Содержание
Введение
1. Анализ существующих конструкцийбуровых лебедок
1.1 Анализ конструкцийбуровых лебедок отечественного производства
1.2 Анализ конструкцийбуровых лебедок зарубежного производства
1.3 Описание выбранногопрототипа
2. Расчетная часть
2.1 Расчет и выборпараметров буровой лебедки
2.2 Расчеты на прочность
2.2.1 Расчет на прочностьбарабана лебедки
2.2.2 Расчет венца цепногоколеса
2.2.3 Расчет подъемного вала
3. Особенности монтажа,эксплуатации и ремонта
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Введение
Буроваялебедка — основной агрегат спуско-подъемного комплекса буровой установки. Онапредназначена в основном для создания тягового или тормозного усилия в ведущейветви талевого каната. Лебедка необходима для подъема и спуска бурильнойколонны, ненагруженного элеватора, спуска обсадных колонн, удержания на весунеподвижной колонны или медленного ее опускания при подаче долота на забой впроцессе бурения или расширения скважины. Катушечный вал и пневмораскрепительлебедки часто используют для свинчивания и развинчивания резьбовых соединенийбурильных и обсадных труб. Лебедка применяется для подтаскивания, и подъематруб, грунтоносок и других грузов, а также при монтаже буровых вышек иоборудования на них.
Лебедкимонтируют на уровне пола буровой или под полом. Каждый из этих способов имеетсвои преимущества и недостатки. При установке над полом буровой имеетсясвободный доступ ко всем узлам лебедки для их обслуживания и ремонта. Свободныйдоступ к катушечному валу исключает необходимость монтажа вспомогательнойлебедки. Упрощается конструкция привода ротора от лебедки. При установке подполом буровой значительно уменьшаются высота и масса блочного основания,существенно снижается трудоемкость ее монтажа и демонтажа, что имеетнемаловажное значение для сокращения сроков строительства буровых.
Буроваялебедка состоит из жесткой сварной металлической рамы, на которой смонтированына подшипниках качения подъемный вал с барабаном для навивки талевого каната,катушечный и трансмиссионный валы. Все валы кинематически связаны между собой цепнымипередачами, которые передают им крутящие моменты от коробки скоростей ииспользуются для регулирования частоты вращения валов. Лебедки кинематическисвязаны с коробками скоростей и двигателями привода цепной или карданнойпередачей.
Бурильнаяколонна из скважины поднимается при больших затратах мощности, а спускается поддействием собственного веса. Поэтому лебедки должны иметь достаточно мощныйпривод и надежную тормозную систему для поглощения энергии спуска колонн. Впроцессе подъема бурильной колонны ее вес (нагрузка на крюке) постепенноуменьшается и соответственно снижается затрата мощности привода. Для увеличениястепени загрузки двигателей привода рационально повышать скорость подъемаколонны. Таким образом, с целью обеспечения высокого коэффициента использованиямощности привода лебедки должны быть многоскоростными.
Для подъеманенагруженного элеватора лебедки должны иметь независимую повышенную скорость.Переключение с любой из скоростей на повышенную скорость «холостого» подъемадолжно происходить быстро, легко и плавно, что достигается установкой двойнойцепной передачи для привода подъемного вала. Поочередное включение одной изэтих передач производится с помощью оперативных фрикционных муфт, которымиуправляют с пульта бурильщика. В процессе подъема колонн переменной массыскорости в коробке передач переключаются периодически. Большинство лебедок неимеет оперативного управления скоростями.
Талевыйканат на барабан лебедки навивается и свивается с различными скоростями.Скорость движения ведущей ветви талевого каната зависит от скорости движениякрюка и числа струн в оснастке талевой системы. Скорость крюка при подъемеколонны наибольшего веса обычно составляет 0,3—>0,5 м/с, а скорость подъеманенагруженного элеватора—1,7—2 м/с. Более высокие скорости подъема резкоухудшают условия намотки и укладки каната на барабане лебедки и не даютсущественного выигрыша во времени. Наибольшая скорость спуска бурильной колонныне превышает 3 м/с, а наименьшая — при спуске обсадных колонн может снижаться до0,2 м/с.
Исходя изназначения, функций и условий эксплуатации, к буровым лебедкам предъявляютследующие основные требования.
1.Кинематическая схема лебедки и выбранные соотношения скоростей должныобеспечивать наиболее рациональное использование установленной мощностипривода. При этом коэффициент полезного действия агрегата в целом должен иметьвысокое значение.
2. Для подъема ненагруженного элеватора в каждой лебедке необходимопредусмотреть независимую повышенную скорость на подъемном валу.
3. Тормозная система должна быть надежной в эксплуатации. Каждуюлебедку следует оснащать двойной тормозной системой.
4. Необходимо, чтобы скорости лебедки включались при помощи муфтфрикционного типа оперативно, легко и плавно.
5. Кинематическая схема лебедки должна предусматривать возможностьпередачи движения на механизм подачи долота и ротор.
6. Конструкция лебедки должна обеспечивать бесперебойную ее работу докапитального ремонта или списания. Затраты времени на монтаж и демонтаж лебедкидолжны быть минимальными. Все передачи лебедки необходимо закрывать прочнымиограждениями.
7. Конструкция лебедки должна позволять проведение мелкого текущегоремонта ее в условиях буровой.
В даннойработе мы ставим своей целью на основании конструкции предложенного прототипапросчитать геометрические размеры основных деталей лебедки и проверить ихпрочность.
1. Анализсуществующих конструкций буровых лебедок
Буровыелебедки различаются по мощности и другим техническим параметрам, а также покинематическим и конструктивным признакам.
Мощностьбуровых лебедок, регламентируемая дляотечественных лебедок ГОСТ 16293—82, находится в пределах 200—2950 кВт взависимости от глубин бурения.
По числускоростей подъема различают двух-, трех-четырех- и шестискоростные буровые лебедки. За рубежом применяются восьми- идесятискоростные буровые лебедки. Скорости подъема изменяются путемпереключения передач между валами лебедки либо посредством отдельной коробкиперемены передач.
Взависимости от используемого привода различаютбуровые лебедки со ступенчатым, непрерывно-ступенчатым и бесступенчатымизменением скоростей подъема. Ступенчатое изменение скоростей подъема имеется вбуровых лебедках с механическими передачами от тепловых двигателей иэлектрических двигателей переменного тока. При гидромеханических передачахлебедки с теми же двигателями имеют непрерывно-ступенчатое изменение скоростиподъема. В случае использования привода от электродвигателей постоянного тока,скорости подъема лебедки изменяются бесступенчато по кривой постоянствамощности двигателя.
