ПРИВОД КАБЕЛЬНОГО БАРАБАНА КАРОТАЖНОГО ПОДЪЕМНИКА

Полезная модель относится к оборудованию для исследования буровых скважин и может применяться в каротажных подъемниках.
Одной из проблем приводов кабельного барабана лебедки каротажного подъемника является обеспечение широкого диапазона скоростей вращения барабана. Наряду с высокими скоростями, применяемыми для подъема и спуска приборов в скважину, для работы приборов необходимы очень низкие скорости вращения барабана. Известны решения этой проблемы, состоящие в применении сложной многоступенчатой механической трансмиссии между двигателем внутреннего сгорания шасси каротажного подъемника и кабельным барабаном его лебедки. Известны также системы регулируемого гидравлического или электрического привода кабельного барабана. Все эти системы приводов сложны и не обеспечивают стабильности малых скоростей движения.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является каротажный подъемник по патенту РФ 2179636, опубл. 20.02.2002 г., (прототип), содержащий, помимо других элементов, два планетарных механизма и гидравлическую систему регулирования скорости. Недостатком привода этого каротажного подъемника является его сложность. Задача полезной модели состоит в упрощении конструкции привода, расширении диапазона регулирования скорости и повышения стабильности скорости при ее малых значениях.
Задача решается тем, что привод кабельного барабана лебедки каротажного подъемника, содержащий, двигатель внутреннего сгорания и установленную между этим двигателем и барабаном лебедки механическую трансмиссию, включающую дифференциальную планетарную передачу с двумя входными звеньями и одним выходным звеном, содержит электродвигатель, кинематически соединенный с одним из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи.
Задача решается также тем, что привод содержит систему регулирования скорости электродвигателя, например частотный регулятор, а также нормально-замкнутый тормоз, соединенный с валом электродвигателя.
По сравнению с известными, предлагаемое техническое решение имеет более простую конструкцию.
На рисунке представлена кинематическая схема привода.
Привод содержит двигатель внутреннего сгорания 1 и установленную между этим двигателем и кабельным барабаном 2 механическую трансмиссию, включающую коробку перемены передач 3, коробку отбора мощности 4, дифференциальную планетарную передачу 5, конический редуктор 6 и цепную передачу 7. Привод также содержит электродвигатель 8. Одно из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи 5, в данном случае это ее коронное колесо 9, через коробку отбора мощности 4 и коробку перемены передач 3 соединено с двигателем внутреннего сгорания 1. Второе входное звено дифференциальной планетарной передачи 5, в данном случае это ее солнечная шестерня 10, соединено с электродвигателем 8. Выходное звено
дифференциальной планетарной передачи 5, в данном случае это ее водило 11, через конический редуктор 6 и цепную передачу 7 соединено с кабельным барабаном 2. С валом электродвигателя 8 соединен нормальнозамкнутый тормоз 12.
Привод имеет два режима работы. В первом режиме электродвигатель 8 выключен, а нормальнозамкнутый тормоз 12 заторможен. Благодаря этому соединенная с электродвигателем 8 солнечная шестерня 10 остается неподвижной и дифференциальная планетарная передача 5 работает как обычная планетарная передача и вращение от двигателя внутреннего сгорания 1 передается через коробку перемены передач 3, коробку отбора мощности 4, коронное колесо 9 на выходное звено, в данном случае это водило 11, и далее на кабельный барабан 2. При этом скорость вращения кабельного барабана 2 может изменяться только путем регулирования скорости двигателя внутреннего сгорания и переключением передач в коробки перемены передач 3. Этот режим используется при спуске и подъеме каротажных приборов в скважине, который производится при относительно высоких скоростях вращения кабельного барабана 2.
Во втором режиме одновременно работают как двигатель внутреннего сгорания 1, так и электродвигатель 8. При этом возможны различные комбинации направлений вращения звеньев дифференциальной планетарной передачи 5. Наиболее типичная комбинация, это обеспечиваемое двигателем внутреннего сгорания 1 вращение коронного колеса 9 в направлении, соответствующем вращению кабельного барабана 2 на подъем, и обеспечиваемое электродвигателем вращение солнечной шестерни 10 в направлении, соответствующем вращению
кабельного барабана 2 на спуск. При этом в дифференциальной планетарной передаче 5 происходит кинематическое вычитание скоростей вращения двух ее входных звеньев - коронного колеса 9 и солнечной шестерни 10. Скорость и направление вращения выходного звена - водила 11 и, следовательно, скорость вращения барабана 2 определяются разницей скоростей вращения двух входных звеньев - коронного колеса 9 и солнечной шестерни 10. Если скорость вращения солнечной шестерни 10 близка к скорости вращения коронного колеса 9, но меньше ее, водило 11 получает вращение с малой скоростью в направлении, соответствующем вращению кабельного барабана 2 на подъем. Если скорости вращения солнечной шестерни 10 и коронного колеса 9 равны, водило 11 имеет нулевую скорость. Если скорость вращения солнечной шестерни 10 близка к скорости вращения коронного колеса 9, но больше ее, водило 11 получает вращение с малой скоростью в направлении, соответствующем вращению кабельного барабана 2 на спуск.
Таким образом, за счет кинематического вычитания относительно больших скоростей вращения двух входных звеньев дифференциальной передачи 5 - солнечной шестерни 10 и коронного колеса 9, выходное звено - водило 11 и, следовательно, кабельный барабан 2 могут получать вращение с очень малыми скоростями, как на подъем, так и на спуск.
Регулирование скорости вращения кабельного барабана 2 осуществляется предусмотренной для этой цели системой регулирования скорости вращения электродвигателя 8 и регулированием скости двигателя внутреннего сгорания 1. При этом стабильность получаемым малых скоростей вращения кабельного
барабана 2 обеспечивается простотой регулирования относительно больших скоростей вращения двигателя внутреннего сгорания 1 и электродвигателя 2.
Поскольку электродвигатель применяется для работы в зоне малых скоростей вращения, его мощность невелика и он может получать питание от внешней сети или от автономного генератора.
В представленной кинематической схеме привода по соображениям наибольшей иллюстративности показаны только основные элементы. В реальных машинах механическая трансмиссия может иметь дополнительные узлы и детали, может использоваться иная комбинация входного и выходных звеньев дифференциальной планетарной передачи. Такого рода изменения не затрагивают сути полезной модели, состоящей в том, привод кабельного барабана лебедки каротажного подъемника, содержащий, двигатель внутреннего сгорания и установленную между этим двигателем и барабаном лебедки механическую трансмиссию, включающую, помимо других элементов, дифференциальную планетарную передачу с двумя входными звеньями и одним выходным звеном, содержит электродвигатель, кинематически соединенный с одним из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи.