ЛЕБЕДКА БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1997 года по МПК E21B19/00 E21B3/06 B66D1/24 

Изобретение касается бурения и может быть использовано при проведении спуско-подъемных операций на буровых установках при бурении скважин.

Известна лебедка буровой установки, включающая барабанный вал, цепную коробку передач с пневматическими муфтами, ленточный тормоз, привод, вспомогательный тормоз и аварийный привод.

Недостатками этой лебедки является сложность конструктивной схемы, которая включает редуктор и коробку передач со множеством многорядных цепей и муфт, отдельную цепную передачу на барабанный вал. Эта лебедка имеет большие габариты и массу, поскольку скомпонована из двух составных узлов - электропривода с коробкой передач и барабанного вала, выполненных отдельно и размещенных самостоятельно, каждый на своей раме, а узлы между собой кинематически связаны цепной передачей. Наличие множества цепных передач снижает долговечность и надежность работы лебедки.

Известна лебедка буровой установки, состоящая из барабана, установленного на валу, связанном с шиннопневматическими муфтами, шкивы которых связаны с выходными валами коробки передач, выполненными полыми и расположенными концентрично друг другу. На выходных валах установлены соответствующие звездочки цепных передач, соединяющих ведомые валы с ведущими и приводом [2]
В этой лебедке уменьшено количество составных узлов, благодаря чему несколько снижаются габариты и масса конструкции. Однако недостатком этого технического решения также является наличие цепных передач, не обеспечивающих долговечность и занимающих большие объемы. Эта лебедка является наиболее близкой по совокупности признаков к предлагаемой и принята за прототип.

Задачей изобретения является создание компактной лебедки буровой установки с достаточной надежностью в работе.

В лебедке буровой установки, включающей барабан, установленный на валу, связанном с шиннопневматическими муфтами, поочередно взаимодействующими со шкивами, жестко связанными с соответствующими ведомыми валами коробки передач, один из которых выполнен полым, а другой расположен концентрично в нем, коробка передач выполнена в виде двух планетарных рядов. Солнечные шестерни этих рядов установлены на ведущем валу коробки передач, коронная шестерня первого ряда укреплена в корпусе коробки, а водило с сателлитами этого ряда через коронную шестерню второго планетарного ряда связано с ведомым валом, который выполнен полым, а второй вал связан с водилом и сателлитами второго планетарного ряда.

В предлагаемом техническом решении отличительные признаки: выполнение коробки передач в виде планетарного редуктора известное решение, в частности в (2) коробка передач выполнена в виде планетарного редуктора, включающего солнечную шестерню, установленную на ведущем валу и взаимодействующую с сателлитами, входящими в зацепление с коронной шестерней, которая жестко связана со шкивом с возможностью поочередного взаимодействия с шиннопневматическими муфтами, а водило с установленными сателлитами снабжено звездочкой цепной передачи, передающей крутящий момент на барабанный вал, при этом одна шиннопневматическая муфта неподвижно закреплена на корпусе коробки передач, а вторая соединена с ведущим валом, также на выходном валу коробки передач установлена шиннопневматическая муфта отключающаяся (соединительная).

В предлагаемом решении отсутствуют ненадежные цепные передачи, поскольку валы коробки передач и барабанный вал выполнены соосными, кроме того, шиннопневматические муфты выпоняют функции переключающихся и соединительных муфт за счет такого выполнения коробки передач.

Приведен пример конкретного исполнения лебедки буровой установки по изобретению.

На чертеже изображена кинематическая схема лебедки.

Лебедка содержит барабан 1, закрепленный на валу 2, установленном на раме 3 на подшипниках 4, шиннопневматические муфты 5 и 6, коробку передач 7 и привод 8, например электродвигатель постоянного тока.

Шиннопневматические муфты 5 и 6 закреплены через проставку 9 на планшайбе 10, жестко связанной с валом 2. Проставка 9 служит для извлечения муфт при их замене. Сжатый воздух для питания шиннопневматических муфт подается через двухканальный вертлюжок 11 по сверлениям (на чертеже не показаны) в вале 2.

Коробка передач содержит корпус 12, в котором установлен на подшипниках ведущий вал 13, связанный муфтой 14 с валом привода 8. На ведущем валу 13 закреплены солнечные шестерни 15 и 16 соответственно с сателлитами 17 и 18 соответственно. Сателлиты 17 и 18 в свою очередь находятся в зацеплении с соответствующими коронными шестернями 19 и 20, причем шестерня 19 неподвижно укреплена в корпусе 12, а шестерня 20 связывает водило 21 первого планетарного ряда и ведомый вал 22. Ведомый вал 22, выполненный полым, жестко связан со шкивом 23, имеющим возможность взаимодействия с муфтой 5, и установлен на подшипниках в корпусе 12 концентрично ведомому валу 24.

Вал 24 связан с водилом 25 второго планетарного ряда и жестко связан со шкивом 26, имеющим возможность взаимодействия с муфтой 6.

Кроме того, на раме установлен ленточный тормоз 27.

Лебедка работает следующим образом.

В исходном положении обе муфты 5 и 6 включены. Барабан 1 от произвольного вращения удерживается ленточным тормозом 27. Вращение от электродвигателя 8 через муфту 14 передается на ведущий вал 13 коробки передач 7 и на солнечные шестерни 15 и 16, которые входят в зацепление с соответствующими сателлитами 17 и 18. Сателлит 17, обкатываясь по неподвижной коронной шестерне 19, передает вращение водилу 21 и коронной шестерне 20, валу 22 и шкиву 23. Сателлит 20, обкатываясь по вращающейся коронной шестерне 20, передает вращение водилу 25 и жестко связанному с ним валу 24, шкиву 26. Для получения низшей передачи необходимо разомкнуть ленточный тормоз 27 и включить пневматическую муфту 5. Вращение от шкива 23 муфту 5 передается барабанному валу 2, а шкив 26 вращается вхолостую.

Для получения высшей передачи необходимо выключить пневматическую муфту 5 и включить муфту 6. Вращение от шкива 26 через муфту 6 передается барабанному валу 2, а шкив 23 вращается вхолостую.

Использование: при проведении спуско-подъемных операций на буровых установках при бурении скважин. Сущность изобретения: коробка передач лебедки выполнена в виде двух планетарных рядов, солнечные шестерни которых установлены на ведущем валу коробки передач. Коронная шестерня первого ряда укреплена в корпусе коробки передач. Водило с сателлитами этого ряда через коронную шестерню второго планетарного ряда связано с ведомым валом, который выполнен полым и установлен концентрично ведомому валу, который связан с водилом и сателлитами второго планетарного ряда. Оба ведомых вала жестко связаны со шкивами шиннопневматических муфт, связанных с барабанным валом и имеющих возможность поочередного взаимодействия со шкивами. Использование изобретения позволяет осуществить создание компактной лебедки буровой установки с достаточной надежностью работы. 1 ил.

Лебедка буровой установки, содержащая барабан, установленный на валу, связанном с шинно-пневматическими муфтами с возможностью поочередного взаимодействия со шкивами, жестко связанными с соответственными ведомыми валами коробки передач, один из которых выполнен полым, а другой расположен концентрично в нем, ведущий вал, связанный с приводом, и корпус, отличающаяся тем, что коробка передач выполнена в виде двух планетарных рядов, солнечные шестерни которых установлены на ведущем валу коробки передач, коронная шестерня первого ряда закреплена в корпусе, а водило с сателлитами этого ряда через коронную шестерню второго планетарного ряда связано с полым ведомым валом, а второй ведомый вал связан с водилом второго планетарного ряда.