По схемевключения быстроходной передачи различаютбуровые лебедки с независимой и зависимой «быстрой» скоростью. Как известно,при спуске бурильных и обсадных труб в соответствии с последовательностьювыполняемых операций используются две скорости: тихая — для приподъема колоннытруб с целью освобождения клиньев или элеватора и быстрая —для последующегоподъема незагруженного элеватора за очередной свечой. Для ускорения спускапереключение указанных скоростей не должно много времени и поэтомуосуществляется фрикционными муфтами с поста бурильщика. Буровые лебедки снезависимой схемой скоростей позволяют поднимать незагруженный элеватор набыстрой скорости независимо от тихой скорости, используемой для приподъема. Призависимой схеме незагруженный элеватор поднимают на разных скоростях, равныхлибо пропорциональных скорости, используемой для приподъема колонны труб.
По числувалов различают одно-, двух- и трехвальныебуровые лебедки. Одно- и двухвальные лебедки снабжаются отдельной коробкойперемены передач. В трехвальных лебедках скорости подъема изменяются с помощьюпередач, установленных между валами самой лебедки. Для вспомогательных работдвух- и трехзальные буровые лебедки снабжаются фрикционной катушкой. В случаеиспользования одновальной лебедки для этого подключают дополнительнуювспомогательную лебедку.
Буровыелебедки различаются по числу скоростей, передаваемых ротору, икинематической схеме передач, установленных между лебедкой и ротором.
По способууправления подачей долота различают буровыелебедки с ручным и автоматическим управлением, осуществляемым посредствомрегулятора подачи долота.
Наряду суказанными особенностями различают лебедки с капельной и струйной смазкамицепных передач; воздушным и водяным охлаждением тормозных шкивов;гидродинамическим и электромагнитным вспомогательными тормозами; ручным идистанционным управлением.
1.1 Анализконструкций буровых лебедок отечественного производства
Техническаяхарактеристика наиболее распространенных буровых лебедок отечественногопроизводства приведена в таблице 1.1 ([1], табл. 37).
Таблица 1.1Техническая характеристика буровых лебедокПоказатели У2-2-11 У2-5-5 ЛБУ-1100 ЛБУ-1700 Максимальное натяжение ведущей ветви каната, кН 210 273 250 340
Диаметр, мм:
талевого каната
бочки барабана
тормозных шкивов
28
650
1180
32
800
1450
32
750
1450
35
835
1450 Длина бочки барабана, мм 840 1030 1350 1445 Число слоев каната на барабане 4 5 3 4 Мощность привода, кВт 662 809 809 1250 Число валов лебедки 2 3 1 1
Число прямых скоростей:
коробки перемены передач
лебедки
ротора
3
6
3
4
5
4
3
6
3
3
6
3
Число обратных скоростей:
коробки перемены передач
лебедки
ротора
1
2
1
4
4
4
1
2
1
1
2
1 Исполнение «быстрой» скорости Зависимое Независ. Зависимое Независ. Тип вспомогательного тормоза Гидравлический Электро-магнитный Гидравли-ческий Ширина тормозной колодки, мм 230 230 230 230 Число слоев навивки каната на барабан 4 5 3 4 Масса, т 21,3 27,1 40,2 51,3
Наиболеепростые по кинематической и конструктивной схеме одновальные однобарабанныелебедки (рисунок 1.1). Подъемный вал с барабаном 2 приводится непосредственноот коробки передач 1 двумя цепными передачами 3 к 4, которые попеременновключаются с помощью осевых фрикционных муфт. Благодаря двойной цепной передачев лебедке в 2 раза больше скоростей, чем в коробке передач. Эти лебедки имеютзначительно меньшую массу по сравнению с двух- и трехвальными, меньшие габаритыи соответственно более легко выполняются их монтаж и демонтаж. Основнойнедостаток этой схемы — отсутствие катушечного вала и, как следствие,невозможность выполнения вспомогательных операций. Эта схема не используется вреально существующих конструкциях буровых лебедок по следующим причинам.Однобарабанные лебедки целесообразно применять в буровых установках большойгрузоподъемности, для которых устанавливают вспомогательную лебедку в видеотдельного агрегата. Однако создать коробку передач большой необходимоймощности трудно. Лебедки малой и средней мощности по массе не вызывают особыхзатруднений в монтаже и транспортировке, поэтому их выполняют универсальными.
/>
Рисунок 1.1Схема одновальной лебедки
ЛебедкаУ2-5-5 наиболее широко применяется в бурении.Она входит в комплект буровых установок БУ-4000. Кинематическая схема еепоказана на рисунке 1.2. Это двухвальная однобарабанная лебедка со встроеннымзубчатым редуктором и зубчатой коробкой передач, выполненной в виде отдельногоагрегата и кинематически связанной с лебедкой карданными валами 6 и 9(коробка передач на схеме не показана). Коробка передач сообщает лебедкевсе пять скоростей и может изменять направление вращения, что необходимо приработе с дизельным приводом.
Черезкарданный вал 9 и вал-шестерню (z = 27) зубчатое колесо (z =93)редуктора лебедки сообщает подъемному валу четыре первых скорости. Приводбарабана лебедки 13 на этих скоростях включается путем пуска сжатоговоздуха в спаренную шинно-пневматическую муфту 8. Параллельно черезкарданный вал 6, трансмиссионный вал 5 и цепную передачу созвездочками z = 25 и z = 28 от коробки передач сообщается подъемному валунезависимая повышенная скорость V. Она включается шинно-пневматическоймуфтой 7 и предназначена в основном для подъема ненагруженного элеватора.
Вал 5 находитсяв постоянном вращении и передает движение через цепную передачу 4 созвездочками z =19 и z =35 катушечному валу 3, на котором смонтированафрикционная катушка 1 с планетарной передачей 2. Вращение катушечноговала не зависит от включения шинно-пневматической муфты 7. От редуктора лебедкичерез шестерню (z = 44) мощность передается на трансмиссионный вал ротора 10.Далее через цепную передачу со звездочками z = 45 и z = 21 мощностьпередается на приводной вал ротора 12. Привод ротора включается в работусдвоенной шинно-пневматической муфтой 11.
С левойстороны барабана на подъемном валу на подшипниках качения установлено цепноеколесо 16 с кулачковой полумуфтой. Через это колесо подъемный вал цепнойпередачей связан с автоматом подачи долота на забой. Соосно с подъемным валомустановлен гидродинамический тормоз 14. Кулачковая муфта 15 включаетв работу или гидродинамический тормоз во время спуска колонн, или автоматподачи долота в процессе бурения.
ЛебедкаУ2-2-11 предназначена для комплектации буровых,установок БУ-3000 с дизельным или электроприводом. Кинематическая схема ееприведена на рисунке 1.3. Лебёдка состоит из двух валов: подъемного вала 13 сбарабаном и трансмиссионного вала 5. Из-за отсутствия катушечного валанеобходима установка на буровой вспомогательной лебедки. Привод лебедкиосуществляется от цепной коробки перемены передач, которая имеет три скорости.
