- •Методичні вказівки
- •Полтава 2015
- •1 Загальна частина
- •1.1 Аналіз конструкції свердловини
- •1.2 Визначення максимальних навантажень на підйомний гак бурової лебідки
- •1.3 Вибір категорії, класу, виду та основних параметрів бурової установки
- •1.4 Вибір талевого каната та максимальної кратності талевої системи
- •1.5 Основні характеристики насосно-циркуляційного комплексу
- •1.6 Визначення оптимальних швидкостей спуску і підйому бурового інструменту
- •1.7 Кінематика підйомної системи
- •1.8 Визначення потужності спуско-підйомного комплексу.
- •1.9 Розрахунок барабана лебідки
- •1.10 Розрахунок бочки барабана
- •Література
1.9 Розрахунок барабана лебідки
Розміри барабана повинні бути розраховані на навивання всієї робочої довжини каната. Момент інерції барабана лебідки повинен бути по можливості невеликим, щоб полегшити розгін при спускові ненавантаженого елеватора.
Барабан потрібно виконати із катаної сталевої або литої обичайки, звареної з литими сталевими дисками і маточинами, що забезпечує легку технологічну конструкцію, яка має невеликий момент інерції. Шківи гальма можуть оснащуватись ребрами і вентиляційними лопастями для поліпшення відводу теплоти чи камерами для водяного охолодження. Гальмівні шківи необхідно кріпити до ребер болтами й шпильками, щоб при зношуванні їх можна було б легко замінити.
Диски барабанів зварної конструкції виготовляють із вуглецевої сталі марки 30Л чи 36Л. Бочки барабана – 20ХГ, а литі барабани – 35Л, 40Г2Л.
Барабан разом із валом з гальмівними шківами потрібно статично балансувати з точністю 1,5 Нм.
Діаметр барабана вибирають залежно від діаметра каната і товщини дроту в ньому, довжину – від потрібної канатоємності та вибраного числа шарів навивання каната. Для буріння на великі глибини необхідно не лише збільшувати діаметр барабана, а й зменшувати число шарів навивання каната за рахунок збільшення довжини барабана.
У сучасних лебідках діаметр барабанів – 0,6...1,07 м довжина – 0,9...1,83 м.
Рекомендують наступні співвідношення між діаметром барабана Dб і каната d для бурових лебідок:
(1.75)
де D
–
діаметр барабана, м;
d – діаметр талевого каната, м.
Для лебідок, що призначені для буріння при великій кількості спусків і підйомів, потрібно вибирати барабани за такою формулою:
(1.76)
Довжину барабана Lб вибираємо залежно від діаметра барабана в межах:
(1.77)
Для потужних бурових лебідок:
(1.78)
або
(1.79)
де m – число витків каната в ряду, m=35…40;
Δ – проміжок між витками, Δ=1…2 мм.
При
виборі довжини барабана потрібно
перевірити кут відхилення каната від
його середньої лінії (кут девіації).
Рекомендується прийняти кут в межах
=45...60.
При >60 канат не щільно укладається, внаслідок чого витки верхнього ряду попадають у проміжок між витками нижнього ряду і заломлюються.
При 45 виникають сили, що відштовхують канат від реборди барабана, при багатошаровому навиванні каната його витки набігають один на другий.
Необхідна канатоємність барабана:
(1.80)
де h – корисна висота бурової вежі, м;
lo – довжина частини каната, що не змотується з барабана при нижньому положенні гака (запасна довжина):
(1.81)
де с – число запасних витків каната на барабані с5, звичайно lo=10...15 м.
5∙3,14(0,76+0,038)=12,529
(м)
58∙12+12,529=708,529(м)
Товщина стінок барабана повинна вибиратися з урахуванням конструктивних мислень у межах:
,
мм (1.82)
Шорсткість поверхні барабана і реборд, що монтують із канатом, має бути оброблена до Rz 20 мкм.
