6.1. Талевые блоки

В талевом блоке число шкивов на единицу меньше, чем в парном с ним кронблоке. В отличие от кронблока талевый блок не испытывает нагрузок от натяжений ходовой и неподвижной струн каната, поэтому грузоподъемность его меньше, чем кронблока. Масса талевого блока должна быть достаточной для обеспечения необходимой скорости его спуска, в связи, с чем талевые блоки обычно массивнее кронблока, хотя число шкивов и грузоподъемность последних больше. Талевые блоки изготовляют одно- и двухсекционными (рис.14).

Односекционный талевый блок

Рис. 14

Шкивы кронблоков и талевых блоков имеют одинаковую конструкцию и размеры. Диаметр шкива, профиль и размеры канавку существенна, влияют на срок службы и расход талевых канатов. Усталостная долговечность каната возрастает с увеличением диаметра шкивов, так как при этом уменьшаются повторно-переменные напряжения, возникающие в канате при огибании шкивов. В буровых установках диаметры шкивов ограничиваются габаритами вышки и удобством работ, связанных с выносом свечей на подсвечник. Оптимальное значение диаметра шкива определяется D_шК/d_к=150-160

6.2. Талевые канаты

Стальные проволочные канаты, используемые для соединения буровой лебедки с кронблоком и талевым блоком, называются талевыми канатами. В процессе эксплуатации талевые канаты подвергаются растяжению и многократным перегибам на шкивах кронблока, талевого блока и барабане лебедки, в результате которых происходит усталостное разрушение их. Наружные проволоки каната подвергаются износу на шкивах и барабане лебедки, поэтому ускоряется процесс их усталостного разрушения.

Согласно ГОСТ 16853-71, талевые канаты для эксплуатационного и глубокого бурения изготовляются в трех исполнениях (рис.15), различающихся по типу используемых сердечников:

1 – с металлическим сердечником (м. с.);

2 - с органическим трехпрядным сердечником (о. с.);

3 - с пластмассовым стержневым сердечником (и. с.).

Проволоки для канатов изготовляют из высокоуглеродистой стали с добавками 0,4-0,7%, марганца и 0,3% кремния. В результате термической обработки и наклепа при протяжке (волочении) предел прочности проволоки может быть увеличен до 2600 МПа. Пряди и металлические сердечники талевых канатов изготовляются из светлой (без защитного металлического покрытия) проволоки с пределом прочности 1600-1800 МПа.

Талевые канаты типа ЛК-РО с сердечниками

Рис. 15: а) - металлическим; б) - органическим трехпрядным; в) - пластмассовым

В зависимости от взаиморасположения проволок в прядях различают канаты с точечным (ТК) и линейным (ЛК) касанием (контактом) проволок. Талевые канаты относятся к типу ЛК-РО, отличающемуся тем, что в отдельных слоях пряди используются проволоки разного (Р) и одинакового (О) диаметров.

6.3. Расчетные нагрузки

С учетом собственного веса подвижных частей талевого механизма расчетные нагрузки составляют:

для деталей крюка P_KP=Р_mах+G_шт+G_эл

для деталей талевого блока Р_Т.Б=Р_тах+G_кр+G_шт+G_эл

для деталей кронблока

Здесь P_KP; Р_Т.Б; Р_КБ - расчетные нагрузки для деталей крюка, талевого блока и кронблока; Р_тах – допускаемая нагрузка на крюке; G_шт; G_эл; G_кр; G_Т.Б - вес штропов, элеватора, крюка и талевого блока; G_Т - вес подвижных частей талевого механизма.

Вес подвижных частей талевого механизма в зависимости от допускаемой нагрузки на крюке G_Т = (0,03…0,04) Р_тах

Расчеты на выносливость проводят по эквивалентным нагрузкам

Р_экв=К_ЭР

где К_Э - коэффициент эквивалентности (долговечности); Р - расчетная нагрузка.

Для деталей талевого механизма (за исключением подшипников) коэффициент эквивалентности К_Э=0,5.

Коэффициенты запаса статической прочности [S] и на выносливость [п] должны быть не менее следующих допускаемых значений: [п]=1,7; [S]=3,5.

Частота вращения шкивов зависит от скорости крюка, и числа струн каната от неподвижного шкива до рассматриваемого шкива талевого механизма

где п_i - частота вращения i- гo шкива; ν_КР - скорость крюка, м/с; - число рабочих струн от неподвижного до i-гo шкива; D_Ш - диаметр шкива, м.