Електропривод бурової лебідки

Крім головних операцій – безпосередньо підйому або опускання бурильних труб – за допомогою лебідки здійснюють згвинчування і розгвинчування труб, їх перенесення й встановлення, підйом і опускання ненавантаженого елеватора, подача долота на забій та інше. Ці операції потребують різної потужності і характеристик електропривода, тому в сучасних бурових установках для допоміжних операцій часто застосовують окремі механізми з індивідуальним електроприводом. Лебідка використовується тільки для підйому і опускання бурильних труб, причому для підйому труб служать приводні двигуни, а для гальмування при опусканні – допоміжні гальма або приводні двигуни.

Підйом бурильних труб складається з окремих циклів, число яких дорівнює числу свічок: за час одного циклу виконується підйом на висоту однієї свічки (18-36 м), потім її відгвинчують, переносять і встановлюють, після чого цикл повторюється. Таким чином, по мірі підйому вага колони бурильних труб зменшується, і, відповідно, зменшується момент статичного опору на валу двигуна. Діапазон зміни моменту може складати 20:1.

Режим роботи привода лебідки – повторно - короткочасний, з тривалістю вмикання 25- 40 %. Застосовують асинхронні двигуни з фазним ротором, синхронні двигуни в сполученні з електромагнітними муфтами і безредукторні приводи постійного струму. Зв’язок приводного двигуна безпосередньо (без редуктора) з барабаном лебідки дозволяє використовувати двигун і в якості електрогальма.

Двигуни лебідки потужністю до 200-250 кВт доцільно вибирати на напруги 380, 500 або 600 В, так як для керування ланцюгами статора цих двигунів можна застосувати контакторну апаратуру низької напруги. При потужності двигунів більше 250 кВт доцільно їх вибирати на напругу 6000 В, що дозволяє ліквідувати проміжну трансформацію напруги.

Найбільш простою для попереднього визначення потужності двигуна, що споживається, являється формула:

, кВт,

де Q_Н – номінальна вантажопідйомність на гаку, кН;

v_Г = 0,4 - 0,5 м/сек – швидкість підйому гака з номінальним навантаженням;

h_ПУ = 0,7- 0,8 – ККД підйомної установки від вала двигуна до гака при

номінальній вантажопідйомності;

l = 1,3-1,45 – коефіцієнт можливого перевантаження двигунів.

Вибравши попередньо двигун по відомій потужності P_ДП, можна побудувати дійсну навантажувальну діаграму двигуна і вирахувати його еквівалентний момент при роботі на всіх передачах лебідки по формулі:

,

де К = 1,12 – коефіцієнт, який враховує зміну швидкості підйому внаслідок

зміни діаметру навивки каната на барабан лебідки;

М₁ і М₂ – момент на валу двигуна при найбільшому і найменшому навантаженнях на гаку під час підйому;

М₃ – момент на валу двигуна, який створюється вагою однієї свічки;

п – число свічок, які піднімаються лебідкою;

М_доп.м. – момент під час допоміжних машинних операцій;

t_доп.м. – час допоміжних машинних операцій;

t_доп.р. – час допоміжних ручних операцій;

t_і – час робочого періоду за цикл підйому однієї свічки;

a = 0,5 – коефіцієнт, який враховує погіршення умов охолодження двигуна при його нерухомому стані.

Якщо бурова установка обладнана механізмами для виконання допоміжних операцій, то попередня формула спрощується:

,

де t_доп – час допоміжних операцій за цикл підйому однієї свічки.

Дата добавления: 2015-10-23