Мобильная буровая система ИДЕЛЬ-200 на самоходном шасси

Пример 6. Оснастка талевой системы 5Х6;

Вес подвижной части талевой системы (талевого блока, каната и крюка) G_ТС = 80 кН;

Плотность стали, ρ_СТ = 7,85 г/см³;

Плотность бурового раствора, ρ_Р = 1,2 г/см³;

Средний вес 1 метра и длина бурильных и утяжеленных труб, соответственно:

q_БТ = 280 Н/м; l_БТ = 2200 м;

q_УБТ = 1000 Н/м; l_УБТ = 100 м

β = 1 / η = 1,05 – коэффициент сопротивления шкива

Решение

1. В состоянии покоя усилия во всех струнах одинаковы:

Р_ВЕД = Р_НЕП = Р₁ = Р₂ = Р_n = (Р_{К max} + G_ТС) / u_ТС

Р_ВЕД – усилие в ведущей струне, Н;

Р_НЕП – усилие в неподвижной струне, Н;

Р_n – усилие в рабочих струнах, Н;

Р_{К max} - максимальная статическая нагрузка на крюке, Н;

G_ТС – вес талевой системы, Н;

u_ТС – кратность талевой системы (кратность полиспаста)

Максимальная статическая нагрузка на крюке

Р_{К max} = (1 – ρ_Р / ρ_Т ) ∙ G_КВ + Р_ТР

Р_{К max} = (1 – 1,2 / 7,85) ∙ (280 ∙ 2200 + 1000 ∙100) = 606452 Н

тогда Р_ВЕД = Р_НЕП = Р₁ = Р₂ = Р_n = (606452 + 80000) / 10 = 68645,2 Н

2. Натяжение ведущей струны каната в период установившегося движения при подъеме:

Р^П_ВУД = (Р_{К max}+ G_ТС) / (u_ТС · η_ТС) = (606452 + 80000) / (10 · 0,8) = 85806,5 Н

где η_ТС– к.п.д. талевой системы

η_ТС = 1 – 0,02 · u_ТС = 1 – 0,02 · 10 = 0,8

Следовательно, при 10-струнной оснастке выигрыш в силе равен

Р_{К max} / Р^П_ВУД = 606452 / 85806,5 = 7,1

Однако, одновременно скорость подъема труб уменьшается в 10 раз.

3. Натяжение ведущей струны каната в период установившегося движения при спуске:

Р^С_ВУД = (Р_{К max} + G_ТС) · η_ТС / u_ТС = ((606452+ 80000) · 0,8) / 10 = 54916,16 Н

ВЫВОД: В момент подъема при установившемся движении усилие в ведущей струне больше в 1,56 раза, чем при спуске колонны.

4. Наибольшая сила натяжения каната возникает на ведущей струне, набегающей на барабан лебедки в начальный момент подъема колонны труб из скважины.

Р^П_ВЕД = [Р_{К max} + G_ТС + (G_КВ + G_ТС) ∙ ε_К / g] / (u_ТС · η_ТС)

где ε_К – ускорение крюка, м/с² (ε_К = 0,5 м/с²);

g – ускорение свободного падения, м/с²

Р^П_ВЕД = [606452 + 80000 + (716000 + 80000)∙0,5 / 9,81]/(10 ·0,8)=90877,9 Н

5. Натяжение рабочих струн при подъеме:

Р₁ = Р^П_ВУД / β = 85806,5 / 1,05 = 81720,5 Н

Р₂ = Р₁ / β = 81720,5 / 1,05 = 77829 Н

… Р₁₀ =…

Проверка: Р^П_ВУД = ΣР_i. Выполняется.

