ТОРМОЗ БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ
BRAKE OF DRAW WORKS

Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к применяемым тормозам буровых лебедок. Оно может быть использовано и в других отраслях, где применяются канатные подъемники с тормозными устройствами.
Известен ленточный тормоз буровой лебедки [1]. Он состоит из двух стальных лент, оснащенных фрикционными колодками. Торможение осуществляется путем прижатия рычажной системой или пневмоцилиндром лент с колодками к тормозным шкивам барабана лебедки.
Недостатком этого тормоза является неполное использование поверхности тормозных шкивов (угол обхвата ≈300°), неравномерный износ тормозных колодок и затраты значительных физических усилий бурильщика при торможении.
Известен тормоз для быстрой остановки вращающихся валов [2, рисунок 108, с.160]. Этот тормоз выполнен на базе шинно-пневматической муфты и имеет обод, на котором закреплены резинокордный баллон и металлические колодки, облицованные фрикционными накладками, и тормозной шкив. Торможение осуществляется путем подачи в баллон сжатого воздуха из пневмосистемы буровой установки с последующим прижатием фрикционных накладок к тормозному шкиву.
Недостатком этого тормоза является отсутствие возможности проведения ремонтно-профилактических работ на буровой без демонтажа лебедки.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является тормоз буровой лебедки [3]. Он состоит из верхней и нижней частей, образующих (составляющих) обод и резинокордного баллона с колодками, облицованными фрикционными накладками. Тормоз выполнен из отдельных частей, каждая из которых имеет независимое пневмоуправление. Тормоз снабжен дистанционно управляемым стопорным подпружиненным пальцем, установленным на раме лебедки с возможностью фиксации и расфиксации.
Недостатком этого тормоза является низкий срок его службы вследствие быстрого износа пары фрикционная накладка - тормозной шкив, обусловлена длительностью времени выхода из контакта.
Задачей изобретения является увеличение срока службы за счет ускорения процесса расцепления фрикционных накладок от тормозного шкива при спуске бурильного инструмента в скважину.
Указанная задача решается тем, что тормоз буровой лебедки, включающий автономные с независимым пневмоуправлением разъемные части, каждая из которых включает резинокордные баллоны с тормозными колодками, облицованными фрикционными накладками, закрепленные на ободе, и стопорный подпружиненный палец, установленный на раме, согласно изобретению разъемные части попарно соединены коромыслами, между которыми установлена пружина, причем коромысла шарнирно закреплены на ободе и расположены между резинокордным баллоном и тормозными колодками.
На фигуре 1 представлен общий вид бурового тормоза, на фигуре 2 - разъемная часть.
Буровой тормоз (фигура 1) состоит из разъемных частей с независимым пневмоуправлением. Каждая разъемная часть включает резинокордные баллоны 1, 2, колодки 3, облицованные фрикционными накладками 4, закрепленные на ободе 5. Обод 5 состоит из верхней и нижней частей. Разъемные части попарно соединены двумя коромыслами (двуплечими рычагами) 6 и 7, соответственно плечи 6а и 7а прилегают к резинокордным баллонам 1 и 2, а плечи 6б и 7б прилегают к тормозному шкиву 8 (фигура 2). Коромысла (рычаги) 6 и 7 шарнирно закреплены на ободе 5 и повернуты относительно друг друга на 180°. На плечах коромысел (рычагов) 6б и 7б, соприкасающихся с тормозным шкивом 8, крепятся колодки 3 с фрикционными накладками 4. Между коромыслами (рычагами) 6 и 7 установлены пружины 9. При проведении работ по спуску резинокордные баллоны 1 и 2, оснащенные пружинами, способствуют наиболее быстрому расцеплению фрикционных накладок 4 с тормозным шкивом 8.
Каждая часть тормоза имеет независимое пневмоуправление, включающее штуцер 10 и соединительные трубки 11 для подвода и спуска воздуха. Сжатый воздух из пневмосистемы буровой установки через штуцер 10 и трубки 11 подводится в резинокордные баллоны 1 и 2. Фрикционные накладки 4 обхватывают всю поверхность трения соответствующего тормозного шкива 8 лебедки. Для фиксации барабана лебедки в заторможенном состоянии в период длительных остановок установлен дистанционно управляемый стопорный подпружиненный палец (на фигурах не показан), фиксирующий барабан лебедки на раме.
Тормоз буровой лебедки работает следующим образом.
Для обеспечения работ по спуску бурового инструмента необходимо дефиксировать барабан лебедки, освободив стопорный палец (если лебедка была зафиксирована), затем в резинокордные баллоны 1 и 2 нагнетают воздух, за счет этого баллоны увеличиваются в объеме, а плечи 6а и 7а (примыкающие к баллону) соответствующих коромысел (рычагов) 6 и 7 опускаются вниз, пружины 9, расположенные между коромыслами (рычагами) 6 и 7, сжимаются. Плечи 6б и 7б, примыкающие к тормозному шкиву, приподнимаются. Колодки 3 с фрикционными накладками 4 отходят от тормозного шкива 8, буровая лебедка растормаживается и происходит спуск инструмента.
Для завершения операции спуска сжатый воздух через штуцеры сбрасывается из резинокордных баллонов 1 и 2, они сжимаются и примыкающие к ним плечи 6а и 7а соответствующих коромысел (рычагов) 6 и 7 приподнимаются, за счет этого пружины 9 разжимаются и соответствующие противоположные плечи 6б и 7б коромысел (рычагов) 6 и 7 опускаются, фрикционные накладки 4 прижимаются к тормозному шкиву 8. Происходит торможение буровой лебедки.
Положительный эффект при использовании предлагаемого тормоза буровой лебедки достигается за счет повышения срока его службы путем сокращения времени выхода из контакта пары фрикционная накладка - тормозной шкив. А также при разрыве шланга, подводящего воздух, или при отказе компрессора торможение будет происходить автоматически за счет пружин.
ЛИТЕРАТУРА
1 Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. - М.: Недра, 1991. - 528 с.
2 Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. - М.: Недра, 1971. (рисунок 108, с.160, рисунок 81, с.20, рисунок 198, с.325).
3 Патент (RU) №2244674 Тормоз буровой лебедки / A.M. Изосимов и др. (ГОУ ВПО «Самарский государственный техн. ун-т» - №2002103135/11; Заявлено 02.04.2002; Опубл. 20.01.2005, Бюл. №2.