Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗМАТЫВАНИЯ ОСЛАБЛЕННОГО УЧАСТКА ТАЛЕВОГО КАНАТА С БАРАБАНА ЛЕБЕДКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к талевой системе буровых установок для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин.

Известна талевая система буровой установки с барабанной лебедкой, включающая барабанную лебедку с основным ручным ленточным и вспомогательным гидродинамическим тормозами, канат которой посредством кронблока и талевого блока передает нагрузку от лебедки к крюку (см. книгу Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. М.: Недра, 1988, с.196-231).

В указанном устройстве динамика торможения лебедки определяется бурильщиком. Остановку талевого блока и лебедки при аварийных ситуациях также осуществляет бурильщик исходя из опыта и оценки ситуации.

Недостатком указанного устройства является зависимость предупреждения опасных ситуаций от человеческого фактора. Неадекватная оценка бурильщиком реальной ситуации может привести к аварийной ситуации (позднее торможение) или перегрузке установки (резкое торможение при отсутствии реальной опасности). При резком торможении лебедки возможно ослабление ходовой ветви талевого каната и нарушение навивки каната на барабане при подъеме талевого блока, особенно при отсутствии инструмента и с максимальной скоростью.

Известна талевая система буровой установки с барабанной лебедкой, включающая барабанную лебедку с основным электродинамическим тормозом, роль которого выполняет двигатель, вспомогательным гидравлическим дисковым тормозом, канат которой посредством кронблока и талевого блока передает нагрузку от лебедки к крюку (см. книгу Ефимченко С.И., Прыгаев А.К. Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Часть 1. М.: ФГУП «Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006, с.596-599).

Торможение приводным двигателем позволяет исключить дополнительный вспомогательный тормоз, а стояночный и аварийный дисковый гидравлический тормоз позволяет практически мгновенно остановить барабан лебедки.

Недостатком указанного устройства является возможность ослабления ходовой ветви талевого каната и нарушение навивки каната на барабане при аварийном торможении лебедки при подъеме талевого блока, особенно при отсутствии инструмента и с максимальной скоростью.

Ослабление ходовой ветви каната может привести к ее внедрению (утопление) во внутренние слои навивки за счет усилия со стороны талевого блока при разматывании каната.

Целью предлагаемого технического решения является исключение внедрения ходовой части талевого каната во внутренние слои навивки при разматывании талевого каната с барабана при ослаблении подвижной ветви талевого каната и нарушении ее навивки на барабане при аварийном торможении лебедки.

Указанная цель достигается тем, что разматывание ослабленного участка талевого каната с барабана лебедки, заключающееся в обратном вращении барабана лебедки талевой системы на опускание талевого блока, включающей лебедку с рабочим и аварийным тормозами, канат, перекинутый через кронблок и талевый блок, согласно предлагаемого техническому решению, разматывание ослабленного участка каната осуществляют в два этапа, на первом этапе на ходовую ветвь каната, примыкающую к барабану, устанавливают зажим, корпус которого соединяют с канатом дополнительной ручной лебедки, а корпус ручной лебедки соединяют со станиной лебедки буровой установки, далее ручной лебедкой осуществляют подъем талевого блока, на втором этапе вращением барабана разматывается ослабленный участок талевого каната.

Талевая система буровой установки с барабанной лебедкой, включающая лебедку с рабочим и аварийным тормозами, канат, перекинутый через кронблок и талевый блок, согласно техническому решению, дополнительно оснащена устройством для разматывания ослабленного участка каната, содержащим зажим талевого каната, ручную лебедку, корпус которого соединен со станиной лебедки талевой системы, а канат - с зажимом.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема установки устройства для разматывания каната на талевую систему буровой установки;

на фиг.2 - кинематическая схема буровой лебедки;

на фиг.3 - фрагмент талевой системы с установленным устройством для ослабления ходовой ветви каната;

на фиг.4 - поперечный разрез зажима талевого каната (разрез А-А на фиг.1);

на фиг.5 - продольный разрез зажима талевого каната (разрез Б-Б на фиг.1).

