной-рамой, на которой монтируются все механизмы лебедки;

• барабаном для навивки талевого каната;

• механическим ленточным тормозом (основной — стопорный) для замедления движения и остановки крюка в любом месте по высоте вышки (при отсутствии в конструкции лебедки специаль­ных устройств для регулирования скорости подачи колонны во время бурения замедление осуществляется ленточным тор­мозом);

• тормозом замедления (вспомогательным) для регулирования скорости спуска колонн и рассеивания части энергии, выделяю­щейся при этом;

• оперативными фрикционными муфтами включения высоких и низких частот вращения барабана лебедки;

• трансмиссией, осуществ­ляющей передачу мощности и вращения барабану ле­бедки при подъеме;

• пультом для управления лебедкой и основными агрегатами буровой установки;

• щитом приборов для контроля работы лебедки и других аг­регатов установки.

Универсальные буровые лебедки кроме перечисленного обо­рудования должны снабжаться: катушечным валом, оборудо­ванным катушками для выполнения с их помощью вспомога­тельных работ (свинчивание и развинчивание труб, подъем грузов и т. д.); вспомогательным барабаном, который смонти­рован на катушечном валу и служит для намотки каната при тартальных работах по извлечению грунтоносок и др.; проме­жуточным валом для передачи вращения ротору при цепных трансмиссиях.

Вал с главным барабаном, передачами и муфтами включе­ния должен быть смонтирован в корпусе, обеспечивающем не­обходимую прочность и жесткость конструкции. Корпус служит масляной ванной для смазки трансмиссий и подшипников. Механический (главный) тормоз должен обеспечивать прог­рессивно увеличивающееся и плавное торможение барабана. В соответствии с требованиями техники безопасности тормоз следует монтировать непосредственно на барабане; его ленты должны полно охватывать тормозные шкивы при торможении и обеспечивать свободное вращение барабана при спуске и хо­роший отвод теплоты, выделяющейся при торможении. Лебедку снабжают вспомогательным тормозом для обеспечения регули­рования момента торможения и поглощения части энергии, вы­деляющейся при спуске колонн. Вспомогательный тормоз дол­жен производить торможение барабана только при спуске ко­лонн. При подъеме колонны и вращении барабана в обратном направлении торможение должно быть исключено.

Кинематическую связь между валами буровых лебедок лучше осуществлять цепными передачами и только в легких са­моходных установках — зубчатыми передачами.

Пульт управления и щиты приборов следует располагать так, чтобы бурильщик мог свободно и просто управлять лебедкой и всем оборудованием буровой установки и, не меняя своей по­зиции, иметь хороший обзор рабочей площадки и оборудования в процессе работы.

Конструкция лебедки должна позволять выполнять непо­средственно на буровой с минимальными затратами времени мелкие ремонтные работы (смену тормозных колодок, талевого каната, цепей и др.). Лебедки должны обеспечивать надежную и бесперебойную работу на буровой в течение всего периода проводки скважины.

Буровые лебедки классифицируют: 1) по величине тягового усилия на ведущей струне каната, мощности, передаваемой на барабанный вал, мощности тормозов; 2) по числу барабанов и валов.

Приступая к разработке буровой установки, конструктор должен решать, какую лебедку в каждом конкретном случае целесообразней применить.