6. Натяжение неподвижной струны каната при подъеме в период установившегося движения

Р^ПУД_НЕП = Р^П_ВУД · η_ТС = 85806,5 · 0,8 = 68645,2 Н

СПУСК

8. Динамическая нагрузка в ведущей струне при спуске в период торможения с замедлением ε_КС = 0,5 м/с²:

Р^ТС_ВЕД = [Р_{К max}+ G_ТС + (G_КВ + G_ТС) ∙ ε_КС / g] · (η_ТС / u_ТС)

Р^ТС_ВЕД = [606452+80000+(716000+80000)∙0,5 /9,81]·(0,8/10) = 58161,83 Н

Талевая система буровой установки

Предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебедки поступательной. Через канатные шкивы кронблока и талевого блока в определенном порядке пропускается талевый канат, один конец которого крепится неподвижно, другой конец называемый ходовым крепится к барабану лебедки. По грузоподъемности и числу ветвей каната в оснастке талевой системы разделяют на различные типы, размеры. В БУ грузоподъемностью 50-75 т. применяется талевая система с числом шкивов 2х3 и 3х4, грузоподъемностью от 100 до 300 тонн. 4х5, 5х6, 6х7, где первая цифра обозначает число шкивов на талевом блоке, а вторая на кронблоке. Соединяют оснастку по специальной схеме. В талевую систему входит: талевый блок, кронблок и талевый канат.

Кронблок.

Талевые блоки

Представляют собой сварной корпус в котором помещаются шкивы и подшипниковые узлы. Применяют талевые блоки двух типов: для ручной расстановки свечей и АСП (автомат спуска-подъема). Талевые блоки состоят: из двух щек, к которым с обоих сторон приварены накладки. В верхней части щеки соединяются траверсой. В средней части у щек выполнена расточка для оси, на которой на подшипниках качения посажены шкивы. В нижней части справа и слева щеки соединены стяжками, на которых укреплен защитный кожух. Оси крепятся на двух гайках с предохранительной планкой от отвинчивания.

1 – установка блоков левая 2 – патрубок направляющий 3 – амортизатор 4 – блок 5 – установка блоков правая 6 – обтекатель правый 7 – скоба для подвески 8 – палец предохранительный 9 – палец 10 – втулка сменная 11 – стакан 12 – стопор 13 – траверса 14 – шарикоподшипник упорный 15 – ось траверсы 16 – обтекатель левый

Крюки и крюкоблоки.

Изготавливают в виде отдельных крюков или крюков соединенных с талевым блоком. Крюки и крюкоблоки служат для подвешивания при помощи штропов с элеваторами бурильных и обсадных труб при СПО, или вертлюга в процессе бурения.

По способу изготовления: кованные, литые и составные и бывают одно-, двух- трехрогий.

По конструкции пластинчатого крюка, соединяющегося осью со стволом и корпуса, которые с помощью осей подвешиваются к удлиненной части щек талевого блока. В внутри корпуса помещается стакан опирающийся на упорный шариковый подшипник, установленный на кольцевую площадку корпуса крюка. Во внутрь стакана помещается ствол крюка с трапециидальной резьбой на верху и навинченной гайкой. На ствол крюка надета пружина для компенсации осевых ударов. Зев крюка имеет стопорные пальцы.

Талевые канаты.

В талевых системах БУ применяются стальные, круглые шестипрядные канаты тросовой конструкции, получающиеся в результате двойной свивке проволок в пряди и прядей в канаты. Пряди в канаты свивают вокруг органического или металлического сердечника. Пряди талевого канатов изготавливают с числом проволок от 19-ти до 37-и в пряде. Используются высокоуглеродистые и высокомарганцовистая канатная проволока. Талевые канаты бывают прямой и крестовой свивки. При крестовой свивки проволоки вьются в пряди в одну сторону, а пряди канаты в противоположенную сторону. Изготавливают канаты правого и левого направлений. На БУ применяют канаты правой свивки диаметром 28, 32 мм типа ЛК-0 и ТК.

Отбраковка талевых канатов. Оборвана одна прядь на шаге свивки диаметром до 20 мм, число оборванных проволок составляет более 5%, свыше 20-ти мм до 10%, одна из прядей вдавлена в результате обрыва сердечника, канат вытянут или сплюснут и его наименьший диаметр составляет 75% и менее от первоначального. На канате имеется скрутка. При износе от коррозии, достигшей 40% и более от первоначального диаметра проволок, при наличии «жучков» и следов пребывания каната в зоне высоких температур.

