Механизм крепления неподвижного конца каната. Монтаж. Эксплуатация

Механизм крепления неподвижного конца каната (МКНК) устанавливается на специальной площадке основания ВЛБ со стороны мостков. Крепится к основанию четырьмя болтами.

На МКНК при отсутствии датчика веса – устанавливается серьга, которая крепится специальными болтами между проушинами консоли датчика и стойкой. Для предохранения каната от соскальзывания с барабана устанавливается предохранительная планка, которая крепится болтом М24×180. диаметр барабана 750 мм.

Последовательность подготовки МКНК для перепуска каната:

1. Снимается нагрузка с неподвижного конца каната.

2. Вынимается из гнезда фиксатор (барабан будет вращаться вокруг своей оси). Ослабляются гайки прижимной планки. Притормаживание каната во время перепуска осуществляется прижимной планкой каната от бухты и одной средней гайкой.

Число витков каната на барабане равно пяти – для каната диаметром 28 и 32 мм, и четырем – для каната диаметром 35 мм.

Лекция №4.4 Буровые лебедки. Назначение. Классификация. Скорости подъема и спуска.

Назначение

• для спуско-подъемных операций с обсадными и бурильными трубами;

• для удержания на весу колонны в процессе бурения или промывки скважины;

• для приподъема колонны труб при наращивании;

• для подъема вышки;

• для передачи вращения ротору.

Классификация

Буровые лебедки различаются по:

1. по числу скоростей подъема:

• двухскоростные (лебедки серии ЭТ);

• трехскоростные;

• четырехскоростные (ЛБУ-1100);

• пятискоростные (ЛБУ-1200Д), шестискоростные (ЛБУ-1200К).

2. по способу изменения скорости:

• со ступенчатым изменением;

• с непрерывно-ступенчатым изменением;

• с бесступенчатым изменением.

3. по числу валов:

• одновальные (лебедки серии ЭТ);

• двухвальные (ЛБУ-1100, ЛБУ-1200);

• трехвальные (не выпускаются).

4. по мощности;

5. по месту расположения:

• на уровне буровой (в старых буровых установках);

• ниже уровня пола буровой.

6. по кинематическим схемам.

Подъемный вал с барабаном лебедки получает вращение от КПП и преобразует вращательное движение силового привода в поступательное движение каната. Подвижный конец каната закреплен у правой реборды барабана. В традиционных лебедках переключение скоростей осуществляется фрикционными оперативными муфтами (ШПМ) обеспечивающими плавное включение и минимальные затраты времени. Переключение осуществляется без остановки барабана. КПП могут входить в состав лебедки (ЛБУ1100, лебедки серии ЭТ) либо входить в состав силового привода (ЛБУ1200). КПП могут быть цепными или зубчатыми.

Управление лебедками осуществляется с пульта бурильщика.

Вспомогательный (аварийный) привод лебедки используется для получения низких технологических скоростей, для подъема колонны в случае выхода из стоя основных двигателей, для подъема буровой вышки и для подачи долота на забой.

Лебедки в буровых установках для кустового бурения скважин устанавливаются в модуле. Модуль представляет цельнометаллическую конструкцию вагонного типа, внутри которой смонтированы узлы буровой лебедки, ее привод и остальное оборудование, обеспечивающее ее работу.

Скорости подъема и спуска крюка

1. Скорости подъема:

• технологические (расхаживание, ликвидация осложнений) – 0,1…0,2 м/с;

• скорость ненагруженного элеватора – 1,6…1,8 м/с;

• рабочие скорости.

Величина первой рабочей скорости не должны быть занижена, так как она влияет на время выполнения СПО. Наиболее рациональна первая рабочая 0,5 м/с независимо от глубины бурения.

2. Скорости спуска:

Скорость спуска определяется весом, длиной колонн и технологическими условиями скважины. Наибольшая скорость спуска – 3 м/с, наименьшая – 2 м/с.

Бурильная колонна в процессе бурения подается со скоростью до 1,5 м/мин (0,025 м/с)

Средняя механическая скорость проходки 1 м/с

Параметры

максимальное натяжение ходового конца каната

,

где Q_кр.доп. – допускаемая нагрузка на крюке, кН;

G_т.с. – вес подвижных частей талевой системы, кН;

U_т.с. – число подвижных струн талевой системы;

η_т.с. – КПД талевой системы.

диаметр бочки барабана лебедки:

D_б = (20…25) d_к,

где d_к – диаметр каната.

диаметр барабана по любому ряду навивки:

D_бz = D_б + αd_к(2z-1),

где α – коэффициент укладки, α=0,95.

