3.5 Опис лабораторного стенда-моделі

На рис. 3.1 зображено схему лабораторного стенда-моделi підйомного комплексу бурової установки. Він склада-ється з електродвигуна 1 змінного струму, клинопасової пере-дачi 2 між його валом і первинним валом коробки змінних передач, шестишвидкісної зубчастої коробки змiнних передач 3, карданного вала 4, одновальної однобарабанної бурової лебiдки 5, талевої системи і бурової вишки баштового типу. До складу талевої системи входить кронблок 6, змонтований на наголовнику бурової вишки, гакоблок 7, талевий канат 8.

Монтажною базою стенда служить спеціальна основа. Висота підйому гакоблока обмежена спеціальним пристроєм 9, який автоматично вимикає електродвигун привода бурової лебідки при досягненні визначеної висоти. Навантаження на гак створюється вантажем 10, який підвішується до гакоблока на одногілковому штропі та імітує трубну колону. Бурову лебідку оснащено стрiчковим гальмом 11 з ручним i дистанцiйно-аварiйним керуванням.

Пуск  зупинка стенда-моделі та контроль деяких пара-метрів його роботи здійснюються з пульта керування.

3.6 Порядок виконання роботи

3.6.1 Провести на лабораторному стенді-моделі наступні підготовчі роботи:

- виміряти діаметр талевого каната d_к над барабаном лебідки. При вимірюванні дотримуватись правил, викладених у методичних вказівках до лабораторної роботи №2;

- з ідентифікаційної таблиці електродвигуна виписати номінальну частоту обертання n_дв його вала, хв^–1;

- зняти огородження клинопасової передачі з вала електродвигуна до первинного вала коробки змінних передач (КЗП), виміряти діаметри D₁ і D₂ ведучого і веденого шківів відповідно, перевірити монтажний натяг паса, при потребі відрегулювати його, огородження передачі поставити на місце і закріпити до основи;

- виписати з рисунка 3.1 числа зубців ведучих і ведених шестерень, через які реалізуються три досліджувані передачі;

- обчислити передавальні відношення: клинопасової передачі без урахування проковзування паса по шківах u_кп=D₂/D₁; коробки змінних передач u_кзп1, u_кзп2, u_кзп3; резуль-туючі передавальні відношення кінематичного ланцюга від вала електродвигуна до барабанного вала бурової лебідки u_1 = u_кп· u_кзп1, u_2 = u_кп·u_кзп2, u_3 = u_кп·u_кзп3 (індексами 1, 2, 3 у трьох останніх виразах позначено номер включеної в КЗП передачі);

- виміряти довжину барабана лебідки L_б між ребордами;

- опустити гакоблок в нижнє положення, в якому довіль-на найближча поділка L_о на вимірювальній стрічці, рухомий кінець якої прикріплено до вантажа, співпадає з верхньою

Рисунок 3.1 – Схема лабораторного стенда-моделі підйомного комплексу бурової установки

площиною стола ротора;

- виміряти діаметр D_б бочки барабана лебідки або зовнішній діаметр D_о намотаного на барабан шару каната в залежності від того, куди намотуватиметься талевий канат при підйомі гакоблока;

- підвішати на штроп під гакоблок тарований вантаж, що імітує трубну колону і створює навантаження на підйомний комплекс силою своєї ваги;

- полічити число витків талевого каната, намотаних на барабан лебідки у початковому (першому) шарі;

- полічити число струн талевого каната, на яких підвіша-но талевий блок, встановити таким чином кратність оснастки талевої системи u_тс;

- увімкнути в КЗП першу (нижчу) передачу, перевірити фіксацію руків’я перемикання;

- увімкнути лічильник обертів барабанного вала лебідки на пульті, переконатися в його нульових початкових показах.

3.6.2 Запустити електродвигун привода бурової лебідки, одночасно із натисканням кнопки магнітного пускача натиснути кнопку секундоміра.

3.6.3 Підняти гакоблок над ротором на висоту від 1,5 до 2,0 м, зупинити електродвигун привода бурової лебідки, одночасно зупинити секундомір.

