СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МОБИЛЬНОЙ БУРОВОЙ И ГРУЗОПОДЪЕМНОЙ ТЕХНИКИ

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно к области испытаний мобильной буровой и грузоподъемной техники, а более конкретно к стендам для испытаний грузоподъемного оборудования статическим и динамическим нагружением. Она может быть использована и в других механизмах, где требуется создание больших усилий, перемещение больших грузов, испытание конструкций на прочность, тарировка аппаратуры.
Конструкции стендов по статическому и динамическому нагружению зависят от требований по создаваемому усилию и скорости перемещения груза.
Аналогом является полезная модель (РФ № 143959, Е21В 17/00 «Мобильный стенд для испытаний грузоподъемных установок», заявленная 26.11.2013).
Мобильный стенд для испытаний грузоподъемных установок, содержащий основание с жестко закрепленной на нем проушиной, устройство измерения нагрузки, тянущий домкрат, подключенный к гидравлической насосной станции гидросистемой, приспособление крепления тянущего домкрата к штропам талевой системы грузоподъемной установки, при этом основание выполнено в виде продольной силовой балки, длина которой определена условием нагрузки, и установленной на ней поперечной балки упора, а тянущий домкрат одним концом соединен с проушиной через устройство измерения нагрузки, а другим - со штропами талевой системы грузоподъемной установки через приспособление крепления тянущего домкрата к штропам талевой системы грузоподъемной установки.
Недостатком данного стенда является возможность проведения испытаний только статическим нагружением и, соответственно, невозможность проведения динамических испытаний и невозможность проведения притирки тормозов ввиду отсутствия на этом стенде дополнительного оборудования для проведения динамических испытаний, в частности фермы (мачты) и грузов, предназначенных для нагружения лебедки буровой установки или притирки ее тормозов.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели, взятой заявителем в качестве прототипа, является полезная модель РФ № 73019, Е21В 17/00 «Комплексный стенд для проведения испытаний буровой техники», заявленная 10.05.2008.
Известный комплексный стенд для проведения испытаний буровой техники, содержит основание стенда, якорь, гидроцилиндры нагружения, стойку, траверсы, лестницы обслуживания, талевую систему, портал загрузки тележки, гидросистему стенда, гидравлическую насосную станцию, измерительно-вычислительный комплекс, ферму (мачту) и нагрузочную тележку, которая соединена талевой системой и перемещается вдоль фермы, обеспечивая нагружение лебедки буровой установки в динамике регулируемой нагрузкой.
По мнению заявителя, применение фермы с нагрузочной тележкой, объединенной основанием со стендом статического нагружения, обеспечивает проведение полного объема испытаний без переустановки испытываемых объектов и позволяет проводить нагрузочные испытания различных силовых металлоконструкций, в том числе стационарных рабочих площадок, обеспечивает максимальное приближение условий испытаний к эксплуатационным условиям и позволяет оценить выполнение требований «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» ПБ 08-624-03. Динамическая часть стенда позволяет оценить скоростные тяговые характеристики машин, при этом также обеспечивается пошаговое изменение нагрузки до номинальной и производится настройка механизма ограничения грузоподъемности и механизма ограничения высоты подъема груза.
Недостатком данного стенда является необходимость перед испытаниями загружать в нагрузочную тележку через портал загрузки тележки мерные грузы (суммарно до 50 тонн, что соответствует 200 тоннам на крюке объекта), а затем уже поднимать и опускать нагруженную тележку внутри фермы, имитируя операции спуска-подъема в реальных условиях для обеспечивая нагружения лебедки буровой установки в динамике регулируемой нагрузкой.
Но провести эту операцию сложно, так как конструкция фермы (мачты) недостаточно приспособлена для этого, грузы необходимо передвигать через боковые отверстия в ферме в портале загрузки, что весьма затрудняет операцию загрузки грузов. По нашему мнению, это сделать практически невозможно.
В итоге из-за длительности загрузки увеличивается время подготовки устройства к работе.
Кроме того, для проведения испытаний на больших грузах до 200 тонн и выше, как предлагает заявитель, прочностные характеристики нагрузочной тележки должны быть очень высокими, чтобы выдержать эти нагрузки. Это снижает технологические возможности устройства.
Кроме того, заявителем не указана возможность осуществления на этом стенде притирки тормозров лебедки буровой вышки, что также снижает технологические возможности стенда.
Технической задачей заявляемой полезной модели является снижение времени подготовки стенда к работе и расширение технологических возможностей стенда.
Для достижения данной технической задачи в известном стенде стенде для испытаний мобильной буровой и грузоподъемной техники, содержащем основание стенда, якорь, гидроцилиндр нагружения, лестницы обслуживания, гидросистему стенда, измерительно-вычислительный комплекс, систему обводных роликов, мачту с верхней и нижней платформами, трос, при этом трос через обводные ролики, установленные на верхней платформе, протянут к нижней платформе, на которой через систему обводных роликов соединен с крюкоблоком объекта испытаний, согласно изобретению мачта изначально снабжена грузами, установленными в мачте один над другим с возможностью сцепления-расцепления, при этом верхний груз соединен с основанием обводного блока, через обводной ролик которого протянут трос к верхней платформе обводных роликов.
