RU2083795C1

RU2083795C1 - Draw-works of drilling rig

Info

Publication number: RU2083795C1
Application number: RU93045810A
Authority: RU
Inventors: А.П. Уваров; В.В. Киселев
Original assignee: Волгоградский завод буровой техники
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: drilling equipment. SUBSTANCE: draw-works is used for round-trip operations in drilling rigs. Gearbox of draw-works is made in the form of two epicyclic systems with their sun gears installed on driving shaft of gearbox. Crown gear of first epicyclic system is fixed in gearbox housing. Carrier with pinions of this system is connected with driven shaft through crown gear of second epicyclic system which is hollow and installed concentrically to driven shaft which is connected with carrier and pinions of second planetary system. Both driven shafts are rigidly connected with pulleys of pneumatic-tyre type couplings connected with drum shaft and which can alternately interact with pulleys. This draw-works is small in dimensions and sufficiently reliable in operation. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение касается бурения и может быть использовано при проведении спуско-подъемных операций на буровых установках при бурении скважин. The invention relates to drilling and can be used during hoisting operations at drilling rigs when drilling wells.

Известна лебедка буровой установки, включающая барабанный вал, цепную коробку передач с пневматическими муфтами, ленточный тормоз, привод, вспомогательный тормоз и аварийный привод. A well-known winch of a drilling rig including a drum shaft, a chain gearbox with pneumatic clutches, a belt brake, a drive, an auxiliary brake and an emergency drive.

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. The disadvantages of this winch is the complexity of the design scheme, which includes a gearbox and gearbox with many multi-row chains and couplings, a separate chain transmission to the drum shaft. This winch has large dimensions and weight, because it is composed of two component units - an electric drive with a gearbox and a drum shaft, made separately and placed independently, each on its own frame, and the nodes are kinematically connected by a chain transmission. The presence of many chain gears reduces the durability and reliability of the winch.

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.Known winch drilling rig, consisting of a drum mounted on a shaft associated with tire pneumatic couplings, pulleys which are connected with the output shafts of the gearbox, made hollow and arranged concentrically to each other. On the output shafts, the corresponding chain drive sprockets are installed connecting the driven shafts with the drives and the drive [2]
In this winch, the number of component units is reduced, due to which the dimensions and weight of the structure are somewhat reduced. However, the disadvantage of this technical solution is the presence of chain gears that do not provide durability and occupy large volumes. This winch is the closest in combination of features to the proposed one and is taken as a prototype.

Задачей изобретения является создание компактной лебедки буровой установки с достаточной надежностью в работе. The objective of the invention is to provide a compact winch drilling rig with sufficient reliability.

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. In the winch of the drilling rig, which includes a drum mounted on a shaft connected to tire pneumatic couplings, alternately interacting with pulleys rigidly connected to the corresponding driven transmission shafts, one of which is hollow and the other is concentric in it, the gearbox is made in the form of two planetary gears. The sun gears of these rows are mounted on the drive shaft of the gearbox, the ring gear of the first row is fixed in the box body, and the carrier with the gears of this row is connected to the driven shaft, which is hollow, and the second shaft is connected to the carrier and the satellites of the second through the ring gear of the second planetary gear planetary gear set.

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). In the proposed technical solution, the distinguishing features are: a gearbox in the form of a planetary gearbox is a well-known solution, in particular, in (2) the gearbox is made in the form of a planetary gearbox including a sun gear mounted on the drive shaft and interacting with the gears meshed with the ring gear , which is rigidly connected with the pulley with the possibility of alternating interaction with tire-pneumatic couplings, and the carrier with installed satellites is equipped with a chain drive sprocket edayuschey torque on the drum shaft, wherein one shinnopnevmaticheskaya coupler fixedly secured to the transmission housing, and the second is connected to the drive shaft, and an output shaft mounted gearbox shinnopnevmaticheskaya clutch disconnects (TIE).

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. In the proposed solution, there are no unreliable chain transmissions, since the gearbox shafts and the drum shaft are coaxial, in addition, pneumatic clutches perform the functions of switching and connecting couplings due to such a gearbox design.

Приведен пример конкретного исполнения лебедки буровой установки по изобретению. An example of a specific embodiment of a winch of a drilling rig according to the invention is given.

На чертеже изображена кинематическая схема лебедки. The drawing shows a kinematic diagram of a winch.

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. The winch comprises a drum 1 mounted on a shaft 2 mounted on a frame 3 on bearings 4, pneumatic clutches 5 and 6, a gearbox 7 and a drive 8, for example a direct current electric motor.

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. Tire-pneumatic couplings 5 and 6 are fixed through a spacer 9 on the faceplate 10, rigidly connected to the shaft 2. The spacer 9 is used to remove the couplings when replacing them. Compressed air to power the tire-pneumatic couplings is supplied through a two-channel swivel 11 by drilling (not shown) in the shaft 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. The gearbox includes a housing 12, in which a drive shaft 13 is mounted on the bearings, connected by a clutch 14 to the drive shaft 8. On the drive shaft 13, the sun gears 15 and 16 are fixed to the satellites 17 and 18, respectively. The satellites 17 and 18, in turn, are engaged with the corresponding ring gears 19 and 20, the gear 19 being fixedly mounted in the housing 12, and the gear 20 connecting the carrier 21 of the first planetary gear set and the driven shaft 22. The driven shaft 22, made hollow, is rigidly connected with a pulley 23, having the ability to interact with the clutch 5, and mounted on bearings in the housing 12 concentrically driven shaft 24.

Вал 24 связан с водилом 25 второго планетарного ряда и жестко связан со шкивом 26, имеющим возможность взаимодействия с муфтой 6. The shaft 24 is connected to the carrier 25 of the second planetary gear set and is rigidly connected to the pulley 26, which is able to interact with the clutch 6.

Кроме того, на раме установлен ленточный тормоз 27. In addition, a belt brake 27 is mounted on the frame.

Лебедка работает следующим образом. The winch operates as follows.

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. In the initial position, both couplings 5 and 6 are engaged. The drum 1 from arbitrary rotation is held by a belt brake 27. The rotation from the electric motor 8 through the clutch 14 is transmitted to the drive shaft 13 of the gearbox 7 and to the sun gears 15 and 16, which engage with the corresponding satellites 17 and 18. The satellite 17, rolling around on a fixed the ring gear 19, transmits rotation to the carrier 21 and the ring gear 20, the shaft 22 and the pulley 23. The satellite 20, rolling around the rotating ring gear 20, transfers the rotation to the carrier 25 and the shaft 24 rigidly connected to it, the pulley 26. To obtain a lower gear, go open the band brake 27 and enable the pneumatic clutch 5. The rotation of the pulley 23, the clutch 5 is transmitted to a drum shaft 2 and the pulley 26 rotates idle.

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. To obtain the highest gear, it is necessary to turn off the pneumatic clutch 5 and turn on the clutch 6. The rotation from the pulley 26 through the clutch 6 is transmitted to the drum shaft 2, and the pulley 23 rotates idle.

Claims

A rig winch comprising a drum mounted on a shaft connected to pneumatic tire couplings with the possibility of alternately interacting with pulleys rigidly connected to respective driven transmission shafts, one of which is hollow and the other is concentric in it, the drive shaft connected with a drive, and a housing, characterized in that the gearbox is made in the form of two planetary gears, the sun gears of which are installed on the drive shaft of the gearbox, the first gear ring gear captivity in the body, and the carrier with the satellites of this row through the crown gear of the second planetary gear is connected to the hollow driven shaft, and the second driven shaft is connected to the carrier of the second planetary gear.