/>
Рисунок 1.2Кинематическая схема лебедки У2-5-5
Имея две собственныхскорости, лебедка вместе с коробкой передач располагает шестью скоростями.Первая включается на коробке передач, остальные — с пульта бурильщика с помощьюшинно-пневматических муфт. Реверсионное вращение валов лебедки в установках сдизельным приводом включается на коробке скоростей. В установках сэлектроприводом частота вращения вала лебедки изменяется с пульта бурильщика засчет реверса электродвигателей.
Цепнаякоробка передач кинематически связана с трансмиссионным валом лебедки цепнойпередачей 4, по которой передаются три прямые и одна обратная скорости.При включенной шинно-пневматической муфте 2 (ШПМ-1070) и выключенной 7(спаренная ШПМ-700) с трансмиссионного вала 5 на подъемный вал 13 цепнойпередачей 3 передаются I, II и III скорости. Эти же скорости передаютсяцепной передачей 15 на трансмиссионный вал привода ротора, с котороговключением скоростей муфты 11(ШПМ-500) через цепную передачу 12 движениепередается приводному валу ротора.
Выключивмуфту 2 и включив муфту 7, через цепную передачу 8 на подъемныйвал передаются IV, V и VI скорости. Цепными передачами 16 и 6 подъемныйвал с барабаном соединяется с регулятором подачи долота. РПД включается вработу кулачковой муфтой 14. Вал гидродинамического тормоза 10 соединяется- с подъемным валом путем включения кулачковой муфты 9. Подъемный валцепной передачей соединен с командоаппаратом 1. Цепные передачи подводамощности к подъемному валу — трехрядные с шагом цепи 50,8 мм, для приводаротора и включения РПД — двухрядные с тем же шагом.
Лебедка ЛБУ-1100 состоит из собственно лебедки III, коробки скоростей II,регулятора подачи долота I и трансмиссии привода ротора IV (рисунок 1.4).Одновальная однобарабанная лебедка установлена на отдельной раме, которая спомощью стяжек соединяется с общей рамой коробки скоростей и РПД. Трансмиссияпривода ротора также смонтирована па отдельной раме.
/>
Рисунок 1.3Кинематическая схема лебедки У 2-2-11
Подъемныйвал 25 лебедки с барабаном смонтирован на подшипниках качения, корпуса которыхустановлены на раме. Справа на валу на подшипниках качения смонтировано двойноецепное колесо с z = 40, которое сблокировано с шинно-пневматической муфтой 27.На конце вала посажена кулачковая полумуфта 28, которая соединяет подъемный валс валом электромагнитной тормозной машины 29. Электромагнитный тормозвключается в работу путем передвижения на тормозном валу ответной кулачковойполумуфты. Привод полумуфты — пневматический с дистанционным управлением. Слевана подъемном валу на подшипниках качения установлено цепное колесо с z = 81,сблокированное с шинно-пневматической муфтой 2. На конце вала установленазвездочка для соединения его цепной передачей с тахогенератором 1.
Приводнойблок лебедки состоит из цепной коробки скоростей и регулятора подачи долота. Вкоробке скоростей смонтированы на подшипниках качения трансмиссионный вал 21 ипромежуточный вал 24. На трансмиссионном валу жестко посажены два цепных колесас z = 27 и на подшипниках качения установлено цепное колесо с z = 30,сблокированное с кулачковой полумуфтой 18. Вторая полумуфта 19 сблокирована сзубчатым колесом 20, С правой стороны трансмиссионного вала находитсяшинно-пневматическая муфта 22 для включения привода. С левой стороны на этом жевалу смонтирован шкив тормозной шинно-пневматической муфты 11, котораяпредназначена для быстрого торможения валов и их фиксации при переключениискоростей кулачковыми муфтами и зубчатым зацеплением. Для смазки подшипников ицепей установлен масляный шестеренчатый насос 10, привод которогоосуществляется от трансмиссионного вала с помощью клиноременной передачи.
Напромежуточном валу на подшипниках качения смонтированы цепные колеса с z = 52 иz = 34, сблокированные соответственно с кулачковыми полумуфтами 13 и 15. Наэтом же валу неподвижно посажены цепные колеса с z=27 и z = 39 и зубчатоеколесо 23. Левый конец промежуточного вала 24 соединяется соосно с помощьюшинно-пневматической муфты 9 со вторым промежуточным валом 4, на котором неподвижнопосажено цепное колесо с z=21 и шинно-пневматическая муфта 5 для соединения егос валом редуктора РПД. Регулятор подачи долота смонтирован на общей раме скоробкой скоростей и состоит из редуктора 6, колодочного тормоза 7 и приводногоэлектродвигателя 8.
Трансмиссияпривода ротора состоит из цепной передачи 30, передающей мощность с подъемноговала через спаренную шинно-пневматическую муфту 31 коническому редуктору 32. Отнего передача осуществляется через вертикальный карданный вал к верхнемуконическому редуктору, который связан горизонтальным карданным валомнепосредственно с приводным валом ротора.
/>
Рисунок 1.4Кинематическая схема лебедки ЛБУ-1100
Прямые I,II и III скоростей передаются с трансмиссионного вала 21 через цепные передачи12, 16 и 17 путем поочередного включения кулачковых муфт 13, 14, 15 и 18, 19. Спромежуточного вала 24 через шинно-пневматическую муфту 9, цепную передачу 3 ишинно-пневматическую муфту 2 скорости передаются на подъемный вал барабаналебедки. Скорости IV, V и VI с промежуточного вала 24 передаются цепнойпередачей 26 через шинно-пневматическую муфту 27 подъемному валу 25. Обратноевращение подъемного вала осуществляется при введенных в зацепление зубчатыхколесах 20—23. Цепные передачи 3 и 26 обеспечивают две обратные скоростибарабана лебедки.
Промышленностьювыпускаются две модификации лебедок типа ЛБУ: ЛБУ-1100М1 и ЛБУ-1100М2, Отличиеих заключается в том, что во второй модификации применено водяное охлаждениетормозных шкивов. Лебедки ЛБУ-1100 предназначены для комплектации установокБУ-5000. При этом в установках с электроприводом трансмиссия ротора обычноотсутствует, а привод ротора осуществляется от отдельного электродвигателя.
Лебедка ЛБУ-3000 принципиально отличается от всех других отечественныхбуровых лебедок. В отличие от лебедок с механическими трансмиссиями частота инаправление вращения подъемного вала с барабаном в этой лебедке изменяютсялегко и плавно (бесступенчато) по кривой постоянства мощности. Это достигаетсяза счет непосредственного подсоединения к подъемному валу двухэлектродвигателей постоянного тока. При спуске колонн приводныеэлектродвигатели работают в режиме генераторов и выполняют функции тормозныхмашин.
В лебедкуЛБУ-3000 входят три закрытых цепных редуктора,, смонтированных на общей раме ислужащих одновременно опорами для валов. Кроме них промежуточный и подъемныйвалы имеют по одной дополнительной подшипниковой опоре, смонтированной на раме.РПД и двигатели привода установлены на отдельных рамах, соединенных с рамойлебедки стяжными болтами. Весь лебедочный агрегат устанавливается на бетонномфундаменте. На раме лебедки с задней стороны находится масляная станция,предназначенная для смазки подшипников и цепей редукторов.