расчетный диаметр барабана лебедки:

D_бр =D_бz=3 = D_б + 5αd_к.

длина бочки барабана:

L_б = (1,4…1,9) D_б.

мощность на входе в лебедку:

,

где v_р. – рабочая скорость подъема крюка;

η_тp – КПД трансмиссии лебедки.

наибольший статический момент на барабане лебедки:

.

Шифр

ЛБУ-1200, ЛБУ-750Э-СНГ:

• ЛБУ – лебедка буровая Уралмаш;

• 1200, 1100, 750 – расчетная мощность лебедки, кВт;

• Э – электрический привод;

• СНГ – Сургутнефтегаз.

Конструктивное исполнение

1. ЛБУ-1200Д1

На жесткой раме смонтированы узлы лебедки: вспомогательный тормоз с кулачковой муфтой для подсоединения к подъемному валу, привод командоаппарата, трансмиссия ротора и трансмиссия пятой скорости с цепной передачей, редуктор. Вдоль рамы проложен воздухопровод для подвода к шинно-пневматическим муфтам и механизма включения кулачковой муфты. Включение муфт осуществляется с пульта бурильщика.

На раме закреплены узлы ленточного тормоза. На стойках рамы установлен подъемный вал. Все движущиеся части лебедки закрыты кожухами.

При подъеме инструмента четыре рабочие скорости на подъемный вал лебедки от коробки передач привода передаются через карданный вал на быстроходный вал редуктора, затем через зубчатую муфту на тихоходный вал и далее на подъемный вал.

Пятая независимая скорость передается от коробки передач через карданный вал на вал пятой скорости, затем цепью на подъемный вал. Включение осуществляется шинно-пневматической муфтой.

При спуске инструмента скважину подъемный вал отключен от привода муфтой и подключен к валу вспомогательного тормоза.

2. ЛБУ-750Э-СНГ

Узлы модуля смонтированы на единой раме. Модуль лебедки крепится к модулям правого и левого лонжеронов болтами. На раме модуля установлен подъемный вал на подшипниках с барабаном. Над барабаном на стойках установлен стабилизатор. Также на раме модуля установлены электродвигатель, коробка передач, регулятор подачи долота, система смазки, воздухопроводы. Все вращающиеся элементы модуля лебедки закрыты ограждениями.

Лебедка имеет двухскоростную коробку передач. Ведущий вал соединен через зубчатую муфту с электродвигателем. На промежуточный вал коробки передач вращение передается через «быструю» и «тихую» передачи и далее через зубчатую передачу на ведомый вал. Торможение при спуско-подъемных операциях осуществляется приводным электродвигателем, ленточный тормоз накладывается при остановившемся подъемном вале, использование ленточного тормоза при СПО запрещено.

1 – светильники; 2 – ограждение; 3 – стабилизатор; 4, 10 – стойки; 5 – рама; 6 – индуктивный выключатель; 7 – болт; 8 – механизм переключения передач.

Рисунок 4.12 – Лебедка ЛБУ750Э-СНГ

3. Лебедки серии ЭТ

Буровые лебедки серии ЭТ - современный размерный ряд лебедок грузоподъемностью от 200 до 500 тонн – обеспечивают эффективность спускоподъемных операций и бурения. Весь размерный ряд лебедок имеет единую кинематическую схему и конструкцию. Современный электропривод лебедок работает по схеме «тиристорный преобразователь-двигатель».

Конструктивные особенности, преимущества:

• Рама лебедки и корпус зубчатой трансмиссии размещены на единой сварной металлоконструкции.

• Подъемный вал лебедки и выходной вал зубчатой трансмиссии объединены в один узел.

• В лебедках отсутствуют цепные передачи, шинно-пневматические муфты, вспомогательный и ленточный тормозы, рукоятка управления тормозом;

• Зубчатая трансмиссия лебедки позволяет получить на подъемном валу "тихую" и "быструю" скорости. "Быстрая" скорость - для подъема и спуска бурильной колонны и порожнего элеватора, "тихая" скорость предназначена для работы с обсадной колонной и ликвидации аварий.

• Многофункциональный привод буровой лебедки обеспечивает:

• подъем и регулируемый спуск бурильных и обсадных колонн, порожнего элеватора до полной остановки и удержания в неподвижном состоянии;

• регулируемую подачу долота на забой в режиме регулятора подачи долота;

• при отказах в сети основного электроснабжения двигатель способен произвести подъем бурильных труб, работая от аварийной дизельной электростанции.

