ЛЕБЕДКА ДЛЯ СПУСКА И ПОДЪЕМА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ

Предлагаемое техническое решение относится к грузоподъемным механизмам, преимущественно к лебедкам и может быть использовано для спуска и подъема измерительных приборов в нефтяную скважину при проведении оперативных геолого-промысловых исследований с применением геофизического кабеля или скребковой проволоки.
Лебедка также может применяться при проведении каротажных работ и промысловых исследований обсаженных и не обсаженных нефтяных, газовых и водяных скважин.
Существует конструкция «Буровая лебедка» (а.с. №1579893, B 66 D 1/14, опубл. 23.07.90 г., Бюл. №27), которая содержит коробку передач, размещенные в ней ведомые валы с установленными на них звездочками цепных передач, дополнительный ведомый вал лебедки с установленными на нем барабаном и ведомыми звездочками / дополнительных цепных передач, соединенных посредством муфт, цепей и ведущих звездочек этих передач с ведомым валом коробки передач, снабженным переключающим устройством.
Ведомые звездочки дополнительных цепных передач и одна из муфт смонтированы в одном блоке и установлены с одной стороны барабана, а ведущие звездочки дополнительных цепных передач установлены на ведомом валу коробки передач и связаны с ним посредством дополнительного переключающего устройства.
Ведомый вал коробки передач выполнен из двух соединенных компенсирующей муфтой частей, на одной из которых установлены ведомые звездочки коробки передач, а на другой ведущие звездочки дополнительных цепных передач.
Ведомый вал лебедки выполнен из двух соединенных муфтой частей, на одной из которых установлен барабан лебедки, а на другой - ведомые звездочки дополнительных цепных передач.
Конструкция буровой лебедки проста в эксплуатации, однако громоздка в исполнении и не может плавно изменять скорость подъема - спуска, так как имеет четыре фиксированные скорости спуско-подъемочных работ, которые включаются переключающими устройствами.
Буровая лебедка имеет сложную конструкцию с двумя электродвигателями, цепными передачами, ленточным тормозом и т.д., и как следствие, невысокую надежность.
Конструкция «Лебедки» (описание изобретения к заявке №94030196, B 66 D 1/22, опубликовано 27.08.96 г. Бюл. №24) содержит корпус, поворотный барабан, расположенный внутри его редуктор и двигатель. Редуктор выполнен в виде дифференциальной волновой передачи и соосно расположенной планетарной передачи, при этом центральное наружное зубчатое колесо планетарной передачи неподвижно связано с поворотным барабаном, сателлиты планетарной передачи кинематически связаны с центральной шестерней, установленной на валу двигателя, неподвижно связанного с корпусом генератором волны волновой передачи, взаимодействующим через гибкое зубчатое колесо с двумя жесткими зубчатыми колесами, одно из которых неподвижно связано с поворотным барабаном, а другое с корпусом.
Недостатком данной конструкции является ее сложность, значительные вес и габариты, невозможность изменения скорости перемещения груза, невысокая надежность за счет использования волновой передачи и невозможность использования с электрическим кабелем.
Известна «Кабельная лебедка» (а.с. №463623, B 66 d 1/26, B 66 d 1/36. опубл. 15.03.75 г.. Бюл. №10) содержит корпус и установленные в нем на одной оси наружный барабан,
кинематически связанный с приводом, внутренний барабан, который выполнен с осью за одно целое и неподвижно закреплен в корпусе лебедки для спуска и подъема геофизических скважинных приборов, при этом на оси, в полости наружного барабана, установлена поворотная рама, несущая канатоведущий ролик, а на внутренней поверхности наружною барабана предусмотрена спиральная канавка, в которую предварительно уложен кабель. перематываемый посредством канатоведущего ролика на внутренний барабан.
Данная конструкция «Кабельная лебедка» уменьшает образование слабины кабеля при его намотке, но не позволяет наматывать кабель различного диаметра и проволоку.