ЛебедкиЛБУ-3000 (У2-300) в буровых установках Уралмаш 300ДЭ, Уралмаш 300Э и БУ-15000установлены под полом буровой. Тормозная рукоятка, расположенная у пультабурильщика, соединена системой рычагов и тяг с тормозным валом ленточныхтормозов.
1.2 Анализконструкций буровых лебедок зарубежного производства
Фирмы СШАвыпускают лебедки, рассчитанные на самую различную глубину бурения (табл. 1.2),с механическим, дизель-гидравлическим и электрическим приводами ([2], табл.II.11). Обычно на лебедках применяют ленточный тормоз, который способен ксамозатягиванию и хорошо поддается ручному управлению. Дизельный привод длялебедок выполняется в трех вариантах: передача мощности с помощью цепнойтрансмиссии, через гидротрансформатор (дизель-гидравлический привод) и черезмуфтовые передачи (табл. 1.3) ([2], табл. II.12).
Таблица 1.2Технические характеристики лебедок, выпускаемых фирмами США
/>
ФирмаBraden Winch, отделение фирмы Braden Industries, Inc., предлагает широкий выборлебедок, используемых при разработке нефтяных и газовых месторождений. Этилебедки устанавливают на автомобилях, транспортирующих буровые установки. Фирмапроизводит также автомобили, тягачи, сварочные машины и транспортные средстваобщего назначения (более подробное описание продукции фирмы приведено врекламном разделе сборника).
Таблица 1.3Техническая характеристика муфтовых передач лебедок, выпускаемых фирмами США
/>
1.3Описание выбранного прототипа
По заданиюпрототипом в нашей работе является буровая лебедка ЛБУ-1100, кинематическаясхема которой приведена на рисунке 1.4.
Техническаяхарактеристика лебедки приведена в таблице 1.1
На рисунке2.1 ([3], с. 174-175)показана буровая лебедка ЛБУ-1100, основные конструктивныеэлементы которой повторяются в других моделях современных отечественных изарубежных лебедок для эксплуатационного к глубокого разведочного бурения.Лебедка монтируется на сварной металлической раме 4, приспособленной дляее перевозки и перемещения подъемным краном при монтажно-демонтажных работах. Краме приварены корпуса масляных ванн 3 и 10 цепных передач,соединяющих лебедку с коробкой перемены передач. В отцентрированных отверстияхкорпусов масляных ванн установлен подъемный вал с барабаном 7 буровой лебедки.
В корпусе 10размещается вторая цепная передача, используемая для привода вала 11трансмиссии ротора. Вал трансмиссии ротора на сферических роликоподшипникахустанавливается в дополнительной расточке корпуса 10 и выносной опоре 12,закрепленной на рамс лебедки. Масляные ванны, закрытые крышками ипромежуточными кожухами 15 и 19, соединяются с коробкой переменыпередач. Для устранения утечек масла, используемого для смазки цепных передач,в стыковых разъемах масляных ванн устанавливаются прокладки.
Промежуточныекожухи при транспортировке лебедки вводятся во внутреннюю полость масляныхванн, а наружные их фланцы закрываются кожухами 16 и 18. На рамесо стороны пульта 2 бурильщика смонтированы стойка 8 балансира,тормозной вал 17 и вал 5 рукоятки управления ленточным тормозом.Электромагнитный тормоз 14 крепится к раме соосно с подъемным валом исоединяется с ним кулачковой муфтой 13. На раме установлены дватахогенератора 9 и 20.
Тахогенератор9 предназначен для контроля частоты вращения стола ротора и соединяетсяцепной передачей с валом 11 трансмиссии ротора. Тахогенератор 20 соединяетсяс валом электромагнитного тормоза и предназначен для контроля скорости спускаколонн труб при автоматическом режиме работы электротормоза. На стойке 1 установленкомандоаппарат комплекса АСП для блокировки перемещений механизма захвата свечии талевого блока. Привод командоаппарата осуществляется от цепной звездочки на подъемномвалу лебедки.
К рамекрепится воздухопровод 6 системы пневматического управления лебедкой.
Подъемныйвал (Приложение А) —основа буровой лебедки. Между коренными подшипниками 15 подъемноговала 19 напрессованы ступицы дисков барабана 18. В правом болеедоступном для работы диске имеется внутренний прилив (сечения А—А и С—С)для крепления талевого каната планкой 32 и болтами 33. Вбуровых лебедках канат крепится с внутренней либо наружной стороны диска. Узелкрепления должен быть надежным и удобным в работе. Наружное расположение узлакрепления более доступно и удобно для быстрого крепления и освобождения каната.Недостаток наружного крепления — повреждение витков каната в результате тренияс верхней кромкой углубления для заделки каната.
Наиболее распространеныпростые в изготовлении барабаны с гладкой наружной поверхностью. Для улучшениянамотки барабан лебедки снабжается съемными накладками, имеющими параллельные ипереходные спиральные канавки для укладки витков каната. Симметричноерасположение параллельных и спиральных участков канавки на длине отдельныхвитков способствует снижению инерционных нагрузок от дисбаланса, создаваемого врезультате одностороннего увеличения радиуса навивки в местах перехода смежныхслоев каната.
/>
/>
Рисунок 2.1Буровая лебедка ЛБУ-1100
К дискамбарабана крепятся тормозные шкивы 16 (Приложение А). В рассматриваемойконструкции тормозные шкивы снабжены кольцевой рубашкой для охлаждающей воды.Вода в тормозных шкивах циркулирует по замкнутому циклу. Для этого черезустройство 8 на торце вала и трубку, установленную внутри вала, потрубам 20 вода поступает в правый, а затем в левый шкив, из которого покольцевому пространству между отверстием вала и подводящей трубкой отводится вприемный бак для последующего использования. Пробки 17 в тормозныхшкивах служат для слива воды во избежание ее замерзания при длительныхостановках лебедки.
Коренныероликовые радиально-сферические подшипники 15 подъемного вала,установленные в расточках корпуса масляной ванны, смазываются густой смазкойчерез тавотницы 34. Внутренние обоймы роликоподшипников фиксируются павалу распорными втулками, а наружные — торцовыми крышками корпуса подшипника.Для компенсации температурных удлинений вала между корпусом 35 инаружной обоймой 36 одного из подшипников имеется необходимый зазор(узел 1 Приложение А). Радиальные и торцовые лабиринтные уплотнения в крышкахслужат для удержания смазки в подшипниках.
