Диагностика буровой лебедки ЛБУ-1200

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1. Буровая лебедка и ее назначение……………………………………….5
1. Устройство и конструктивные особенности буровой лебедки ЛБУ-1200…………………………………………………………..6
2. Расчет буровой лебедки ЛБУ-1200…………………………………….11
1. Расчет основных параметров буровой лебедки ЛБУ-1200……12
2. Расчет  передаточных  отношений   для   буровой   лебедки   ЛБУ-1200………………………………………………………….15
3. Расчет надежности буровой лебедки……………………………17
3. Техническая диагностика буровой лебедки ЛБУ-1200……………….18
1. Принципы   диагностирования  неисправностей  буровых  лебедок…………………………………………………………….18
2. Методы и средства контроля технического состояния буровой лебедки…………………………………………………………….21
3. Схема установки диагностических датчиков…………………...23
4. Патентно-информационный обзор……………………………………..25

Заключение……………………………………………………………………..29

Список использованных источников…………………………………………30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Буровая лебедка и ее назначение

Буровая лебедка — основной агрегат спуско-подъемного комплекса  буровой установки. Она предназначена  в основном для создания тягового или тормозного усилия в ведущей  ветви талевого каната. Лебедка необходима для подъема и спуска бурильной  колонны, ненагруженного элеватора, спуска обсадных колонн, удержания на весу неподвижной колонны или медленного ее опускания при подаче долота на забой в процессе бурения или  расширения скважины

Лебедки монтируют на уровне пола буровой или под полом. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. При установке над  полом буровой имеется свободный  доступ ко всем узлам лебедки для  их обслуживания и ремонта. Свободный  доступ к катушечному валу исключает  необходимость монтажа вспомогательной  лебедки. Упрощается конструкция привода  ротора от лебедки. При установке  под полом буровой значительно  уменьшаются высота и масса блочного основания, существенно снижается  трудоемкость ее монтажа и демонтажа, что имеет немаловажное значение для сокращения сроков строительства  буровых.

Бурильная колонна из скважины поднимается при больших затратах мощности, а спускается под действием  собственного веса. Поэтому лебедки  должны иметь достаточно мощный привод и надежную тормозную систему  для поглощения энергии спуска колонн. В процессе подъема бурильной  колонны ее вес (нагрузка на крюке) постепенно уменьшается и соответственно снижается  затрата мощности привода. Для увеличения степени загрузки двигателей привода  рационально повышать скорость подъема  колонны. Таким образом, с целью  обеспечения высокого коэффициента использования мощности привода  лебедки должны быть многоскоростными.

Исходя из назначения, функций  и условий эксплуатации, к буровым  лебедкам предъявляют следующие  основные требования.

1. Кинематическая схема лебедки и выбранные соотношения скоростей должны обеспечивать наиболее рациональное использование установленной мощности привода. При этом коэффициент полезного действия агрегата в целом должен иметь высокое значение.

2. Для подъема ненагруженного элеватора в каждой лебедке необходимо предусмотреть независимую повышенную скорость на подъемном валу.
3. Тормозная система должна быть надежной в эксплуатации. Каждую лебедку следует оснащать двойной тормозной системой.
4. Необходимо, чтобы скорости лебедки включались при помощи муфт фрикционного типа оперативно, легко и плавно.
5. Кинематическая схема лебедки должна предусматривать возможность передачи движения на механизм подачи долота и ротор.
6. Конструкция лебедки должна обеспечивать бесперебойную ее работу до капитального ремонта или списания. Затраты времени на монтаж и демонтаж лебедки должны быть минимальными. Все передачи лебедки необходимо закрывать прочными ограждениями.
7. Конструкция лебедки должна позволять проведение мелкого текущего ремонта ее в условиях буровой.

 

1.1. Устройство и конструктивные особенности

буровой лебедки  ЛБУ-1200.

Лебедка монтируется на сварной металлической  раме 4, приспособленной для ее перевозки  и перемещения подъемным краном при монтажно-демонтажных работах. К раме приварены корпуса масляных ванн 3 и 10 цепных передач, соединяющих  лебедку с коробкой перемены передач. В отцентрированных отверстиях корпусов масляных ванн установлен подъемный  вал с барабаном 7 буровой лебедки.

