Характеристики талевых стальных канатов

Диаметр каната, мм	Площадь сечения, мм^2	Удельная масса, кг/м	Разрывное усилие в целом (в кН) при временном сопротивлении проволоки, МПа	Диаметр проволок внешнего слоя, мм
Канаты типа ЛК- О 6×1+9+9=114; 6×1+6+9=96; ЛК-РО 6×1+6+(6×6)+12=186
22,0		1,9			1,0
25,0	300,6	2,66			1,6
28,0	376,5	3,38			1,8
32,0	475,95	4,20			2,0
35,0	564,13	5,05			2,2
38,0	672,5	5,98			2,4
41,3		6.6			2,6
44,5	–	8.2			2,8
Канаты типа ЛК – М 6×1+9+9=114 и 6×1+6+9+9=150
22,0		2,04			1,0
25,5		2,83			1,1
28,5		3,40			1.2
32,0		4,05			1,3
35,0		5,05			2.2
38,0		6,25			2,4
41,3		7,1			2,6
44,5	–	8,4			2,8

3.2.2. Выбор кратности оснастки талевой системы

По мере увеличения глубины скважин масса бурильных колонн, которые приходится спускать и поднимать, увеличивается, а максимальная скорость намотки ведущей струны талевого каната на барабан лебедки остается практически неизменной (V < 20 м/с) для буровых установок различных классов.

Поэтому, для каждого класса установки применяют талевую систему со своей кратностью оснастки. В буровых установках нашли широкое применение типы оснасток талевых систем 4х5, 5х6, 6х7, и планируется по ГОСТ 16293-89 оснастка типа 7х8. В этих оснастках широко применяют канаты диаметром 25, 28, 32, 35, 38 мм.

Правильный выбор кратности оснастки талевой системы имеет важное значение. От кратности оснастки и нагрузки на крюке зависят параметры элементов спуско-подъемного комплекса буровой установки, участвующих в процессе спуско-подъемных операций при бурении скважины: диаметр и длина используемого талевого каната, кинематика трансмиссионной части и нагруженность всей подъемной части бурового комплекса, включающей талевый механизм, буровую лебедку и ее привод.

При снижении усилий в струнах каната можно уменьшить его диаметр и, соответственно, диаметры барабана лебедки и шкивов талевого блока и кронблока. Однако, при увеличении длины каната возрастает необходимая канатоемкость барабана, число слоев навивки и скорость движения тяговой струны. С увеличением кратности оснастки растет также число изгибов каната на шкивах.

Соотношение между диаметром барабана и кратностью оснастки определяется величиной скорости подъема крюка, которая зависит от типа буровой установки.

Скорость подъема крюка определяется по формуле:

, (2)

где D_ср – средний расчетный диаметр навивки каната на барабан лебедки, м;

n_дв – частота вращения вала двигателя, об/мин;

u_ТС – передаточное число (кратность) оснастки талевой системы;

u_ТР – передаточное число трансмиссии (от вала двигателя до лебедки).

Кратность талевой системы равна количеству ветвей каната, огибающих подвижные блоки, и составляет

u_ТС = 2 Z_тб, (3)

где Z_тб – количество талевых (подвижных) блоков.

Максимальная сила натяжения тяговой струны при подъеме (усилие на барабане лебедки) составляет (рис.5)

, (4)

где F_доп – допускаемая нагрузка на крюке;

η_ТС – кпд талевой системы.

КПД талевой системы составляет

(5)

где η_ш = 0,98 – КПД шкива.

Рис.5. Схема к определению усилий в струнах талевой системы:

F_доп – нагрузка на крюке; F_{к max} – максимальное усилие в тяговой струне; n – число несущих струн; R_i – реакция опор шкивов

Кратность талевой системы определяет характер нагружения каната: при повышении кратности талевой системы и с увеличением числа шкивов и струн в оснастке больше истирается канат, с уменьшением их числа канат более нагружен и уменьшается число его перегибов при выполнении им той же работы. Характеристики талевых систем приведены в таблице 3.

Таблица 3

Дата добавления: 2015-09-06