Буровые лебедки

Буровые лебедки натягивают ведущие ветви каната талевой системы при спуско-подъемных операциях. При помощи лебедок осуществляется наращивание, свинчивание и развинчивание бурильных и обсадных труб, а также подъем А-образных вышек, подача бурильной колонны во время бурения, передача вращения ротору и подъем различных грузов. На рисунке показана принципиальная схема однобарабан­ной буровой двухвальной лебедки с ленточным (механическим) пневматическим главным тормозом, с двумя цепными переда­чами для привода главного барабана и двумя фрикционными муфтами для его оперативного включения. Главный барабан предназначен для навивки талевого каната и снабжен тормозными шкивами. Канат навивается на барабан при спуске и подъеме и развивается с различными скоростями. Скорость подъема крюка при подъеме колонны наибольшего веса составляет 0,3-0,5 м/с, а скорость подъема ненагруженного крюка - 1,7-2,0 м/с.

Для торможения подъемного вала лебедки во время спуска труб в скважину, а также при подаче их на забой в процессе бурения лебедка снабжается двухленточным колодочным тормо­зом. На рис. 8 показана принципиальная типовая схема тор­мозной системы буровой лебедки. Кран пневмо-торможения 1 сое­динен со стопором 2 тормозного рычага 3. Две тормозные ленты 6, подвешенные на пружинах 5, охватывают тормозные шкивы барабана 7. Одним концом ленты присоединяются к балансиру 11, установленному на стойке на раме лебедки перед барабаном, а другим концом - к тормозному валу 10.

Для уменьшения усилия торможения на противоположном конце тормозного вала смонтирован пневматический цилиндр 8, соединенный с полом буровой пружиной 9. При поступлении в его полость сжатого воздуха поршень передвигается и через шток, присоединенный к коленчатому валу тормоза, поворачивает по­следний, прижимая ленты с колодками к тормозным шкивам ле­бедки. Если необходимо остановить или снизить частоту вращения барабана, то бурильщик рукой нажимает рукоятку 4 по на­правлению к полу буровой. При этом вертикальные концы лент, присоединенные к балансиру, остаются неподвижными, а горизон­тальные, закрепленные на шейках коленчатого вала тормоза, на­тягиваются, и колодки, прикрепленные на их внутренних поверх­ностях, охватывают шкивы барабана и затормаживают его.

Для торможения подъемного вала лебедки во время спуска труб в скважину, а также при подаче их на забой в процессе бурения лебедка снабжается двухленточным колодочным тормо­зом. На рис. 8 показана принципиальная типовая схема тор­мозной системы буровой лебедки. Кран пневмо-торможения 1 сое­динен со стопором 2 тормозного рычага 3. Две тормозные ленты 6, подвешенные на пружинах 5, охватывают тормозные шкивы барабана 7. Одним концом ленты присоединяются к балансиру 11, установленному на стойке на раме лебедки перед барабаном, а другим концом - к тормозному валу 10.

Схема ленточного тормоза 1 – кран пневмоторможения2 – стопор рычага3 – рычаг тормозной4 – рукоятка 5, 9 – пружины 6 – лента тормозная7 – барабан лебедки8 – пневмоцилиндр10 – тормозной вал11 - балансир

При спуске тяжелых колонн с большой скоростью мощность торможения достигает 3- 5 тыс. кВт, а в процессе бу­рения она равна всего 3 - 20 кВт.

Вспомогательный тор­моз (гидромат) служит для поглощения значительной части энергии, выделяю­щейся во время спуска ко­лонн, что облегчает труд бурильщика и уменьшает износ колодок главного тор­моза.

Схема гидравличе­ского тормоза с холодильником.

Роторы.

Предназначены для передачи вращения колонне бурильных труб в процессе бурения и удержания на весу СПО. Ротор - это редуктор передающий вращение колонне бурильных труб от горизонтального вала трансмиссии. Состоит из: станины имеющий расточку для горловины в котором смонтирован приводной вал и вертикальной станины выполненные сверху вниз. В станине установлен шариковый подшипник, воспринимающий осевые нагрузки, на который упирается стол ротора с посаженным на него зубчатым венцом. Станина и стол имеют кольцевые проточки образующие лабиринтные уплотнения от попадания раствора в масляную ванну. По торцу диск стола имеет вертикальные пазы для фиксатора. Снизу в станине установлен вспомогательный подшипник центрирующий стол и воспринимающий вертикальные нагрузки. Подшипник опирается на фланец, который крепится болтами к нижнему торцу стола и образует ванну для нижней шариковой опоры. Сверху установлена крышка ротора. На приводной вал посажена коническая шестерня зубчатый передача. Вал опирается со стороны шестерни на два конических подшипника и один роликовый смонтированный в стакане. Стакан со стороны жидкости перекрыт крышкой, а со стороны подшипника лабиринтом. Стол имеет квадратное углубление ПКР.