Цепноеколесо 1 тихоходной передачи и шкив шинно-пневматической муфты 12 имеютобщую ступицу 2, посаженную на вал на свободно вращающихся роликовыхрадиально-сферических подшипниках, подобных подшипнику 21. На валувнутренние обоймы подшипников фиксируются втулками. Наружная обойма правогоподшипника в расточке ступицы фиксируется от осевых перемещений пружиннымкольцом и крышкой. Левый подшипник в ступице устанавливается свободно. Обод 10шинно-пневматической муфты 12 планшайбой 5 крепится к ступице 6,напрессованной на вал.
Воздух длявключения шинно-пневматической муфты 12 поступает через вертлюжок 7,воздухопровод 4 и клапан-разрядник 11. При отказе муфты и вслучае недостаточного давления воздуха для соединения муфты используютсяаварийные болты 9, которые ввертываются в приливы планшайбы и входят впазы шкива. По правилам безопасности установка аварийных болтов 9 обязательнапри использовании буровой лебедки для подъема вышки. Разъемное соединениецепного колеса 1, шкивов 14, 24 и планшайб 5, 26 соступицами позволяет ремонтировать муфты и заменять цепное колесо без съеманапрессованных на вал ступиц.
Кожух 13предохраняет шкив 14 от попадания масла. Подшипники ступицы 2 смазываютсяс помощью масленки 3 с трубкой, ввернутой в ступицу. Аналогично надругом конце подъемного вала установлены шинно-пневматическая муфта 25 ицепные колеса 22 «быстрой» скорости лебедки и 23 трансмиссииротора. Воздух к шинно-пневматической муфте 25 поступает через валэлектромагнитного тормоза, вертлюжок 28, отверстие в вале 19, воздухопровод30 и клапан-разрядник 31.
Кулачковыеполумуфты 27 и 29 используются для соединения подъемного вала свалом электромагнитного тормоза. Для устранения биения при вращении крупныедетали подъемного вала и вал в сборе подвергаются балансировке. Все болтовыесоединения подъемного вала лебедкой законтрены.
Вал 9 приводаротора устанавливается на двух роликовых радиально-сферических подшипниках 1(рисунок 2.2). Левый подшипник устанавливается в корпусе масляной ванны.Корпус правого подшипника крепится к раме буровой лебедки. Подшипники закрытыфланцевыми крышками, снабженными лабиринтным уплотнением. Ведущее двухрядноецепное колесо 3 вращается от подъемного вала и установлено на ступице 11,закрепленной на валу шпонкой. Ведомое цепное колесо z = 27 выполнено в видешкива-звездочки 4, свободно вращающейся относительно вала на роликоподшипниках 10.
Планшайба 7шинно-пневматической муфты 6 с помощью шпонки жестко закреплена на валу9. Воздух в муфты подводится через вертлюжок 12 и отверстия в вале. Ваварийных случаях для соединения муфты могут быть использованы болты 8. Навертлюжке 12 имеется цепная звездочка для привода тахогенератора,контролирующего частоту вращения стола ротора. Противоположная консоль вала 9может быть использована для соединения с двигателем в случаеиндивидуального привода ротора. Подшипники смазываются через тавотницы 2 и5.
/>
Рисунок 2.2Вал привода ротора в сборе
2.Расчетная часть
2.1 Расчети выбор параметров буровой лебедки
К основнымпараметрам буровых лебедок относятся мощность, скорости подъема, тяговоеусилие, длина и диаметр барабана лебедки. От правильного выбора указанныхпараметров зависят производительность, экономичность, габариты и масса лебедки,которые существенно влияют на эффективность бурения, транспортабельность имонтажеспособность всей буровой установки.
Определяемскорость ходовой струны каната на i-ой скорости по известной зависимости
/> (2.1.1)
где vi– скорость подъема на i-ой скорости, м/с;
iт.с– кратность оснастки.
По ([3],табл. II.3) iт.с = 14.
Максимальнаяскорость подъема ограничивается безопасностьюуправления процессом подъема и предельной скоростью ходовой струны, при которойобеспечивается нормальная навивка каната на барабан лебедки. Для предотвращениязатаскивания талевого блока на кронблок из-за ограниченного тормозного путискорость подъема крюка, согласно требованиям безопасности, не должна превышать2 м/с.
Для талевыхмеханизмов с кратностью оснастки принимаем tт.с˂10 vmax=2,0 м/с.
Минимальнаяскорость подъема — резервная и используетсядля технологических целей: при расхаживании колонн бурильных и обсадных труб;при ликвидации осложнений и аварий, связанных с затяжкой и прихватом бурильныхтруб; при подъеме колонны труб через закрытые превенторы; при подъеме колоннытруб в случае отказа одного из двигателей привода лебедки. Величина минимальнойскорости подъема принимается в установленных практикой бурения пределах: vmin=0,2м/с.
Отношениепредельных скоростей определяет диапазон регулирования скоростей подъемалебедки:
/> (2.1.2)
Промежуточныескорости подъема определяются из геометрического ряда чисел
/> (2.1.3)
гдеφ-знаменатель геометрической прогрессии.
/> (2.1.4)
где k —число передач.
Разбивкаскоростей в геометрической прогрессии позволяет обеспечить относительно равноеизменение смежных скоростей, и поэтому большая часть скоростей располагается взоне низших передач, используемых для подъема колонн бурильных и обсадных трубсравнительно большего веса. Наряду с этим геометрический ряд передач позволяетсохранить степень загрузки буровой лебедки при переходе с одной передачи напоследующую.
В соответствиис числом передач прототипа, принимаем k = 6.
/>
Итак,определяем промежуточные скорости подъема:
-втораяскорость
/>
-третьяскорость
/>
-четвертаяскорость
/>
-пятаяскорость
/>
-шестаяскорость окончательно
/>
Определяемскорости ходовой струны каната:
-перваяскорость
/>
-втораяскорость
/>
-третьяскорость
/>
-четвертаяскорость
/>
-пятаяскорость
/>
-шестаяскорость
/>
Диаметрбарабана выбираем в зависимости от диаметраталевого каната:
/> (2.1.5)
где dк-диаметрканата, м.
Всоответствии с диаметром каната dк=32 мм ([3], табл. 11.3),применяемом на прототипной лебедке принимаем dк=32 мм.
/>
Принимаем Dб=740мм.
Диаметрконечного слоя навивки каната на барабан
/> (2.1.6)
гдеα=0,93 — коэффициент, учитывающий уменьшение диаметра навивки вследствиесмещения каната в промежутки между витками нижнего слоя;
К-числослоев навивки.
Всоответствии с числом слоев навивки К=3 ([3], табл. 11.3), применяемом напрототипной лебедке принимаем К=3.
/>
Подопускаемым отклонениям ходовой струны талевого каната длину барабана выбираемв пределах
/> (2.1.7)
где lб-длина барабана, м;
Н –расстояние между осями подъемного вала буровой лебедки и направляющего шкивакронблока, м.
Принимаем Нпримерно равной высоте буровой вышки Н=45 м.
/>
Принимаем lб=1500мм.