Талевая система буровой установки включает лебедку барабанную 1 (фиг.1) с канатом 2, который пропущен через кронблок 3 и талевый блок 4 с крюком с образованием полиспасты.

Лебедка 1 приводится в движение, например, приводным электродвигателем 5 (фиг.2), соединенным через редуктор 6. В качестве основного тормоза лебедки 1 используется, например, приводной двигатель 5, а вспомогательного и аварийного - дисковый гидравлический тормоз 7.

Устройство для ослабления и разматывания ходовой ветви талевого каната 2 с барабана лебедки 1 включает ручную лебедку 8 (фиг.1 и 3), канат 9 которой соединен с зажимом 10 талевого каната 2. Ручная лебедка 8 соединена, например, с корпусом лебедки 1 посредством каната 11 через проушину 12.

Зажим 10 (фиг.4 и 5) талевого каната 2 включает соединенные при помощи оси 13 хомуты 14 и 15. В хомутах 14 и 15, напротив друг другу на одной общей оси, параллельной оси 13, выполнены цилиндрические канавки 16 и 17 с образованием разрезного продольного цилиндрического отверстия 18 ответно талевому канату 2. Хомуты 14 и 15 стянуты друг к другу, например, болтами 19. В хомутах 14 и 15, перпендикулярно оси отверстия 18 и выполнены цилиндрические выступы 20 и 21 (фиг.5), при этом оси выступов 20, 21 и отверстия 18 лежат в одной плоскости.

Канат 9 ручной лебедки 8 соединен с зажимом, например, посредством двух серег 22 и 23. Одна сторона серег 22 и 23 одета на выступы 20 и 21, а другая сторона снабжена роликом 24 с осью 25, соединяющей серьги 22 и 23. Канат 9 обхватывает ролик 4 с обеспечением жесткого соединения свободного его конца с канатом, например, посредством хомутов (на фиг. не указаны). Серьги 22 и 23 стянуты друг к другу с целью их фиксации, например, винтом 26.

Талевая система снабжена, например, успокоителем 27 каната 2.

Талевая система при разматывании внедренного в нижние слои каната 2 в барабане лебедки 1 работает следующим образом.

Пусть талевый блок 4 буровой установки посредством лебедки 1 поднимается вверх (фиг.1-3). При внезапном торможении лебедки 1 дисковым тормозом 7 барабан лебедки останавливается практически мгновенно. Талевый блок 4 под действием инерционной силы (за счет кинетической энергии) некоторое время будет продолжать движение вверх, ослабляя как ходовой конец каната 2, так и навитый на барабан канат. В дальнейшем талевый блок 4 останавливается и под действием веса перемещается вниз, натягивая ходовой конец каната 2. Под действием усилия ходовой конец каната 2 может внедриться (заходить) в нижние слои ослабленной навивки.

Для разматывания ослабленного участка каната 2 с барабана на канат 2, например, ниже успокоителя и на высоте 2-3 м от оси барабана лебедки 1, устанавливается зажим 10, пропуская канат 2 вдоль канавок 16 и 17, жестко прижимая канат 2 болтами 19. Далее на выступы 20 и 21 зажима 10 надеваются серьги 22 и 23. Канат 9 ручной лебедки 8, соединенной с корпусом лебедки канатом 11, посредством ролика 24 с осью 25, соединяющей серьги 22 и 23, соединяется с зажимом 10. Далее ручной лебедкой 8 натягивается канат 9. Передвигая зажим 10 вниз, канатом 2 при помощи талевой системы талевый блок 4 поднимается вверх, ослабляя ходовую ветвь каната 2 ниже зажима 10. После этого, вращая барабан лебедки 1, разматывается ослабленный участок каната 2.

При неполном разматывании ослабленного участка каната 2 ручной лебедкой 8 натягивается канат 2 выше зажима 10, ослабляя ходовую ветвь каната 2 ниже зажима 10.

Таким образом, путем ослабления натяжения участка ходовой ветви талевого каната 2, непосредственно примыкающей к барабану лебедки 1, вращая барабан лебедки 1, осуществляется разматывание с барабана ослабленного участка каната 2.