Введення - бурова лебідка

Бурова лебідка - основний агрегат спуско-підйомного комплексу бурової установки. Вона призначена в основному для створення тягового або гальмівного зусилля у провідній галузі талевого каната. Лебідка необхідна для підйому і спуску бурильної колони, ненагруженного елеватора, спуску обсадних колон, утримання у висячому положенні нерухомою колони або повільного її опускання при подачі долота на забій в процесі буріння або розширення свердловини. Котушковий вал і Пневмораскрепітель лебідки часто використовують для згвинчування і розгвинчування різьбових з'єднань бурильних і обсадних труб. Лебідка застосовується для підтягання, і підйому труб, грунтоносок та інших вантажів, а також при монтажі бурових вишок і устаткування на них.

Лебідки монтують на рівні підлоги бурової або під підлогою. Кожен з цих способів має свої переваги і недоліки. При установці над підлогою бурової є вільний доступ до всіх вузлів лебідки для їх обслуговування і ремонту. Вільний доступ до котушкового валу виключає необхідність монтажу допоміжної лебідки. Спрощується конструкція приводу ротора від лебідки. При установці під підлогою бурової значно зменшуються висота і маса блочного підстави, істотно знижується трудомісткість її монтажу і демонтажу, що має важливе значення для скорочення термінів будівництва бурових.

Бурова лебідка складається з жорсткої зварної металевої рами, на якій змонтовані на підшипниках кочення підйомний вал з барабаном для намотування талевого каната, котушковий і трансмісійний вали. Всі вали кінематично пов'язані між собою ланцюговими передачами, які передають їм крутний момент від коробки швидкостей і використовуються для регулювання частоти обертання валів. Лебідки кинематически пов'язані з коробками швидкостей і двигунами приводу ланцюгової або карданної передачею.

Бурильна колона зі свердловини піднімається при великих витратах потужності, а спускається під дією власної ваги. Тому лебідки повинні мати досить потужний привід і надійну гальмівну систему для поглинання енергії спуску колон. В процесі підйому бурильної колони її вага (навантаження на гаку) поступово зменшується і відповідно знижується витрата потужності приводу. Для збільшення ступеня завантаження двигунів приводу раціонально підвищувати швидкість підйому колони. Таким чином, з метою забезпечення високого коефіцієнта використання потужності приводу лебідки повинні бути багатошвидкісними.

Для підйому ненавантаженого елеватора лебідки повинні мати незалежну підвищену швидкість. Перемикання з будь-якої з швидкостей на підвищену швидкість «холостого» підйому повинно відбуватися швидко, легко і плавно, що досягається установкою подвійний ланцюгової передачі для приводу підйомного валу. Почергове включення однієї з цих передач проводиться за допомогою оперативних фрикційних муфт, якими керують з пульта бурильника. В процесі підйому колон змінної маси швидкості в коробці передач перемикаються періодично. Більшість лебідок не має оперативного управління швидкостями.

Талевий канат на барабан лебідки навивається і звивається з різними швидкостями. Швидкість руху ведучої гілки талевого каната залежить від швидкості руху гака і числа струн в оснащенні талевої системи. Швидкість гака при підйомі колони найбільшої ваги зазвичай становить 0,3 -> 0,5 м / с, а швидкість підйому ненавантаженого елеватора - 1,7 - 2 м / с. Більш високі швидкості підйому різко погіршують умови намотування і укладання каната на барабані лебідки і не дають істотного виграшу в часі. Найбільша швидкість спуску бурильної колони не перевищує 3 м / с, а найменша - при спуску обсадних колон може знижуватися до 0,2 м / с.

Виходячи з призначення, функцій і умов експлуатації, до бурових лебідок висувають такі основні вимоги.

1. Кінематична схема лебідки та обрані співвідношення швидкостей повинні забезпечувати найбільш раціональне використання встановленої потужності приводу. При цьому коефіцієнт корисної дії агрегату в цілому повинен мати високе значення.

Для підйому ненавантаженого елеватора в кожній лебідці необхідно передбачити незалежну підвищену швидкість на підйомному валу.

Гальмівна система повинна бути надійною в експлуатації. Кожну лебідку слід оснащувати подвійний гальмівною системою.

Необхідно, щоб швидкості лебідки включалися за допомогою муфт фрикційного типу оперативно, легко і плавно.

Кінематична схема лебідки повинна передбачати можливість передачі руху на механізм подачі долота і ротор.

Конструкція лебідки повинна забезпечувати безперебійну її роботу до капітального ремонту або списання. Витрати часу на монтаж і демонтаж лебідки повинні бути мінімальними. Всі передачі лебідки необхідно закривати міцними огородженнями.

Конструкція лебідки повинна дозволяти проведення дрібного поточного ремонту її в умовах бурової.

У даній роботі ми ставимо собі за мету на підставі конструкції запропонованого прототипу прорахувати геометричні розміри основних деталей лебідки і перевірити їх міцність.