В корпусе 10 размещается вторая цепная передача, используемая для привода вала 11 трансмиссии ротора.

Вал трансмиссии ротора на сферических  роликоподшипниках устанавливается  в дополнительной расточке корпуса 10 и выносной опоре 12, закрепленной на раме лебедки. Масляные ванны, закрытые крышками и промежуточными кожухами 15 и 19, соединяются с коробкой перемены передач. Для устранения утечек масла, используемого для смазки цепных передач, в стыковых разъемах масляных ванн устанавливаются прокладки.

Промежуточные кожухи при транспортировке лебедки  вводятся во внутреннюю полость масляных ванн, а наружные их фланцы закрываются  кожухами 16 и 18. На раме со 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 и соединяется  с ним кулачковой муфтой 13. На раме установлены два тахогенератора 9 и 20.

Тахогенератор 9 предназначен для контроля частоты  вращения стола ротора и соединяется  цепной передачей с валом 11 трансмиссии  ротора. Тахогенератор 20 соединяется  с валом электромагнитного тормоза  и предназначен для контроля скорости спуска колонн труб при автоматическом режиме работы электротормоза. На стойке 1 установлен командоаппарат комплекса  АСП для блокировки перемещений  механизма захвата свечи и  талевого блока. Привод командоаппарата осуществляется от цепной звездочки на подъемном валу лебедки.

К раме крепится воздухопровод 6 системы пневматического  управления лебедкой.

Подъемный вал — основа буровой лебедки. Между коренными подшипниками 15 подъемного вала 19 напрессованы ступицы дисков барабана 18. В правом более доступном для работы диске имеется внутренний прилив (сечения А—А и С—С) для крепления талевого каната планкой 32 и болтами 33. В буровых лебедках канат крепится с внутренней либо наружной стороны диска. Узел крепления должен быть надежным и удобным в работе. Наружное расположение узла крепления более доступно и удобно для быстрого крепления и освобождения каната. Недостаток наружного крепления — повреждение витков каната в результате трения с верхней кромкой углубления для заделки каната.

Наиболее  распространены простые в изготовлении барабаны с гладкой наружной поверхностью. Для улучшения намотки барабан  лебедки снабжается съемными накладками, имеющими параллельные и переходные спиральные канавки для укладки  витков каната. Симметричное расположение параллельных и спиральных участков канавки на длине отдельных витков способствует снижению инерционных  нагрузок от дисбаланса, создаваемого в результате одностороннего увеличения радиуса навивки в местах перехода смежных слоев каната.

К дискам барабана крепятся тормозные  шкивы 16 (Приложение А). В рассматриваемой  конструкции тормозные шкивы  снабжены кольцевой рубашкой для  охлаждающей воды. Вода в тормозных  шкивах циркулирует по замкнутому циклу. Для этого через устройство 8 на торце вала и трубку, установленную  внутри вала, по трубам 20 вода поступает  в правый, а затем в левый  шкив, из которого по кольцевому пространству между отверстием вала и подводящей трубкой отводится в приемный бак для последующего использования. Пробки 17 в тормозных шкивах служат для слива воды во избежание ее замерзания при длительных остановках лебедки.

Коренные роликовые радиально-сферические  подшипники 15 подъемного вала, установленные  в расточках корпуса масляной ванны, смазываются густой смазкой  через тавотницы 34. Внутренние обоймы роликоподшипников фиксируются  на валу распорными втулками, а наружные — торцовыми крышками корпуса подшипника. Для компенсации температурных удлинений вала между корпусом 35 и наружной обоймой 36 одного из подшипников имеется необходимый зазор (узел 1 Приложение А). Радиальные и торцовые лабиринтные уплотнения в крышках служат для удержания смазки в подшипниках.

Цепное колесо 1 тихоходной передачи и шкив шинно-пневматической муфты 12 имеют общую ступицу 2, посаженную на вал на свободно вращающихся роликовых  радиально-сферических подшипниках, подобных подшипнику 21. На валу внутренние обоймы подшипников фиксируются  втулками. Наружная обойма правого  подшипника в расточке ступицы фиксируется  от осевых перемещений пружинным  кольцом и крышкой. Левый подшипник  в ступице устанавливается свободно. Обод 10 шинно-пневматической муфты 12 планшайбой 5 крепится к ступице 6, напрессованной на вал.