2.2 Расчетына прочность
Расчеты напрочность деталей и узлов лебедки выполняются по тяговому усилию, возникающемупри допускаемой нагрузке на крюке, с учетом веса подвижных частей талевогомеханизма, кратности оснастки и потерь на трение при подъеме.
Определяемнаибольший крутящий момент Мкр на подъемном валу лебедки:
/> (2.2.1)
где N –номинальная приводная мощность лебедки, Вт;
ωб– угловая скорость вращения барабана, с-1.
Принимаем N= 900*103 Вт.
Угловаяскорость вращения барабана определится по формуле
/> (2.2.2)
/>
Знаямаксимальный диаметр навивки каната на барабане Dк и наибольшийкрутящий момент Мкр на подъемном валу лебедки можно вычислитьнатяжение ведущей ветви каната
/> (2.2.3)
2.2.1Расчет на прочность барабана лебедки
Послевыбора конструкции и определения основных размеров, барабана необходим егорасчет на прочность. При навивке каната в стенках бочки барабана возникаютнапряжения сжатия, изгиба и кручения. В связи с тем что осевой и полярныймоменты сопротивления сечения барабана большие, напряжения изгиба и кручения,возникающие в стенке барабана, несущественны. Поэтому расчет проводят только понапряжениям сжатия ([1], с.309)
/> (2.2.1.1)
где Рв — натяжение ведущей ветви каната, Н;
s — толщинастенки бочки барабана, м;
А — коэффициент, зависящий от числа навиваемых слоев и другихфакторов;
[σсж]-допустимыенапряжения сжатия, Па.
Принимаемпо аналогии с прототипом s = 80 мм = 0,08 м.
Допустимыенапряжения сжатия материала бочки барабана [σсж]=500МПа ([1],табл. 6), считая, что бочка барабана изготовлена из углеродистой стали 30.
При числеслоев навивки К=3 коэффициент А равен([1], с. 309):
/> (2.2.1.2)
где λ— коэффициент, зависящий от диаметра каната, модуля его упругости Еки толщины стенки барабана
/> (2.2.1.3)
где Е =2,1*105 МПа —модуль упругости стали;
Ек-модуль упругости каната, МПа.
/> (2.2.1.4)
гдеа=0,33…0,35 ([1], с.157).
/>
/>
/>
/>
Условиепрочности выполняется.
2.2.2Расчет венца цепного колеса
Рассчитаеми сконструируем ведомое цепное колесо (поз. 1 Приложение А) передачи «тихой»скорости (поз. 3 рисунок 1.4). Посредством этой передачи подъемному валулебедки сообщаются I, II и III «тихие» скорости.
В передачеприменена стандартная приводная роликовая трехрядная цепь по ГОСТ 13568.
Известнычисла зубьев звездочек передачи: ведущее колесо z1 = 21, ведомоеколесо z2 = 81.
Определяемпередаточное число передачи
/> (2.2.2.1)
Определяеммаксимальный (на I скорости) крутящий момент на малой звездочке М1
/> (2.2.2.2)
Частотавращения барабана определится по формуле
/>
Определяемкоэффициент эксплуатации цепи
/> (2.2.2.3)
где kД — коэффициент, учитывающий динамичность передаваемой нагрузки;
kа — коэффициент, учитывающий длину цепи (межосевое расстояние);
kр — коэффициент, учитывающий способ регулировки натяжения цепи;
kн — коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту;
kс — коэффициент, учитывающий качество смазки передачи и условия ее работы;
kреж — коэффициент, учитывающий режим работы передачи.
Определяемзначения коэффициентов:
kД= 1,0 при равномерной нагрузке ([4], табл. 3.3.2);
kа= 0,80 ([4], табл. 3.3.3);
kр= 1,25 для нерегулируемой передачи ([4], табл. 3.3.4);
kн= 1,0 при наклоне линии центров до 600;
kс= 1,0 ([4], табл. 3.3.6);
kреж= 1,45 при круглосуточной работе ([4], табл. 3.3.8).
/>
Определяемпредварительно шаг цепи
/> (2.2.2.4)
где[р]-допускаемое давление в шарнирах, МПа;
m-числорядов цепи.
По ([5],табл. 5.15) принимаем [р]=20 МПа.
/>
Принимаемпо ([4], табл. 3.1.1) параметры цепи: шаг цепи tц=38,1 мм, диаметрвалика d=11,10 мм, длина втулки B=148,88 мм, разрушающая сила F=381 кН.
Скоростьцепи
/> (2.2.2.5)
Окружноеусилие
/> (2.2.2.6)
Сила,нагружающая подъемный вал
/> (2.2.2.7)
Рассчитываемпрофиль зубьев звездочки цепного колеса согласно ГОСТ 591-69, как профиль безсмещения центров дуг впадин (рисунок 2.1).
/>
Рисунок 2.1Профиль зубьев без смещения центров дуг впадин.
Диаметрделительной окружности
/> (2.2.2.8)
Коэффициентвысоты зуба по ([4], табл. 3.5.2) к=0,575.
Диаметрокружности выступов
/> (2.2.2.9)
Радиусвпадины
/> (2.2.2.10)
Диаметрокружности впадин
/> (2.2.2.11)
Радиуссопряжения
/> (2.2.2.12)
Половинаугла впадины
/> (2.2.2.13)
Уголсопряжения
/> (2.2.2.14)
Половинаугла зуба
/> (2.2.2.15)
Радиусголовки зуба
/> (2.2.2.16)
Прямойучасток профиля
/> (2.2.2.17)
Расстояниеот центра дуги впадины до центра головки зуба
/> (2.2.2.18)
Рассчитываемразмеры зубьев и венцов цепного колеса (см. рисунок 2.2).
/>
Рисунок 2.2. Размеры зубьев и венца.
Радиусзакругления зуба
/> (2.2.2.19)
Расстояниеот вершины зуба до линии центров дуг закруглений
/> (2.2.2.20)
Диаметробода наибольший
/> (2.2.2.21)
Ширина зубазвездочки
/> (2.2.2.22)
Ширинавенца многорядной звездочки
/> (2.2.2.23)
Остальныеразмеры венца назначаем конструктивно.
2.2.3Расчет подъемного вала
Подъемныйвал рассчитываем, ориентируясь на размеры вала прототипной лебедки ЛБУ-1100([3], с.476) по методике, приведенной в ([3], с.476-477, табл. 1П).
Чертеж вала показан на рисунке Приложения Б.
Схема нагружения подъемного вала и эпюры изгибающих и крутящихмоментов см. на рис. 2.3. Величины изгибающих и крутящих моментов принятыпропорциональными величинам, приведенным на эпюрах моментов прототипного вала([3], рис.21П) и увеличены в соответствии изменением размеров барабана инатяжения ходовой струны каната.
Материал вала по ([3], с.476)-сталь марки 34XН1М, термообработка—дотвердости НВ 217—269; механические свойства: предел прочности нарастяжение-сжатие σв = 780 МПа; предел прочности на кручениеτв = 650МПа.