Разрез ротора У7-520-3 1 – станина; 2 – основная опора стола ротора; 3 – коническое колесо; 4 – вспомогательная опора стола ротора;6 – сбрасыватель; 7 – стол; 8 – защелка;9 – вкладыш; 10 – зажимы; 11 – коническая шестерня; 12 – вал ведущий; 13 – храповик; 14 – подшипник; 15 – звездочка; 16 – указатель уровня масла

Буровые насосы.

Буровые насосы служат для подачи под давлением в скважину промывочной жидкости. Применяют только горизонтально приводные поршневые насосы. Состоит: из гидравлической и механической частей. Механическая часть при вращении вала с кривошипом шатун совершая колебательные движения приводит в действие крейцкопф. Движущимися в возвратно-поступательном в прямолинейных направлениях и связанный с ним при помощи штока поршень. Поршень совершает движение внутри цилиндра и происходит всасывание и нагнетание. Гидравлическая коробка состоит: из корпуса, лобовой крышки, коронки с уплотнением, цилиндра с уплотнениями, поршень со штоком, сальниковая коробка штока и клапанная коробка. Коронка прижимает цилиндр к корпусу и уплотнение цилиндра. Клапанная коробка состоит из седла запрессованного в корпус клапана, пружины, крышки клапана с уплотнением и винт. Насосы бывают двух- и трехпоршневые: двухпоршневые двойного действия, трехпоршневые односторонние.

Буровой насос У8-4

Предназначен для подачи к забою промывочной жидкости при бурении скважин роторным и турбинным способом. Входит в комплект поставки буровых установок «Уралмаш 5Д-61», «Уралмаш 6Э-61», «Уралмаш 3Д-61» и «Уралмаш 4Э-61»

Буровой насос У8-4

1 – рама; 2 – гидравлический блок; 3 – клапан; 4 – блок воздушных коллекторов;

5 – поршень; 6 – шток; 7 – направляющая крейцкопфа; 8 – шкив клиноременный;

9 – вал трансмиссионный; 10 – шестерня; 11 – колесо косозубчатое;

12 – шатун; 13 – вал кривошипный; 14 – картер; 15 – крейцкопф; 16 – станина;

17 - сальник

Техническая характеристика

Тип – Горизонтальный приводной поршневой двухцилиндровый двойного действия

Предыдущая6789101112131415161718192021Следующая

Оснастка талевой системы

Грузоподъемное оборудование

Грузоподъемное оборудование предназначено для проведения спуско-подъемных операций и состоит из вышек (матч), талевых систем, лебедок и их привода, которым чаще всего является двигатель транспортного средства. Параметры грузоподъемного оборудования определяются массой спускаемого инструмента и, следовательно, глубиной спуска и конструкцией скважинного оборудования.

Вышки и мачтыслужат для подвески талевой системы, под­держания колонны труб или штанг в скважине, отвода поднятой свечи труб или штанг от оси устья и складирования их на период ремонта. Вышки, имеющие три и более несущих элемента (ноги), относятся к башенным, а одна или две - мачтовые. Для подземного ремонта в основном используются мачтовые вышки. На промыслах используют подъемные сооружения двух видов: стационарные и пе­редвижные, которые монтируют в транспортном положении на спе­циальных тележках.

К стационарным сооружениям относятся различного типа вышки и мачты (двуножки). Вышки изготавливают из сортового проката или из отработанных бурильных и насосно-компрессорных труб. Стационарные вышки или мачты используются всего 2-3% кален­дарного времени в году. В основном их применяют на труднодос­тупных участках месторождений, технические характеристики при­меняемых вышек башенного типа представлены в таблице. Иногда это могут быть буровые вышки.