3.6.4 Виміряти висоту підйому гакоблока L_п1 за різницею кінцевої і початкової відміток на вимірювальній стрічці, прикріпленій до гакоблока.

3.6.5 Записати покази лічильника на пульті стенда  сумарне число N_1 обертів барабанного вала бурової лебідки, яке відповідає висоті підйому гакоблока L_п1.

3.6.6 Записати покази секундоміра  тривалість t_п1 процесу підйому гакоблока на висоту L_п1, c.

3.6.7 Полічити число N_і витків талевого каната, намотаного на барабан бурової лебідки в кожному шарі, визначити сумарне число N_і витків намотаного на барабан каната в процесі підйому гакоблока на висоту L_п1.

3.6.8 Обчислити число обертів N'_і барабанного вала бурової лебідки за час t_п1 з виразу:

. (3.1)

3.6.9 Перевірити дотримання рівності N_ = N_і = N'_, при суттєвих розходженнях N_ ≠ N_і ≠ N'_ встановити і усуну-ти причину їх виникнення.

3.6.10 Визначити довжину каната L_к1, намотаного на барабан бурової лебідки при підйомі гакоблока на висоту L_п1

. (3.2)

3.6.11 Визначити довжину каната L'_к1, намотаного на барабан бурової лебідки при підйомі гакоблока на висоту L_п1, як сумарну довжину його витків

, (3.3)

де D_рі  розрахунковий діаметр намотування каната в і-ому шарі, м;

D_рі = D_б + d_к, або D_рі = D_о + d_к  для першого (не беручи до уваги намотаного на барабан канату при нижньому положенні гакоблока) шару;

D_рі = D_б + 3d_к, або D_рі = D_о + 3d_к  для другого шару;

D_рі = D_б + 5d_к, або D_рі = D_о + 5d_к  для третього шару. В усіх наведених випадках поперечна деформація каната ігнорується

3.6.12 Порівняти між собою віднайдені значення L_к1 і L'_к1, перевірити дотримання рівності L_к1 = L'_к1, при виявленні значущих (суттєвих) розходжень L_к1 ≠ L'_к1 знайти і усунути причину їх виникнення.

3.6.13 Обчислити середню швидкість підйому гакоблока V_гп1 з виразу

, м/с. (3.4)

3.6.14 Обчислити середню швидкість підйому гакоблока V'_гп1 за формулою

, м/c. (3.5)

3.6.15 Порівняти між собою віднайдені значення V_гп1 і V'_гп1, перевірити дотримання рівності V_гп1=V'_гп1, при виявленні значущих (суттєвих) розходжень V_гп1 ≠ V'_гп1 знайти і усунути причину їх виникнення.

3.6.16 Повторити цикли підйому гакоблока як описано вище із вмиканням в КЗП 2-ої та 3-ої передач, виконати супутні комплекси робіт, результати спостережень, вимірю-вань і обчислень подати у формі результуючої таблиці.

3.6.17 Обчислити діапазон регулювання R швидкісного режиму підйомного комплексу лабораторного стенда-моделі: R = V_гп3 / V_гп1, сформулювати висновок щодо його достатності для підйомних комплексів бурових установок.

3.6.18 Порівняти між собою чисельні значення кінема-тичних параметрів підйомного комплексу, віднайдених за різними методиками та виміряних, дати оцінку точності експерименту, пояснити походження похибок.

3.6.19 Визначити число витків каната, які теоретично можуть бути розміщені на барабані бурової лебідки в один шар при абсолютно щільному вкладанні каната і відсутності його поперечної деформації

. (3.6)

3.6.20 Обчислити коефіцієнт вкладання β каната на бара-бан бурової лебідки

, (3.7)

де N_і  число витків каната в довільному цілком заповненому шарі, визначене за п. 3.6.7.

Порівняти віднайдене чисельне значення  із рекомендо-ваним β_р = 0,87-0,93 [3.9.2].