Определение параметров функционального назначения лебедки ЛБУ22-670

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЛЕБЕДКИ

1) Найти частоты вращения[ 2 стр.101-124] подъемного вала лебедки ЛБУ22-670. Коробка перемены передач (рисунок 2) получает мощность от силового привода установки на ведущий вал с помощью зубчатой муфты. На этом валу на шпонках закреплены две шестерни z = 45 и z = 23, передающие две частоты вращения ведомому валу коробки через зубчатые колеса z=66 и z=88, находящиеся на валу на подшипниках качения и включаемые с помощью двусторонней зубчатой муфты. Третье зубчатое колесо z=40 закреплено на ведущем валу на подшипниках и жестко соединено с помощью шпонки с валом, а затем передает вращение на ведомый вал через зубчатое колесо z=78, установленное на валу на шпонке. Таким образом, ведомый вал получает от ведущего две частоты вращения. При помощи двух зубчатых передач 4566 и 2388 подъемный вал получает две частоты вращения- быструю и тихую. Барабан от зубчатого колеса z=78 включается с помощью шинно-пневматической муфты 2МШ1070200. Вращение на ротор 1865 передается включением шинно-пневматической муфты МШ500 от отдельного электродвигателя. Ротор включается шинно-пневматической муфтой. Если принять частоту вращения подъемного вала лебедки равной 296 об/мин (тихого) и 575 об/мин (быстрого) [ 4 с.80], то для определения частоты вращения надо сделать следующие вычисления:

 об/мин;         об/мин.

2) Определить скорости подъема крюка, зная частоту вращения подъемного вала n_i и расчетный диаметр барабана D_p.

Примем D_p=D_p2=0,594 м  .

Скорость подъема крюка

v_ki=π·D_p·n_бi/(60·u_ТС),                                        (1)

где u_ТС = 10— число рабочих струн при оснастке 5х6; 60 — для перевода частоты вращения вала в 1 мин в частоту вращения в 1 с.

Скорости крюка (в м/с):

«Тихие»

vмин_k1=0,2 м/с;    vмах_k2= 3,14·0,594·296/(60·10)=0,92 м/с.

«Быстрые»

vмин_k1= 3,14·0,594·296/(60·10)=0,92 м/с;

vмах_k2= 3,14·0,594·575/(60·10)=1,79 м/с.

1,2-зона работы на I и II скорости соответственно

Рисунок 4.1- Характеристика буровой лебедки ЛБУ22-670

Скорость навивки каната на барабан при оснастке 5x6 в 10 раз выше скорости подъема крюка и составит соответственно: 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16 м/с (см. рисунок 4.1).

3) Определить нагрузки на крюке при различных скоростях подъема v_ki. Вес подвижной части талевой системы Q_тс = 100 кН, оснастка 5x6.

Мощность на подъемном валу лебедки ЛБУ22-670

N_л = 0,8·N_max = 0,8·670 = 536 кВт,

где   N_max=670    кВт — максимальная    мощность    привода     лебедки

Подъемная сила (в кН) на крюке при различных скоростях его подъема

P_ki= N_л·η_ТС·η_л/ v_ki - Q_тс=536·0,80·0,9/ v_ki – 100=386/ v_ki-100,          (2)

где η_ТС — к. п. д. талевой системы; η_л =0,9 — к.п. д. лебедки. При u_тс = 10  

η_ТС =1—0,02·u_тс                                                                            (3)

η_ТС = 1 —0,02·10 = 0.80.

          4) Для установки БУ3200 с лебедкой ЛБУ22-750 при оснастке талевой системы 5x6 определить число свечей длиной l=25 м из труб диаметром 114 мм, которые могут быть подняты на 1 скорости.

Исходные данные: мощность на подъемном валу лебедки 536 кВт; частота вращения вала лебедки 296 об/мин; диаметр барабана лебедки 0,5 м; вес подвижной части талевой системы G_ТС = 100 кН; вес 200 м утяжеленных бурильных труб G_Убт=380 кН,c корость подъема крюка на 1 скорости v_k1= 0,62 м/с , максимальный вес труб, поднимаемых из скважины на третьей скорости Р_кз=981 кН.

Число свечей из 114-мм труб, которое можно поднять на 1скорости:

,

где q_бт=300 Н/м — вес 1 м труб;  ρ_р=1,3 и ρ_с=7,85 — плотности соответственно бурового раствора и стали.

Следовательно, на 1 скорости можно поднимать 95 свеч и УБТ, находящиеся над долотом.

Рисунок 4.2 – Кинематическая схема буровой установки БУ3200/200 ЭУК-3МА