7.2. Расчет и выбор основных параметров

К основным параметрам буровых лебедок относятся мощность, скорости подъема, тяговое усилие, длина и диаметр барабана лебедки. От правильного выбора указанных параметров зависят производительность, экономичность, габариты и масса лебедки, которые существенно влияют на эффективность бурения, транспортабельность и монтажеспособность всей буровой установки.

Мощность буровой лебедки определяется из условий подъема наиболее тяжелой бурильной колонны

N_б=(G_б.К+G_т)v_р/η_Т.С

где N_б - мощность на барабане лебедки, кВт; G_б.К - вес бурильной колонны, кН; G_т - вес подвижных частей талевого механизма, кН; v_р - расчетная скорость подъема крюка, м/с; η_Т.С - к.п.д. талевого механизма.

Мощность лебедки уточняется после выбора двигателей и силовых передач ее привода N_б=N_ДВη_Т.Р

где N_ДВ мощность, получаемая от вала двигателя, кВт; η_Т.С кпд трансмиссии (от вала двигателя до барабана лебедки).

В практических расчетах удобно пользоваться удельной мощностью буровой лебедки, приходящейся на 1 кН поднимаемого груза на 1 м глубины бурения (таб.6).

Таблица 6

Удельная мощность на приводном валу лебедки

(с учетом потерь на трение в талевом механизме и самой лебедке)

Класс буровой установки	Нагрузка на крюке Pmax , кН	Глубина бурения Lк, м	Мощность на приводном валу лебедки Nб, кВт	Удельная мощность на приводном валу лебедки, кВт
				На 1 кН поднимаемого груза N′уд	На 1 м глубины N″уд
1	800	1250	240	0,30	0,19
2	1000	1600	300	0,30	0,19
3	1250	2000	440	0,35	0,22
4	1600	2500	550	0,34	0,22
5	2000	3200	610	0,34	0,21
6	2500	4000	900	0,36	0,22
7	3200	5000	1100	0,34	0,22
8	4000	6500	1475	0,37	0,23
9	5000	8000	2200	0,44	0,27
10	6300	10000	2950	0,47	0,29
11	8000	12500	2950	0,37	0,24

Максимальная скорости подъема ограничивается безопасностью управления процессом подъема и предельной скоростью ходовой струны, при которой обеспечивается нормальная навивка каната на барабан лебедки.

Учитывая известную зависимость скорости ходовой струны от скорости подъема крюка , максимальную скорость подъема выбирают из следующих условий:

для талевых механизмов с кратностью оснастки

;

для талевых механизмов с кратностью оснастки

Минимальная скорость подъема - резервная и используется для технологических целей: при расхаживании колонн бурильных и обсадных труб; при ликвидации осложнений и аварий, связанных с затяжкой и прихватом бурильных труб; при подъеме колонны труб через закрытые превенторы; при подъеме колонны труб в случае отказа одного из двигателей привода лебедки.

Отношение предельных скоростей определяет диапазон регулирования скоростей подъема лебедки

Число ступеней передач (скоростей) зависит от типа привода буровой лебедки. Число ступеней передач для лебедок, используемых в бурении скважин глубиной до 3000 м, k=4, а более 3000 м k=6.

Диаметр барабана лебедки выбирают в зависимости от диаметра талевого каната D_б=(23…26)d_K.

Длина барабана выбирается с таким расчетом, чтобы при заданном его диаметре обеспечить навивку каната в три-четыре слоя.