«Лебедка для, для гидрологических исследований» (а.с. №468869, B 66 d 1/26. 30.04.75 г.. Бюл. №16) содержит установленные в корпусе с приводом основной барабан с закрепленным на нем силовым кабель - тросом, кабелеукладчик и посаженный на одной оси с основным, дополнительный барабан, который закреплен неподвижно и несет установленный внутри нею многоступенчатый планетарный редуктор, солнечное колесо одной из ступеней которого связано с выходным валом привода, а водило - с осью дополнительного барабана, при этом водило другой ступени редуктора несет траверсу с кабелеукладчиком, осуществляющую перемотку кабель - троса с основного барабана на дополнительный.
Эта конструкция «Лебедка для гидрологических исследований» обеспечивает бесконтактную передачу электроэнергии от судового агрегата к опускаемой на глубину исследовательской аппаратуре, а также исключение закручивания кабель - троса.
Однако данная конструкция на позволяет использовать кабели различного диаметра и проволоку, а также имеет ненадежную конструкцию узла с двумя параллельными роликами, которые перематывают кабели двумя параллельными ветвями.
Наиболее близкой конструкцией к предложенному техническому решению является «Лебедка для каротажа скважин» (а.с. №712376, B 66 D 1/12, Е 21 В 47/00, опубл. 30.01.80 г., Бюл. №4).
Конструкция лебедки для каротажа скважин с высоким давлением на устье содержит электродвигатель, кинематически связанный через редуктор с барабаном, и тормоз. Электродвигатель, барабан, редуктор и тормоз размещены в разборном герметическом корпусе, соединенным с полостью скважины, находящейся под избыточным давлением, а управление электродвигателем осуществляется по проводам связи с пульта.
Вал лебедки для каротажа скважин выведен наружу через сальник в стенке герметического корпуса для подвода механической энергии. В устройстве может быть применена разборная лебедка с кинематически связанными барабанами для раздельной намотки грузового и токоведущего элементов, а также смоточный барабан для размещения кабеля при монтаже лебедки.
Приведенная конструкция лебедки для каротажа скважин позволяет повысить производительность труда и шире использовать каротажные кабели и оборудование вне зависимости от условий на скважинах.
В данной конструкции глубинные приборы опускают в скважину на стальной проволоке. а в качестве токоведущего провода используют многожильный провод. Стальную грузовую проволоку наматывают на один барабан, а токовый провод на другой. Оба барабана находятся на одном валу. один конец которого выведен наружу через стенку стального корпуса. Барабан лебедки для каротажа скважин приводится во вращение электродвигателем и останавливается электромагнитным тормозом.
Недостатками этой конструкции является то, что глубинные приборы опускают в скважину на стальной проволоке, а в качестве токоведущего используют многожильный провод. Работа одновременно со стальной проволокой и кабелем приводит к неудобству при эксплуатации и уменьшает надежность конструкции.
Необходима высокая синхронизация вращения барабана намотки для стальной проволоки и барабана намотки кабеля.
Стальная проволока при намотке на барабан имеет тенденцию к разматыванию, а
электрический многожильный кабель подвержен этому в меньшей степени. Поэтому будет происходить провис электрического кабеля, что может привести к его перекручиванию и обрыву.
Решаемая техническая задача в предлагаемом техническом решении заключается в увеличении удобства при эксплуатации и надежности конструкции. Решаемая техническая задача в лебедке для спуска и подъема геофизических скважинных приборов, содержащей основание, на котором установлены электродвигатель, кинематически связанный через редуктор с барабаном, установленном на опоре, кабелеукладчик, токосъемник, частотный преобразователь, счетчик длины кабеля и пульт дистанционного управления, достигается тем, что редуктор выполнен совмещенным с редуктором кабелеукладчика и дополнительно имеет ручной привод, узел кабелеукладчика выполнен с роликами, соединенными в виде каретки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по двум гладким цилиндрическим направляющим за счет взаимодействия каретки и винта редуктора кабелеукладчика, а на каретке размещены поджимающие ролики.
Достижение поставленной цели в лебедке для спуска-подьема геофизических скважинных приборов обеспечивается тем, что редуктор выполнен совмещенным с редуктором кабелеукладчика и дополнительно имеет ручной привод. Это позволяет увеличить удобство при эксплуатации, так как при отключении электроэнергии возможен подъем- спуск приборов в ручном режиме.