Воздух для включения шинно-пневматической муфты 12 поступает через вертлюжок 7, воздухопровод 4 и клапан-разрядник 11. При отказе муфты и в случае недостаточного давления воздуха для  соединения муфты используются аварийные  болты 9, которые ввертываются в приливы  планшайбы и входят в пазы шкива. По правилам безопасности установка  аварийных болтов 9 обязательна при  использовании буровой лебедки  для подъема вышки. Разъемное  соединение цепного колеса 1, шкивов 14, 24 и планшайб 5, 26 со ступицами позволяет  ремонтировать муфты и заменять цепное колесо без съема напрессованных на вал ступиц.

Кожух 13 предохраняет шкив 14 от попадания  масла. Подшипники ступицы 2 смазываются  с помощью масленки 3 с трубкой, ввернутой в ступицу. Аналогично на другом конце подъемного вала установлены  шинно-пневматическая муфта 25 и цепные колеса 22 «быстрой» скорости лебедки  и 23 трансмиссии ротора. Воздух к  шинно-пневматической муфте 25 поступает  через вал электромагнитного  тормоза, вертлюжок 28, отверстие в  вале 19, воздухопровод 30 и клапан-разрядник 31.

Кулачковые полумуфты 27 и 29 используются для соединения подъемного вала с  валом электромагнитного тормоза. Для устранения биения при вращении крупные детали подъемного вала и  вал в сборе подвергаются балансировке. Все болтовые соединения подъемного вала лебедкой законтрены.

 

2. Расчет буровой лебедки ЛБУ-1200.

Лебедка ЛБУ-1200 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 с помощью стяжек соединяется с общей рамой коробки скоростей и РПД. Трансмиссия привода ротора также смонтирована па отдельной раме.

Подъемный вал 25 лебедки с барабаном смонтирован на подшипниках качения. Справа на валу на подшипниках качения смонтировано двойное цепное колесо с z = 40, которое сблокировано с шинно-пневматической муфтой 27. На конце вала посажена кулачковая полумуфта 28, которая соединяет подъемный вал с валом электромагнитной тормозной машины 29.

Слева на подъемном валу на подшипниках  качения установлено цепное колесо с z = 81.

Приводной блок лебедки состоит из цепной коробки  скоростей и регулятора подачи долота. В коробке скоростей смонтированы на подшипниках качения трансмиссионный  вал 21 и промежуточный вал 24. На трансмиссионном  валу жестко посажены два цепных колеса с z = 27 и на подшипниках качения  установлено цепное колесо с z = 30, сблокированное с кулачковой полумуфтой 18. Вторая полумуфта 19 сблокирована с зубчатым колесом 20, с правой стороны трансмиссионного вала находится шинно-пневматическая муфта 22 для включения привода. С левой стороны на этом же валу смонтирован шкив тормозной шинно-пневматической муфты 11, которая предназначена для быстрого торможения валов и их фиксации при переключении скоростей кулачковыми муфтами и зубчатым зацеплением.

На  промежуточном валу на подшипниках  качения смонтированы цепные колеса с z = 52 и z = 34, сблокированные соответственно с кулачковыми полумуфтами 13 и 15. На этом же валу неподвижно посажены цепные колеса с z=27 и z = 39 и зубчатое колесо 23. Левый конец промежуточного вала 24 соединяется соосно с помощью  шинно-пневматической муфты 9 со вторым промежуточным валом 4, на котором  неподвижно посажено цепное колесо с z=21 и шинно-пневматическая муфта 5 для  соединения его с валом редуктора  РПД. Регулятор подачи долота смонтирован  на общей раме с коробкой скоростей  и состоит из редуктора 6, колодочного  тормоза 7 и приводного электродвигателя 8.

Трансмиссия привода ротора состоит из цепной передачи 30, передающей мощность с подъемного вала через спаренную шинно-пневматическую муфту 31 коническому редуктору 32. От него передача осуществляется через  вертикальный карданный вал к  верхнему коническому редуктору, который  связан горизонтальным карданным валом  непосредственно с приводным  валом ротора.