15.2. Выбор типа двигателя для привода буровых установок

привод бурового оборудования

Положим, что колонна труб в L м должна быть поднята при длине свечи 25 м для смены долота или по иной причине. Всего, таким образом, количество поднимаемых свечей. Вполне очевидно, что уменьшение величины этого отношения уменьшит время на спускоподъемные операции. Это может быть достигнуто уменьшением L, т. е. переходом на трубы меньшего диаметра (4-5"), или увеличением мощности двигателя.
Время подъема колонны с использованием постоянной мощности двигателя (а только таковая и может быть допущена при правильном технологическом процессе) переменно и происходит при переменной скорости. Однако в условиях работы обычной четырехскоростной лебедки подъем труб происходит от Lx до L2 с постоянной скоростью V2, а от L0 до Lx при скорости Vlt в то время как трубы должны подниматься при переменной скорости.
Если на оси ординат отложим 1,а на К, начиная от 1 до 10, видно, что по мере увеличения числа переключений скоростей величина этого отношения приближается к единице, т. е. жесткость характеристики двигателя уменьшается. Этим и объясняется стремление многих конструкторов создать многоскоростные лебедки, но рост числа переключений обычно приводит к обратному: переключениями скоростей перестают пользоваться. при постоянной мощности двигателя.


Для правильного ведения технологического процесса бурения регулировка скорости во всех машинах, участвующих в нем, должна быть, бесступенчатой, регулируемой от физического состояния забоя и преодолеваемых нагрузок.
Наиболее целесообразным решением задачи бесступенчатой регулировки скоростей является введение в цепь (передача: двигатель-ротор или двигатель-лебедка-насос) гидравлического привода, работающего на воде или на масле.

Сущность этих передач состоит в том, что жидкость подается насосом по нагнетательной линии в гидравлический мотор, приводящий в движение работающий механизм. Ближе всего к этому требованию дает бесступенчатую передачу паровая машина, но ее низкая экономичность приводит к тому, что она вытесняется двигателем внутреннего сгорания или электромотором, для которых требуется новое конструктивное решение.
Гидравлический привод представляет сочетание центробежного насоса 2 и реактивной турбины 3, расположенных в общем кожухе, несущем на себе направляющий аппарат и соединенный муфтой 7 с двигателем.
При вращении насоса заполняющая камеру рабочая жидкость - масло или вода - под действием центробежных сил устремляется на периферию, накопляет кинетическую энергию и, поступив затем на лопатки турбины, отдает накопленную энергию турбине, приводя ее в движение.
Пройдя через лопатки, жидкость попадает на лопатки неподвижного направляющего аппарата, закрепленного в кожухе.
Возникающий здесь реактивный момент передается турбине, увеличивая крутящий момент, возбуждаемый действием жидкости от насоса, прибавляясь к последнему.
К преимуществам этого привода-редуктора относятся:
1) плавное и бесступенчатое регулирование оборотов вторичного вала в пределах от 0 до 2/з максимального числа оборотов двигателя;
2) широкое изменение крутящего момента на валу турбины при постоянном моменте двигателя;
3) пуск двигателя под нагрузкой;
4) сериесная характеристика, т. е. автоматичность понижения оборотов при увеличении нагрузки, и наоборот;
5) плавный пуск и остановка;
6) гашение вибраций и ударов, возникающих в рабочем органе;
7) простота и дешевизна изготовления;
8) долговечность и безотказность работы;
9) изготовление из черных металлов (чугун);
10) малый вес на силу 0,8-3 кг/л. с;
11) возможность работы на воде, что исключает необходимость установки вспомогательного оборудования.

Понравилась эта статья? Поделитесь ею!