Таблица

Технические характеристики применяемых стационарных вышек башенного типа

В настоящее время пользуются практически только передвиж­ными мачтами и передвижными агрегатами с мачтами или вышками ремонта скважин.

К основным параметрам, определяющим конструкцию мачты, относятся грузоподъемность Р и высота Н. Технические характеристики мачт представлены в таблице.

Технические характеристики мачт для ремонта скважин

Мачта позволяет складировать трубы вертикально, т.е. устанавливать трубы за палец, а в некоторых из них (МЭСН-22х25) можно устанавливать за палец свечи из двух труб.

Расчет вышки

На вышку действуют нагрузки: 1) вертикальные - вес груза на крюке Qк, вес талевой системы Q_Т, натяжение мертвого и ходового концов Рн и Рх, вес вышки G_B; 2) горизонтальные - горизонтальная составляющая от веса труб, установленных за палец, и ветровые Р_в. Расчет вышки производится по максимальной ветровой нагрузке (ураганный ветер), во время которого нагрузка с крюка должна быть снята. Разрешается работать при скорости ветра до 25 м/с, который дает до 30% дополнительной нагрузки на стержни вышки. Эти нагрузки распределим на 3 группы и увеличим их соответствующими коэффициентами запаса (п₁:~1,1; п₂ ~1,5; пз~l,3 )

Q_l1= (Q_K + Р_Х+ Р_н) n₂;

Qш = Р_В пз ≈ O,3(Q_K+ Р_Х+ Р_н ) п₃

Общая расчетная нагрузка

Q_Р =Q_I +Q_II+Q_III

должна быть не больше допустимой максимальной кратковремен­ной нагрузки, которая обычно на 55-60% больше номинальной (приводится в паспорте).

Расчет оттяжек вышки производят с учетом горизонтальных нагрузок. Для этого по панелям, согласно методике [1], находят ветровые нагрузки, их равнодействующую и место ее приложения (рис. 6.1 [6]). Момент относительно точки А

G_BВ/2- P_B h + Т l siПψ = О

где G_B- собственный вес вышки; В и в - стороны нижнего и верх­него оснований вышки; Т - натяжение в оттяжке; h - высота точки приложения равнодействующей ветровой нагрузки;

h ≈ (В+2b) Н /3 (В+b) ;

где: Н - высота вышки);

Р_в- суммарная ветровая нагрузка на вышку;

1- расстояние места заделки оттяжки от опоры А

ψ- угол между направлением оттяжки и горизонталью.

Из уравнения моментов относительно точки А следует, что оттяжка не нужна при

Обычно ставят по две оттяжки с каждой грани вышки. Угол их направления с горизонталью - в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа (рис. 6.1 [1]), равен γ . Тогда натяжение в каждой оттяжке

Т₁ = Т/2sinγ

Топределяется из уравнения моментов относительно точки А и берется с запасом в 1,5-2 раза.

Напряжение в проволоках каната оттяжки должно быть

где δ - диаметр проволоки оттяжки; i - количество проволок, σв - предел прочности на растяжение материала проволоки; п - запас прочности, равный 4 - 5.

В случае установки труб за палец добавляются следующие нагрузки:

1) горизонтальная составляющая от веса труб Р_т , установленных за палец под углом α ≥80⁰ к горизонту,

2) половина ветровой нагрузки от труб, установленных за палец, Р_В'.

Произведение (Р + P_B)h' (h'- высота установленных труб, равная высоте расположения пальца вышки) включается в уравнение расчетного усилия в оттяжке.

При установке двух ярусов оттяжек усилия в них принимают приблизительно одинаковыми для обоих ярусов.

Расчет мачты

Мачта ВА (рис. 6.2) наклонена под углом φи укреплена растяжкой, направленной под углом αк горизонтали.

На крюк мачты действует нагрузка Q_K,а натяжение ходового конца Р_Хчастично уравновешивает мачту. Сжимающее мачту уси­лие Q_М и усилие в растяжке Т находят следующим образом:

1) силы Q_K и Р_Хзаменяют равнодействующей R, направленной под углом γ к горизонтали;

2) Q_Ми Т находят, раскладывая усилие R на направления мачты и оттяжки.