В частных случаях исполнения стенд имеет следующие признаки.
Согласно изобретению грузы установлены в мачте один над другим посредством ножек, выполненных на нижней поверхности грузов, при этом грузы на смежных поверхностях снабжены проушинами, выполненными с соосными отверстиями, для сцепления-расцепления грузов посредством штырей с фиксаторами.
Согласно изобретению грузы выполнены с приваренными полукруглыми скобами, расположенными на боковых поверхностях для перемещения грузов без заедания по направляющим, выполненным на мачте с внутренней стороны.
Снабжение стенда грузами, установленными в мачте один над другим с возможностью сцепления-расцепления и соединение верхнего груза с основанием обводного блока, через который протянут трос, к верхней платформе обводных роликов и через систему обводных роликов к крюкоблоку объекта испытаний, позволяет снизить время подготовки стенда к работе и расширяет технологические возможности стенда.
Это происходит за счет того, что все грузы изначально установлены в ферме, что не требует их дополнительной установки перед испытаниями в зависимости от технологического задания. В результате снижается время подготовки стенда к испытаниям.
Вместе с тем исключается необходимость в нагрузочной тележке с высокими прочностными свойствами, необходимыми для того, чтобы выдержать груз, что расширяет технологические возможности стенда.
Выполнение грузов, установленных в мачте один над другим посредством ножек, выполненных на нижней поверхности грузов, и снабжение грузов на смежных поверхностях проушинами, выполненными с соосными отверстиями, для сцепления-расцепления грузов посредством штырей с фиксаторами, представляет собой один из вариантов исполнения стенда.
Выполнение грузов с приваренными полукруглыми скобами, расположенными на боковых поверхностях, для перемещения грузов без заедания по направляющим, выполненным на мачте с внутренней стороны, также представляет собой один из вариантов исполнения стенда.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен заявляемый стенд для испытаний мобильной буровой и грузоподъемной техники, на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.
Стенд для испытаний мобильной буровой и грузоподъемной техники содержит основание 1 стенда, якорь 2, гидроцилиндр 3 нагружения, лестницы 4 обслуживания, гидросистему 5 стенда, измерительно-вычислительный комплекс 6, систему 7 обводных роликов 8, мачту 9 с верхней и нижней платформами 10 и 11 соответственно, трос 12, при этом трос 12 через обводные ролики 8, установленные на верхней платформе 10, протянут к нижней платформе 11, на которой через систему 7 обводных роликов 8 соединен с крюкоблоком 13 объекта испытаний. Мачта 9 изначально снабжена грузами 14, установленными в мачте 9 один над другим с возможностью сцепления-расцепления, при этом верхний груз 14 соединен с основанием 15 обводного блока 16, через обводной ролик 8 которого протянут трос 12 к верхней платформе 10 обводных роликов 8. Грузы 14 установлены в мачте 9 один над другим посредством ножек 17, выполненных на нижней поверхности грузов 14, при этом грузы 14 на смежных поверхностях снабжены проушинами 18, выполненными с соосными отверстиями 19, для сцепления-расцепления грузов 14 посредством штырей 20 с фиксаторами 21. Грузы 14 выполнены с приваренными полукруглыми скобами 22, расположенными на боковых поверхностях для перемещения грузов 14 без заедания по направляющим 23, выполненным на мачте 9 с внутренней стороны.
Для осуществления притирки тормозов лебедки 24 буровой вышки (объекта испытаний) испытываемый объект устанавливается на основание стенда 1 и крепится согласно Руководству по эксплуатации на объект испытаний. Грузы 14, используемые при притирке тормозов, в количестве 5 штук, имеют вес 10 тс каждый. Благодаря возможности их сцепления-расцепления друг с другом, усилие при притирке можно изменять от 10 до 50 тс в зависимости от количества соединенных грузов. Мачта 9 обеспечивает ход грузов 14 в процессе притирки на требуемую высоту.
Крюкоблок 13 объекта испытаний посредством обводных роликов 8, находящихся на платформе 11 обводных роликов 8 и на верхней платформе 10 мачты 9 соединяется тросом 12 с верхним грузом 14, находящимся в мачте 9. Производится необходимое число циклов подъема - опускания грузов 14 до достижения нормальной работы тормозов лебедки 24 при опускании.
При динамических испытаниях можно, как и в прототипе, выставить и проверить на объекте ограничение высоты подъема груза 14, а также настроить и проверить систему управления лебедки 24 объекта испытаний.
На стенд разработана конструкторская документация, стенд изготовлен и используется для испытаний и притирки тормозов мобильных установок грузоподъемностью до 225 тс.для бурения и ремонта скважин, а также стационарных рабочих площадок.