Подъемная система буровой установки. Буровые лебедки

буровая лебедка

Лебедка является одним из самых важных механизмов, входящих в состав подъемной системы буровой установки. Основная задача этого бурового оборудования заключается в проведении операций спуска-подъема обсадных и бурильных труб. В то же время лебедки ответственны за удержание на весу колонны из труб в процессе проведения бурения, а впоследствии – при промывке скважины. Буровые лебедки задействованы при наращивании бурильной колонны, во вспомогательных работах по перемещению специального инструмента, участвуют в передаче вращательного движения ротору и т.д.

 

Конструкция и принцип работы

 Конструкция стандартной буровой лебедки подразумевает наличие подъемного и трансмиссионного вала,  тормозной системы, КПП, пульта управления, которые смонтированы на сварной раме. Все механизмы надежно защищены предохранительными щитами. Принцип работы буровой лебедки можно описать следующим образом: вращательное движение от КПП передается на подъемный вал лебедки, где преобразовывается в поступательное движение талевого каната. Подъем нагруженного крюка осуществляется с затратой мощности, которая во многом зависит от массы труб. Спуск происходит под действием силы тяжести нагрузки (трубы, крюк, элеватор, талевый блок).

 Оснащение и режимы работы

 Все лебедки оснащаются специальными устройствами, обеспечивающими подвод мощности в процессе подъема колонны, при спуске несут ответственность тормозные системы. Чтобы максимально увеличить КПД бурового оборудования приводы используют многоскоростные приводы: во время подъема крюка нагрузка уменьшается, а наличие таких приводов позволяет существенно повысить эффективность лебедки. За переключение с одной скорости на другую отвечают фрикционные оперативные муфты, они же минимизируют время осуществление данных операций и делают их плавными. При подъеме различных по весу колонн, скорость периодически переключается и, как правило, в оперативном управлении ими нет необходимости.

 Канат на барабан буровой лебедки наматывается и свивается с разной скоростью, которая зависит от скорости спуска и подъема крюка, а также от того, сколько струн находится в талевой оснастке. При расхаживании, ликвидации аварий в скважине, а также в ряде других технологических операций скорость крюка при работе с колоннами большого веса обычно равна 0,2 м/c, в некоторых ситуациях – еще ниже. Это технологические скорости работы лебедки. Технические скорости, которые находятся в диапазоне 0,5-1,8 м/с, - скорости подъема ненагруженного элеватора и бурильных колонн. Для минимизации износа оборудования стараются избегать превышения данных скоростей, т.к. это чревато ухудшением качества намотки каната на барабан.

Скорости спуска колонн по понятным причинам выше. Они определяются весом колонн и технологическими особенностями разрабатываемой скважины. Как правило, максимальная скорость спуска бурильных колонн составляет 3 м/с, в то время как минимальный порог – 0,2 м/с (для обсадных колонн). На этапе бурения благодаря лебедке буровая колонна перемещается со скоростью, максимальный порог которой установлен на 1,5 м/с. Навивание каната на лебедочный барабан при подъеме осуществляется под действием силы тяжести, свивание при спуске – с небольшим натяжением. Такой подход призван создать номинальные условия работы каната, препятствуя его быстрому износу.

Основные параметры и характеристики

Главной классификационной характеристикой буровой лебедки является мощность, которая на нее передается. Что касается присоединительных размеров, то здесь основными являются:

- межцентровое расстояние между звездочкой на валу ротора и барабана лебедки (изменение базового значения приводит к быстрому выходу из строя цепи привода ротора);

- диаметр талевого каната (необходимо соответствие размерам канавок шкивов талевой системы и внешней поверхности лебедочного барабана).

Компоновочные схемы

Отечественные производители буровых лебедок предлагают продукцию, которая, как правило, изготавливается под одной из двух компоновочных схем:

- либо буровая лебедка со всеми компонующими сборками устанавливается на общей сварной раме. При этом один главный вал приводится в действие цепными трансмиссиями от КПП;

- либо 2-х или 3-хвальные лебедки, которые подразумевают совмещение буровой лебедки и КПП в один агрегат. Данное решение используется все реже, но на нефтедобывающих буровых установках их еще можно встретить.

Дополнительная информация