По усилию Т проверяют условия работы оттяжки, используя вы­ражение для напряжения в проволоках каната.

Из рис. 6.2 видно, что с удалением оттяжного шкива от сква­жин уменьшаются Q_Ми Т

Неработающую мачту проверяют на равномерно распределенную ветровую нагрузку q, определяемую по формуле:

.q = P_B/h

где P_B- суммарная ветровая нагрузка на мачту;

h - высота мачты.

Нижнее основание мачты считают закрепленным, а верх заделанным шарнирно. Для такой балки максимальный момент изгиба будет посередине

M max = q h² / 8

Если трубы установлены за палец мачты, при подсчете изгибающего момента M maxнеобходимо учесть сосредоточенную силу (Р_т' + Р_в') (см. расчет вышки).

Напряжения в ногах мачты при работе в условиях сильного ветра

где F_H- площадь поперечного сечения ноги мачты по металлу;

W - момент сопротивления ноги изгибу;

. φ - коэффициент продольного изгиба (дается в справочниках в зависимости от гибкости стержня λ).

где 1- длина ноги между опорами (поясами);

i - радиус инерции сечения ноги,

(дробь под корнем)

Здесь D и d - наружный и внутренний диаметры ноги,

f _ОТВ ­- площадь отверстий, выполненных в сечении.

Подсчитанное напряжение в ногах мачты должно быть в 1,3 раза меньше σ_т

В случае двуногой мачты при угле наклона ног мачты к гори­зонту αв плоскости мачты:

. σ = Q_М/ (2F_Н φ sin α) ± M_max / 2W

Талевая система

Талевая система установок представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока, талевого блока, стального каната, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой и механизмом закрепления неподвижного конца каната и объединяющего кронблок (неподвижная часть талевой системы) с талевым блоком (подвижная часть талевой системы). Талевая система предназначена для кратного увеличения подъемной силы установки при столь же кратном снижении скорости подъема (спуска) и нагрузки на тяговый орган установки (лебедку). Талевая система характеризуется оснасткой, записываемой в виде числа шкивов талевого блока и кронблока, к примеру 2 х3, 3 х4, 4 х5, 5 х6 и т.д. Кратность оснастки определяется умножением числа шкивов талевого блока на 2 и равна числу рабочих струн, удерживающих нагрузку на крюке и талевом блоке. Чем больше число рабочих струн каната и шкивов участвует в работе, тем медленнее будет подниматься (опускаться) талевый блок с крюком. Усилие в струнах талевого каната в состоянии покоя и движении не одинаковы.

При статическом нагружении (в состоянии покоя):

Р_т = Р_{К MAX}+ G_ТС

При динамическом нагружении

Р_т = (Р_{К MAX}+ G_ТС) (1+ ε_к /g)

Где: Р_{К MAX} – максимальная нагрузка на крюке

G_ТС - вес талевой системы (вес талевого блока, крюка и 2/3 веса длины каната талевой оснастки)

ε_к - ускорение крюка при подъеме (спуске)

g - ускорение свободного падения

Каким бы ни было усилие в рабочих струнах Рт – статическим или динамическим, оно равно: Рт = Р₁ + Р₂ +Р₃ + …..Р_n ;

Где : - Р₁ + Р₂ +Р₃ + …..Р_n усилия в рабочих (несущих) струнах талевой системы. В состоянии покоя они равны между собой, т.е.

Р₁ = Р₂ =Р₃ = …..Р_n = Рх = Рн

где : Рх и Рн – усилия в ходовой (ведущей) и неподвижной струнах талевого каната.

Тогда усилие в любой струне в состоянии покоя:

Р_I = Рт / u_тс ,

Где: u_тс – число несущих струн каната или кратность оснастки;

Рт - усилие в струнах талевого каната

При движении талевой системы вследствие трения каната о шкивы и трения в подшипниках шкивов нагрузка на струны каната не одинакова:

Рх = Р₁ / η_ш , Р₁= Р₂ / η_ш и т.д.