Приведем подробно расчет для сечения А-А. Проверочный расчетостальных опасных сечений вала сведем в таблицу 2.1.
Примем предварительно диаметр вала в сечении А-А dА-А=280мм.
Определяем экваториальный момент сопротивления сечения
/> (2.2.3.1)
где Кх — коэффициент ослабления сечения.
По ([3],табл. III.3) Кх=1,0 как для вала с одним шпоночным пазом.
/>
/>
Рисунок 2.2Схема нагружения подъемного вала и эпюры изгибающих моментов
Определяем полярный момент сопротивления сечения
/> (2.2.3.2)
где К0-коэффициент ослабления сечения.
По ([3],табл. III.3) К0=1,0 как для вала с одним шпоночным пазом.
/>
Номинальныенапряжения изгиба
/> (2.2.3.3)
Номинальныенапряжения кручения
/> (2.2.3.4)
Запаспрочности при изгибе
/> (2.2.3.5)
Запаспрочности при кручении
/> (2.2.3.6)
Общий запасна статическую прочность
/> (2.2.3.7)
Допускаемыйзапас прочности найдем по ([3], табл. 2П) [S]=3,2.
Принимаемцикл напряжений изгиба симметричным, тогда амплитуда напряжений при изгибе, σа=σ=62,44МПа, среднее напряжение σm=0.
Принимаемцикл напряжений кручения асимметричным, тогда амплитуда напряжений при крученииτа=τ/2=13,8 МПа, среднее напряжение τm=τ/2=13,8МПа.
Коэффициентконцентрации напряжений при изгибе Кσ: от влияния шпоночногопаза Кσ = 2,25 ([3], рис. 12П); от влияния напрессовки Кσ=6,15([3],табл. III.1). Принимаем Кσ = 6,15.
Коэффициентконцентрации напряжений при кручении Кτ: от влияния шпоночногопаза Кτ = 2,15 ([3], рис. 13П); от влияния напрессовки Кτ=4,42([3],табл. III.1). Принимаем Кτ = 4,42.
Коэффициент,учитывающий масштабный эффект Кd =0,52 ([3], рис. III.5).
Коэффициент,учитывающий состояние поверхности Кf=1,15 ([3], рис.III.6).
Коэффициентупрочнения при обкатке роликами Кv=2,2 ([3], табл. III.2).
Коэффициентснижения предела выносливости:
-при изгибе /> (2.2.3.8)
-при кручении /> (2.2.3.9)
Пределвыносливости стали марки 34ХН1М по ([3], табл. III.5):
-при изгибе /> (2.2.3.10)
-при кручении /> (2.2.3.11)
Коэффициентэквивалентности по ([3], табл. 2П): при изгибе Кэσ=0,5; прикручении Кэτ=0,5.
Коэффициентчувствительности к асимметрии цикла по ([3], табл. III.5): при изгибе ψσ=0,1;при кручении ψτ=0,05.
Запаспрочности по переменным напряжениям:
-при изгибе /> (2.2.3.12)
-при кручении /> (2.2.3.13)
Общий запас прочности по переменным напряжениям
/> (2.2.3.14)
Допускаемыйзапас прочности по переменным напряжениям [n]=1,6 ([3], табл. 2П).
Диаметрыдругих участков валов назначаем конструктивно.
Таблица 2.1Расчет опасных сечений подъемного вала.Параметр Единица измерения Обоз-начение Способ определения Результаты расчета для сечений вала Д-Д В-В С-С Б-Б 1 2 3 4 5 6 7 8 Диаметр сечения
10-3м d 220 225 235 270
Коэффициенты ослабления сечения:
-экваториальный
-полярный -
Кх
К0 По ([2], табл. III.3)
1,08
1,12
1
1
1
1
1
1
Момент сопротивления:
-экваториальный
-полярный
10-3м3
Wи
Wк
(2.2.3.1)
(2.2.3.2)
1,128
2,340
1,118
2,235
1,273
2,547
1,931
3,863 Изгибающий момент кН*м
Ми Рис 2.2 - - 69,7 112,3 Крутящий момент кН*м
Мк Рис 2.2 119 119 119 82,4
Номинальные напряжения:
изгиба
кручения МПа
σ
τ
(2.2.3.3)
(2.2.3.4)
-
50,85
-
53,24
54,75
46,72
58,16
21,33
Запас прочности при:
изгибе
кручении -
Sσ
Sτ
(2.2.3.5)
(2.2.3.6)
-
12,78
-
12,21
14,25
13,91
13,41
30,47 Общий запас на статическую прочность - S (2.2.3.7) 12,78 12,21 9,95 12,27 Допускаемый запас прочности - [S] По ([2], табл. 2П) 3,2 3,2 3,2 3,2
Амплитуда напряжений при:
изгибе
кручении МПа
σа
τа
-
25,4
-
26,6
54,75
23,4
58,16
10,7
Среднее напряжение при:
изгибе
кручении МПа
σm
τm
-
25,4
-
26,6
23,4
10,7
Коэффициент концентрации напряжений при изгибе:
шпоночный паз
напрессовка -
Кσ
([2], рис. 12П)
([2], табл. III.1)
-
-
-
-
-
6,15
-
6,15
Коэффициент концентрации напряжений при кручении:
шпоночный паз
напрессовка -
Кτ
([2], рис. 13П)
([2], табл. III.1)
2,15
4,42
-
4,42
-
4,42
-
4,42 Коэффициент, учитывающий масштабный фактор -
Кd ([2], рис. III.5) 0,52 0,52 0,52 0,52 Коэффициент, учитывающий состояние поверхности -
Кf ([2], рис.III.6) 1.15 1,15 1,15 1,15 Коэффициент упрочнения от обкатки роликами -
Кv ([2], табл. III.2) 2,2 2,2 2,2 2,2
Коэффициент снижения предела выносливости:
при изгибе
при кручении -
Ки
Кк
(2.2.3.8)
(2.2.3.9)
-
4
-
4
5,5
4
12,1
4
Предел выносливости стали марки 34ХН1М при:
изгибе
кручении МПа
σ-1
τ-1
(2.2.3.10)
(2.2.3.11)
367
211
367
211
367
211
367
211
Коэффициент эквивалентности:
при изгибе
при кручении -
Кэσ
Кэτ ([2], табл. 2П)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Коэффициент чувствительности к асимметрии цикла при:
изгибе
кручении -
ψσ
ψτ ([2], табл. III.5)
0,1
0,05
0,1
0,05
0,1
0,05
0,1
0,05
Запас прочности по переменным напряжениям:
при изгибе
при кручении -
nσ
nτ
(2.2.3.12)
(2.2.3.13)
-
4,05
-
3,87
2,44
4,41
2,29
9,62 Общий запас прочности по переменным напряжениям - n (2.2.3.14) 4,05 3,87 2,13 2,23 Допускаемый запас прочности по переменным напряжениям - [n] ([2], табл. 2П) 1,6 1,6 1,6 1,6 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
3.Особенности монтажа, эксплуатации и ремонта
Монтаж.([6], с.483; [7], с. 337-340)
Все движущиеся части лебедки, ротора, КПП и редуктора должны иметьпрочные металлические ограждения и кожуха, надежно закрывающие доступ к ним совсех сторон.