• Дисковый тормоз, включающий два диска и две системы привода (рабочую и аварийную), фиксирует барабан в неподвижном состоянии.

• Барабан с нарезкой под канат типа «Lebus» имеет защитные реборды с кольцевыми износостойкими  стальными накладками.

• В трансмиссии предусмотрены бесконтактные уплотнения особой конструкции. Бесконтактные уплотнения препятствуют протеканию масла наружу и проникновению пыли и влаги внутрь корпуса трансмиссии. В конструкции уплотнений отсутствуют изнашиваемые детали типа манжет.

• Дистанционное управление создает комфортные условия труда. Все управление практически сводится к управлению рукояткой командоаппарата системы управления двигателем. Бурильщик может работать в кабине в положении "сидя".

• В приводе лебедки используется современные электродвигатели постоянного или переменного тока (по требованию заказчика). Регулируемый привод используется как привод при подъеме бурильной колонны, тормоз при спуске и регулятор подачи долота.

• Лучше подъемная характеристика со 100%-м регулированием скорости спуска и подъема.

• Меньше габариты и масса.

В лебедках применяется основной (подъемный электродвигатель) и вспомогательный тормоз (дисковый тормоз).

Узлы лебёдки смонтированы на раме-корпусе 11 (см. рис.3.2.4), которая крепится к раме-модулю буровой лебёдки при помощи болтовых соединений. Зубчатая трансмиссия включает валы: ведущий 1, промежуточный 12 и подъёмный. Подъёмный вал предназначен для навивки определённого объёма каната при подъёме и свивки каната при спуске. Особенность подъёмного вала лебедок серии ЭТ заключается в том, что ведомый вал зубчатой трансмиссии выполнен совместно с подъёмным валом и составляет с ним единое целое. На обечайке барабана установлены накладки с нарезкой определённого профиля и направления для укладки каната, предназначенные для равномерной навивки каната. В левой части подъёмного вала установлено зубчатое ведомое колесо. В корпусе зубчатой трансмиссии имеются смотровые люки 20. Зубчатая трансмиссия обеспечивает изменение крутящего момента на барабане лебёдки и необходимого тягового усилия на крюке. Переключение передач "тихая" или "быстрая" в зубчатой трансмиссии осуществляется с помощью механизма переключения 3. Левая консоль вала ведущего посредством муфты шинно-пневматической соединена с дополнительным приводом лебёдки. Правая консоль вала ведущего посредством зубчатой муфты 15 соединена с валом электродвигателя 4. В буровых лебедках применяют две тормозные системы - основную и вспомогательную. Основная служит для торможения барабана при выполнении спуска бурильной и обсадной колонн. Вспомогательная – для оперативного торможения, для фиксации (стопорения) барабана в нужном положенииПри необходимости быстрого затормаживания, а также при срабатывании блокировок из пнев-моцилиндров аварийных тормозных зажимов выпускается воздух, пружина разжимается, тормозные колодки накладываются на диск, и происходит затормаживание. Для того, чтобы растормозить диски, необходимо вновь подать воздух в пневмоцилиндры.

Для удержания вала подъёмного в неподвижном состоянии установлено стопорное устройство 9, предназначенное для использования при длительных стоянках, ремонтных работах. На правой консоли вала подъёмного могут устанавливаться различные датчики скорости подъема, длины свечи, глубины скважины. Комплекс датчиков 8 выбирает заказчик, в зависимости от системы управлением буровой установкой (аналоговая или цифровая система). Смазка зубчатой трансмиссии осуществляется от смазочной станции 10. По раме корпуса проложен воздухопровод 17 для пневматического управления лебёдкой.

1 – ведущий вал; 2, 12, 14 – ограждения; 3 – механизм переключения;

4 – электродвигатель; 6 – регулировочные винты; 7 – захваты; 9 – стопорное устройство; 10 – смазочная станция; 11 – рама-корпус; 15 – зубчатая муфта; 17 – воздухопровод;

19 – барабан; 20 – смотровой люк.

Рисунок 4.13 – Лебедка ЛБУ-1100ЭТ-3

Все вращающиеся элементы закрыты ограждениями 2, 12, 14, которые оборудованы индуктивными датчиками. Датчики контролируют установку ограждений. При отсутствии ограждений датчик даёт сигнал (команду) на обесточивание пускового электродвигателя и затормаживание механического тормоза. Для подъёма лебёдки при монтаже-демонтаже используются чалочные захваты 7. Для установки и выверки соосности электродвигателя при монтаже, наладке предусмотрены регулировочные винты 6.