Где: η_ш – КПД струны шкива

КПД талевой системы η_тс зависит от числа шкивов, диаметра каната, степени их изношенности, нагрузки на крюке, состоянии подшипников, смазки и др. Для практических расчетов можно использовать формулу:

η_тс = 1- 0,02 u_тс

В период установившегося движения при подъеме натяжение ходового конца талевого каната:

Рхп = (Ркмах + G_ТС) / u_тс η_тс

Натяжение неподвижной струны каната при подъеме

Рнп = Рх η_тс

Натяжение ходового конца талевого каната при спуске

Рхс = (Ркмах + G_ТС) η_тс /u_тс

Скорость ведущей (ходовой) струны каната при подъеме V_В по условиям намотки на барабан лебедки не должна превышать 20м/с (уточняется по паспорту на установку, подъемник):

V_В = V_К u_тс ≤ 20м/с

Где: V_К - скорость крюка

Число шкивов, их размеры и кратность оснастки определяются допустимой нагрузкой на крюке, тяговым усилием лебедки, скоростью навивки каната на барабан, числом рядов навивки каната, размерами, прочностью, работоспособностью, типом и стоимостью талевого каната. Средняя частота вращения барабана лебедки:

.n_б.ср= v _х.ср 60/ πD_ср, об/мин

где: D_ср = (D₀ +Dе) / 2 - средний диаметр навивки каната, м

D₀ = D_б + d_к – минимальный диаметр навивки каната, м

D_б – диаметр бочки барабана, м

d_к - диаметр каната, м

Dе – наибольший диаметр навивки каната, м

Dе = Dб + α (2z-1) d_к , м

Где: α =0,93 -0,95 - коэффициент уменьшения диаметра навивки за счет укладки и смятия каната,

.z - число слоев навивки каната

Мощность на крюке при подъеме колонн, кВт

Nкп = Р_{К MAX} v _{к ср} /2 или Nкп = Р_{К MAX} v _{к min}

Оснастка талевой системы

а – однострунная; б – двухструнная; в – трехструнная;

г – четырехструнная; д – шестиструнная

Оснастка талевой системы- это последовательность навивки каната на шкивы кронблока и талевого блока исключающая трение ветвей друг о друга. Оснастка определяется числом шкивов, находя­щихся в работе.

Если «мертвый» конец каната закрепляется за низ вышки, то под­нимаемый груз распределяется на 2z струн каната, если же «мертвый» конец закрепляется за талевый блок, то груз распределяется на 2z + 1 струн, где z - число подвижных шкивов талевого блока.

К талевой системе так же относится ограничитель подъема талевого блока и механизм крепления неподвижной ветви талевого каната. Ограничитель подъема талевого каната служит для предотвращения возможности соударения талевого и кронблоков В процессе эксплуатации ограничитель представляет собой механизм, устанавливаемый под кронблоком, и включающий тормоз лебедки при подъеме блока выше положенного хода. Расстояние между кронблоком и механизмом ограничения определяется тормозным путем талевого блока на максимальной скорости подъема.

Кронблоки

Кронблокиэксплуатационные являются неподвижной частью талевой системы.

Кронблоки КБН предназначены ДЛЯ работы в районах с умерен­ным климатом, типа КБ - в умеренном и холодном климате.

Последние изготавливаются двух видов:

- исполнение 1 - для передвижных подъемных установок и стаци­онарных эксплуатационных мачт;

- исполнение II - с подкронблочной рамой для стационарных экс­плуатационных вышек

В зависимости от грузоподъемности кронблоки выпускаются с различным числом канатных шкивов, устанавливаемых на подшип­никах качения. Конструктивно кронблоки всех грузоподъемностей

не отличаются друг от друга. Шкивы у всех кронблоков расположе­ны на одной неподвижной оси, покоящейся на опорах и закреплен­ной стопорными болтами. Канатные шкивы, посаженные на ось на двух роликоподшипниках, разделяются друг от друга стопорными кольцами.

Во избежание перемещения шкивов вдоль оси кронблока после­дняя имеет с одной стороны бурт, а с другой - навинченную на резьбу оси круглую гайку со стопорной шайбой.

