Буровые лебедки

Буровые лебедки предназначены для спуска, наращивания и подъема бурильного инструмента и спуска обсадных труб. При использовании буровых установок с роторным вращателем их применяют для регулирования подачи бурового инструмента на забой, передачи вращения ротору, свинчивания и развинчивания труб; вспомогательных работ по подтаскиванию в буровую инструмента, труб и др., а также подъема собранной вышки в вертикальное положение.

Основными параметрами лебедок являются скорости навивки каната на барабан, тяговое усилие (грузоподъемность), размеры и канатоемкость барабана.

Значения скоростей навивки каната на барабан определяется скоростями подъема крюка V_к и числом подвижных струн u_т.с. талевой системы

V=V_кu_т.с           (12.50)

Минимальную (первую) скорость подъема крюка находят из выражения

V_к1=Nηλ₁/Q (12.51)

где N - мощность двигателя станка, кВт; η=η_п·η_с - к.п.д. передач от двигателя до барабана лебедки и к.п.д. талевой системы; λ₁ - коэффициент длительной перегрузки двигателя; для электродвигателей λ₁=l,3, а при использовании ДВС при этом отбираемая мощность не должна превышать 0,7-0,8 номинальной мощности двигателя; Q - нагрузка на крюк при установившемся движении, кН.

В таблицах приведены параметры буровых лебедок.

Показатели	Буровые лебёдки
	ЛБУ 22-720	ЛБУ 22-670	ЛБУЗ 7-1100	ЛБУ 2000 ПС	ЛБУ 3000 М1	ЛБУ 1200	ЛБУ- 1200 (Д-1)	ЛБУ- 1200 (Д-2)
Максимальное усилие в канате, кН	220	220	370	365	460	273	289	289
Расчётная мощность на входном валу, кВт	720	670	1100	1475	2200	2200	690	690
Диаметр талевого каната, мм	28	28	35	35	38	38	32	32
Примечание: Ширина тормозной колодки у всех лебёдок - 230 мм

Показатели	Буровая лебедка
	Б7.02. 00.000	СБ.02/ ЛБ-750	Б 1.02. 30.00 0	Б12.02. 02.00 0	Б12.02. 02 000-01	М12.02. 02 000
Буровые установки, в которых применены буровые лебедки	БУ1600/100 ДГУ БУ 1600/ 100ЭУ	БУ2900/ 17ДГУМ1	БУ2900/ 175 ЭП-М БУ2900/ 175 ДЭП-2	БУ2900/ 175 ЭПБМ1	БУ2900/ 200 ЭПК	БУ1600/ 100 ДММ
Расчётная мощность на входном валу подъёмного агрегата, кВт	300	550	550	550	550	300
Максимальное усилие в канате кН	145	225	225	225	250
Диаметр талевого каната, мм	25	28	28	28	28
Примечание. Ширина тормозной колодки у всех лебедок соответственно составляет 1180 и 230мм.

Номинальная мощность, необходимая для привода лебедки

              (12.52)

где Q_к - нагрузка на крюке от наибольшего веса бурильной колонны, МП; V_кmin=0,3÷0,5 - минимальная скорость подъема крюка, м/с; Nб.л -мощность на барабане лебедки; η_т.с.- к.п.д. талевой системы; η_л=0,85÷0,9 к.п.д. лебедки.

Лебедки буровых установок и станков делают многоступенчатыми, что дает возможность поднимать длинную тяжелую бурильную колонну малой скоростью, а легкую колонну с большой. Этим достигается сокращение времени на спускоподъемные операции, подъем бурового инструмента производится с более полным использованием мощности двигателя станка и располагаемого диапазона частот вращения барабана лебедки. Для определения рационального режима подъема бурового инструмента следует рассчитать длину инструмента, который может быть принят при разных частотах вращения барабана лебедки

          (12.53)

где N - номинальная мощность двигателя; η=η_п·η_т.с. - к.п.д. передач от двигателя до крюка; η_п - к.п.д. от двигателя до барабана лебедки, η_п=0,9; η_т.с - к.п.д. талевой системы; q₀=Q/L, где Q - нагрузка на крюке, L - общая длина бурового инструмента.

Длина бурового инструмента (количество свечей), поднимаемого на каждой скорости работы лебедки при условии полного использования возможностей буровой лебедки и мощности двигателя станка рассчитывается следующим образом.

Длина инструмента, который может быть поднят на первой скорости работы лебедки

             (12.54)

на второй скорости работы лебедки

         (12.55)

на третьей скорости работы лебедки

                (12.56)

и.т.д.

Для буровых установок геологоразведочного бурения максимальные скорости подъема регламентированы: при длине свечи 4,7 м максимальная скорость 1,6 м/с, при большей длине свечи - 2,0 м/с. В установках глубокого бурения скважин на нефть и газ максимальная скорость крюка ограничивается предельно допустимой скоростью навивки на барабан, величина которой не должна превышать 20 м/с.

Основные размеры барабана буровой лебедки - диаметр и длина его бочки. Диаметр барабана D_б определяется в зависимости от диаметра каната d_к.

После того, как определены основные размеры барабана, производится расчет напряжения сжатия в стенке барабана лебедки. При навивке каната в стенках бочки барабана возникают напряжения сжатия, изгиба и кручения.