Тормозные колодки и ленты должны иметь рекомендованныеизготовителем крепления.
Ходовой конец талевого каната должен крепиться к специальнопредусмотренному на барабане лебедки устройству таким образом, чтобыисключались деформации и истирание каната в месте его крепления; на барабанелебедки при самом нижнем положении талевого блока должно оставаться не менеетрех витков каната.
При монтаже необходимо добиваться соосности валов редуктора, трансмиссиии привода.
При работе на катушках буровых и вспомогательных лебедок должнысоблюдаться следующие требования:
а) массаподнимаемого (перемещаемого) груза не должна превышать допускаемой нагрузки наканат; соблюдать массу на подъем груза и величину тягового усилия наперемещение;
б) соблюдатьтребование РД-200-98 пункта 2.4.6: «Конструкция вспомогательной лебедки должнаобеспечивать плавное перемещение и надежное удержание груза на весу. С пультауправления лебедкой оператору должен быть обеспечен обзор места работы иперемещения груза. При невозможности выполнения этого требованияустанавливается дублирующий пульт;
в) высотаподъема груза не должна превышать высоту стояка.
Эксплуатация. ([6], с.483; [7], с. 337-340)
Необходимо следить за правильной намоткой каната на барабанбуровой лебедки.
Появлениеударов при включении барабана указывает на удлинение одной из цепей. Поэтому врастянутой цепи нужно заменить одну пару рядовых звеньев одним замковым звеном,при этом категорически запрещается излишняя натяжка цепи. Если такая замена неудается, то надо продолжать работу на растянутой цепи.
При использовании буровых лебедок, не имеющих фиксатора положениятормозной рукоятки, для укрепления последней должны применяться устройства ввиде цепи, прочно прикрепленной к полу, или мягкого троса, пропущенного черезпол, с привязанным к нему грузом необходимой массы.
Тормозные ленты буровой лебедки после прекращения торможениядолжны оттягиваться пружинами так, чтобы в нерабочем состоянии тормозныеколодки не соприкасались с поверхностью тормозного шкива (обода).
Запрещается работать изношенными тормозными колодками и колодкамиШПМ.
Буровая лебедка должна быть оборудована устройством, обеспечивающимправильную укладку витков наматываемого на барабан талевого каната; направлятьканат на барабан лебедки ломом или другими предметами запрещается.
Выполнять все регламентные работы проверок при приеме смены;достоверно и в полном объеме давать информацию о состоянии оборудования присдаче смены.
Запрещается работать с неисправной или плохо отрегулированнойтормозной рукояткой; при полном торможении лебедки тормозная рукоятка должнанаходиться на расстоянии 80-90 см от пола буровой.
Необходимо систематически следить за исправностью пневмосистемы;запрещается производство каких-либо работ при нарушении геометричностивоздухопроводов, идущих к пневмоцилиндру тормоза лебедки.
Регулярно производить осмотр и чистку мест под балансиром иколенчатым валом тормозной системы; не допускать обледенения тормозной системы.
Спуск колонны бурильных или обсадных труб с включениемгидротормоза производить с глубины, указанной в технической характеристикебуровой установки.
Ремонт. ([6], с.483; [7], с. 337-340)
При ремонтелебедки необходимо выполнять все требования, предъявляемые к ответственнымподъемным механизмам. Все детали должны соответствовать чертежамзавода-производителя, а собираемые при ремонте узлы — техническим условиям наих изготовление и сборку.
Узлы лебедки,ротора, редуктора подлежат замене при появлении трещин, деформации отколов, принегерметичности и утечках в картерах, при нарушении крепления и появленииразбалансировки вращающихся деталей.
При сменешиннопневматических муфт центровки не требуется, нужно только, чтобы борт ободамуфты входил в заточку диска и плотно прилегал к его торцу. Чтобы избежатьдополнительной развертки отверстий, перед разборкой муфты следует отметить ееположение по отношению к диску.
При любомремонте, связанном со снятием валов, нельзя удалять планки, фиксирующие корпусаподшипников. При последующей установке валы должны лечь в гнезда междупланками. Никакой дополнительной выверки не требуется.
Сварочныеремонтные работы выполняются квалифицированными сварщиками. Рекомендуетсяприменять обмазанные электроды марки Э42. Изготовленные из специальной сталивалы лебедки не допускают сварки. Если в мастерских нельзя достигнутьнеобходимой точности обработки тормозных шкивов, то при замене их следуетпроточить поверхности торможения непосредственно на лебедке.
При ремонтенадо проверять межцентровые расстояния между валами лебедки и ихпараллельность, которая должна быть в пределах 0,5—0,8 мм на длиневалов. Обработка поверхностей зубьев цепных колес (звездочек) свыше 1мм нарушаетравномерную работу цепных передач и вызывает частые разрывы цепей. Звездочки сизносившимися зубьями при капитальном ремонте обязательно заменяются. Послесреднего или капитального ремонта для приработки деталей и выявлениянедостатков лебедку обкатывают вхолостую в течение нескольких часов.
При ремонтелебедки У2-5-5 наибольшеезначение имеет центровка валов редуктора свалом барабана, с трансмиссией V скорости и трансмиссией ротора, которая должнабыть в пределах 0,5—0,8мм. Необходимо периодически осматривать зубчатыеколеса в редукторе, проверять, нет ли трещин на приводном валу шестерни состороны барабана лебедки. При обнаружении трещин вал шестерни надо немедленнозаменить.
Списоклитературы
1. Северинчик Н.А. Машины иоборудование для бурения скважин. М.: Недра, 1986. — 368с.
2. Американская техника ипромышленность. Сборник рекламных материалов. Выпуск III. США. Фирма «Чилтон иКо». 1977. -407 с.
3. Баграмов Р.А. Буровыемашины и комплексы: Учебник для вузов. — М.: Недра, 1988. – 501 с.: ил.
4. Курмаз Л.В. Детали машин.Проектирование: учебн. пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. – Мн.: УП«Технопринт», 2002. – 290 с.
5. Курсовоепроектирование деталей машин: Учебн. пособие для техникумов/С.А. Чернавский,Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др.- М.: Машиностроение, 1980. 351 с., ил.
6. Буровые установкиУралмашзавода. Г.В. Алексеевский. Изд. 2, перераб. и доп. М., изд-во «Недра»,1971 г., стр. 496.
7. Муравенко В.А., МуравенкоА.Д., Муравенко В.А. Буровые машины и механизмы. Том 2., Москва-Ижевск:Институт компьютерных исследований, 2002, 464 стр.
ПриложениеА
/>
ПриложениеБ
/>