ЛЕБЕДКА БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к грузоподъемным механизмам и может быть использована в буровой установке в качестве лебедки для подъема и спуска бурильного инструмента, спуска обсадных труб, автоматической подачи долота на забой, ликвидации аварий, возникающих при проводке скважин, подъема и опускания вышки.
Известна буровая лебедка (RU 89093, публ. 27.11.2009 г.). Лебедка содержит подъемный вал с барабаном, два электродвигателя основного регулируемого привода, обеспечивающие двигательный и тормозной режимы при подъеме и спуске груза. Электродвигатели соединены через карданные валы с двумя ведущими валами редукторного механизма и установленными на них шестернями, передающими крутящий момент к суммирующему зубчатому колесу. Суммирующее зубчатое колесо редукторного механизма смонтировано на конце подъемного вала.
На этом же конце вала, с внешней стороны редукторного механизма, смонтирован механический многодисковый тормоз. Электродвигатели основного регулируемого привода расположены со стороны механического многодискового тормоза. Для равномерного распределения нагрузки на элементы редукторного механизма, ведущие валы расположены симметрично друг другу относительно оси подъемного вала. В составе лебедки предусмотрен дополнительный привод, соединенный посредством муфты включения, и карданного вала с входным валом редукторного механизма. Механизм включения дополнительного привода представляет собой пневматический цилиндр с рычагами, установленный на раме лебедки.
В конструкции известной лебедки на подъемном валу смонтирован барабан, суммирующее колесо редукторного механизма и механический многодисковый тормоз. Такое решение не позволяет восстановить работоспособность лебедки в условиях эксплуатации при выходе из строя любого из выше указанных агрегатов или их подшипниковых опор, требует демонтажа лебедки и ее ремонта в заводских условиях, что приводит к длительному простою буровой установки.
Расположение электродвигателей основного регулируемого привода со стороны механического многодискового тормоза вынуждает использовать карданные валы для соединения с ведущими валами редукторного механизма, что снижает компактность лебедки.
Размещение дополнительного привода с карданным валом и механизмом включения требует дополнительных габаритов. Кроме этого, согласно кинематической схемы известной буровой лебедки, элементы механизма включения дополнительного привода, при отключенном дополнительном приводе, находятся в постоянном сопряжении с одним из ведущих валов редукторного механизма, что приводит к их повышенному износу и требует дополнительного обслуживания.
Задача настоящего технического решения заключается в повышении надежности буровой лебедки, возможности восстановления ее работоспособности в условиях эксплуатации, уменьшении сроков простоя буровой установки при ремонте и обслуживании лебедки, а также в уменьшении габаритов лебедки.
Для решения поставленной задачи буровая лебедка содержит барабан с подъемным валом, на одном конце которого установлен механический многодисковый тормоз, а второй через съемную зубчатую муфту соединен с выходным валом редукторного механизма. Редукторный механизм представляет собой двухступенчатый односкоростной редуктор, входной вал которого состоит из двух соосно расположенных, имеющих возможность независимого вращения частей, одна из которых через съемную зубчатую муфту соединена с электродвигателем регулируемого привода буровой лебедки, обеспечивающим двигательный и тормозной режимы при подъеме и спуске груза, а вторая - через съемную зубчатую муфту соединена с дополнительным приводом, при этом механизм включения дополнительного привода смонтирован на части вала, соединенной с дополнительным приводом и расположен внутри редукторного механизма. При этом механический многодисковый тормоз жестко соединен с соответствующей опорой подъемного вала.
Наличие в конструкции заявляемой лебедки съемных зубчатых муфт между основными агрегатами лебедки позволяет в условиях эксплуатации демонтировать и заменить на исправный любой дефектный агрегат и продолжать эксплуатацию лебедки. Жесткое соединение механического многодискового тормоза с одной из опор подъемного вала, позволяет в случае поломки демонтировать подъемный вал вместе с тормозом, не затрагивая редукторный механизм. Совмещение механического многодискового тормоза с одной из опор подъемного вала повышает компактность лебедки. Механизм включения дополнительного привода, смонтированный на части вала, соединенной с дополнительным приводом не требует дополнительной смазки для работы его деталей. При работе лебедки от основного привода, детали механизма включения дополнительного привода не находятся в сопряжении с вращающимися валами редукторного механизма и не подвергаются износу. Расположение механизма включения дополнительного привода внутри редукторного механизма не требует дополнительного габарита и технического обслуживания.
Новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в повышении надежности буровой лебедки, в возможности ее восстановления в условиях эксплуатации и компактности ее компоновки.
Принципиальная кинематическая схема заявляемой лебедки приведена на рисунке. Лебедка содержит вал подъемный 1 с барабаном 2, смонтированный на опорах 3 и 4, основной привод, включающий в себя электродвигатель 5 и редукторный механизм 6, внутри которого расположены вал входной, состоящий из двух соосно расположенных частей 8 и 13, вал промежуточный 9 и выходной вал 10 с шестернями первой и второй ступени. Соосно расположенные части 8 и 13 входного вала редукторного механизма имеют возможность независимого вращения. С валом подъемным 1 через съемную зубчатую муфту 11 соединен выходной вал 10 редукторного механизма 6. На опоре 3 жестко смонтирован механический многодисковый тормоз 12.
Электродвигатель 5 основного регулируемого привода посредством съемной зубчатой муфты 7 соединен с входным валом 8 и передает вращение через две ступени редукторного механизма на выходной вал 10. Привод дополнительный 14 через съемную зубчатую муфту 15 соединен с входным валом 13 редукторного механизма 6. Включение привода дополнительного осуществляется механизмом включения, состоящего из пневмоцилиндра 16, подвижной зубчатой втулки 17, расположенного внутри редукторного механизма 6. В целом лебедка представляет собой транспортабельный агрегат, на раме которого расположены перечисленные механизмы.
Подъемный вал 1 выполняет процесс намотки каната на барабан и сматывания с него при спускоподъемных операциях, бурении и других работах. Привод подъемного вала 1 лебедки с барабаном 2 обеспечивается электродвигателем 5 через двухступенчатый односкоростной редукторный механизм 6. Электродвигатель 5 основного привода лебедки позволяет производить подъем и спуск грузов с регулируемой скоростью вплоть до полной остановки. С входного вала 8 вращение передается через шестерни первой и второй ступеней редуктора на вал промежуточный 9, вал выходной 10 и далее через муфту зубчатую 11 - на вал подъемный 1. Кроме основного привода лебедка может работать от привода дополнительного 14. Фиксация барабана 2 лебедки в неподвижном положении после его остановки электродвигателем производится механическим многодисковым тормозом 12.
Таким образом заявляемая лебедка характеризуется повышенной надежностью, возможностью ее восстановления в условиях эксплуатации и компактностью компоновки.