Смазка к роликоподшипникам поступает через продольное свер­ление внутри оси, которое связано радиальными сверлениями с по­лостью подшипников. Выходы продольного канала на концах оси зак­рываются шестигранными резьбовыми пробками. Шкивы снабжены крышками, предотвращающими вытекание смазки и попадание гря­зи в подшипники.

Шкивы кронблоков закрыты быстросъемным ограждением и кожухом. Ограждение кронблока предотвращает соскальзывание талевого каната со шкивов.

В кронблоке, кроме шкивов, связанных с талевым блоком имеются шкивы для работы с тартальной и вспомогательной лебедкой по одному на каждую лебедку (при соответствующей комплектации установки)

Талевые блоки

Талевый блок является подвижной частью талевой системы. Талевые блоки предназначены для работы в районах с умеренным климатом (тип БТН) и с холодным климатом. Талевые блоки всех типоразмеров (конструктивно отличающиеся друг от друга только числом канатных шкивов) представляют собой канатные шкивы, насаженные на роликоподшипниках на ось, неподвижно установленную в двух щеках, закрепленных гайкой. По аналогии с кронблоками канатные шкивы талевого блока имеют боковые крышки, предохраняющие от попадания грязи и вытекания смазки.

В настоящее время используются конструкции, совмещенные талевые блоки и крюки, называемые крюкоблоками. В этом случае серьга отсутствует, щеки талевого блока удлиняются и соединяются непосредственно с подвеской крюка.

Конечная конструкция получается проще и меньше в высотном габарите

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Оснастка талевой системы

Оснастка талевой системы представляет собой специальные компонентные узлы, которые участвуют в работе подъемных вышек. Благодаря данным компонентам можно снизить нагрузку на талевый трос и приспособить вышку для подъема и перемещения тяжелых грузов. За счет блочной системы осуществляется снижение тяговых усилий и подъем груза можно осуществлять без риска внезапного обрыва.

Конструктивные особенности системы

Оснастка состоит из нескольких блочных компонентов, которые используются последовательным образом для наматывания канатного троса. Расположение блоков подбирается в индивидуальном порядке с учетом ключевых технических характеристик вышки. Талевый канат наматывается на оснастку специальным образом, чтобы сократить нагрузку на основной механизм без использования более толстого троса. Система вышек мачтового типа оснащается уже после сборки конструкции в горизонтальном положении и в дальнейшем поднимается вертикальным образом в рабочее положение. К основному тросу подсоединяется крюк. Собранные компоненты способны выдерживать значительные механические нагрузки.

Разновидности оснастки для подъема грузов

В промышленности используется большое количество разновидностей оснасток, в частности наиболее популярными являются: 3x4, 4x5, 5x6 и 6х7 в зависимости от числа рабочих шкивов. Изделия могут отличаться количеством кронблоков, которые используются для передачи усилий на всю рабочую систему. Шкивы разного размера применяются с целью избежания случайной навивки троса, что способствует более плавной и надежной работе всей системы. Длина канатного троса может варьироваться в пределах 400 — 800 метров. К примеру, для вышки 41 м с оснасткой 4X5 и 5X6 подбирается трос длиной 450 — 570 м, а для подъемной конструкции 53 м с 5x6 (6X7) — 750 или 850 м.

Оснастка талевой системы 

Перед тем, как осуществлять установку оснастки специалисты проводят проверку креплений кронблоков к раме. Оснастка монтируется таким образом, чтобы талевые блоки уложенные в центре вышки могли вращаться без ограничений для шкивов. В ходе выполнения оснастки вышек мачтового типа блок укладывается внизу на основу по центру конструкции. Для дальнейшей работы специалисты демонтируют предохранительные щиты. Основная бухта с намотанным канатом монтируется в основе и закрепляется жесткими неподвижными креплениями.

Схема работы готовой оснастки определяется последовательностью соединения рабочих шкивов. Чтобы облегчить работу системы и снизить механические нагрузки специалисты используют пеньковый канат. После монтажа оснастки выполняется обязательная проверка шкивов, при этом длина свободного каната рассчитывается таким образом, чтобы при максимально опущенном буровом агрегате остаток троса на барабане составлял не менее 8-10 витков.

Запчасти для ремонта талевой системы буровой установки можно посмотреть в каталоге запчастей, по ссылке.