Кроме того, достижение поставленной цели - увеличение надежности -гарантируется тем, что узел кабелеукладчика выполнен с роликами, соединенными в виде каретки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по двум гладким цилиндрическим направляющим за счет взаимодействия каретки и винта редуктора кабелеукладчика, а на каретке размещены поджимающие ролики.
В данном случае могут применяться специальные грузоподъемные кабеля диаметром ⌀3,6 мм и ⌀4,2 мм, возможно и применение скребковой проволоки
диаметром ⌀2,5 мм.
Применение только специальных грузовых кабелей или скребковой проволоки без использования одновременно и стальной грузовой проволоки увеличивает надежность конструкции.
На фиг.1 изображена лебедка для спуска и подъема геофизических скважинных приборов, вид сбоку, уменьшено.
На фиг.2 изображена лебедка для спуска и подъема геофизических скважинных приборов, вид сбоку, уменьшено.
На фиг.3 изображено сечение А-А по соединению каретки и винта редуктора кабелеукладчика.
На фиг.4 изображен поджимной ролик на каретке.
Лебедка для спуска и подъема геофизических скважинных приборов содержит основание 1, на котором установлены электродвигатель 2, кинематически связанный через редуктор 3 с барабаном 4, установленном на опоре 5, кабелеукладчик 6, токосъемник 7, частотный преобразователь 8, счетчик длины кабеля 9 и пульт дистанционного управления 10.
Редуктор 3 выполнен совмещенным с редуктором кабелеукладчика 11 и дополнительно имеет ручной привод 12, а узел кабелеукладчика 6 выполнен с роликами 13. соединенными в виде каретки 14, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по двум гладким цилиндрическим направляющим 15 за счет взаимодействия каретки 14 и винта 16 редуктора кабелеукладчика 6. На каретке 14 размещены поджимающие ролики 17.
Предлагаемая лебедка для спуска и подъема геофизических скважинных приборов работает следующим образом.
Перед началом работы лебедка для спуска и подъема геофизических скважинных приборов должна быть надежно заземлена с использованием штыря заземления.
Перед включением лебедки для спуска и подъема геофизических скважинных приборов
необходимо убедиться в правильности заправки кабеля в кабелеукладчике 6 и на барабане 4. С помощью пульта дистанционного управления 10 или вручную на лебедке включается электродвигатель 2. Крутящий момент электродвигателя 2 передается через ременную передачу и шестерни редуктора 3 на барабан 4 и редуктор кабелеукладчика 11 и далее на винт редуктора 16 кабелеукладчика 6.
При этом барабан 4 вращается, а кабелеукладчик 6 с кареткой 13 с помощью винта 16. редуктора кабелеукладчика 6, совершает возвратно-поступательные движения по двум гладким цилиндрическим направляющим 15.
Кабель или стальная скребковая проволока через ролики 13 каретки 14 наматываются (сматывается) на барабан 4. Винт 16 редуктора кабелеукладчика б имеет левую и правую резьбу и рассчитан на длину барабана 4.
Поджимающие ролики 17 не позволяют «соскочить» кабелю или скребковой проволоки из пазов роликов 13 каретки 14.
Электродвигатель 2 асинхронный, трехфазный, управляется от частотного преобразователя 8 и позволяет изменять скорость спуска - подъема геофизических скважинных приборов в широких пределах.
Возможно управление лебедкой от персонального компьютера.
При невозможности подключить электродвигатель 2 к сети электрического тока, возможна работа лебедки с помощью ручного привода 12, который расположен на редукторе 3.
Предложенная конструкция для спуска-подъема геофизических скважинных приборов позволяет увеличить удобство при эксплуатации за счет использования одного 1рузового электрокабеля или стальной скребковой проволоки, а также наличия в конструкции дополнительного ручного привода 12.
Увеличивается и надежность конструкции в целом, полученная за счет использования грузового кабеля, кабелеукладчика 6 с кареткой 14 и винта 16 редуктора кабелеукладчика, позволяющего равномерно укладывать кабель на барабан 4.
Реальная конструкция при мощности электродвигателя 2, составляющая 3 кВт. обеспечивает максимальную скорость спуска - подъема груза массой до 300 кг порядка 7000 м/ч.