Расположение основного лебёдочного механизма роторной буровой установки
Установка основного лебёдочного механизма на мачту или механизм изменения вылета буровой установки с вращением называется передним основным лебёдочным механизмом; установка его в центральной части поворотной платформы, то есть вблизи центра поворотного подшипника, — средним основным лебёдочным механизмом; установка же его в задней части поворотной платформы, то есть за двигателем и перед противовесом, — задним основным лебёдочным механизмом.
(1) Передний основной лебёдочный механизм
Расположение переднего основного лебёдочного механизма чаще всего применяется в небольших и средних роторных буровых установках, модифицированных на базе шасси экскаваторов, при этом зачастую приводится в действие одним гидравлическим двигателем. Ввиду ограничений по пространству, обусловленных конструкцией стрелы или механизмом изменения вылета, в таких лебёдочных механизмах обычно используются барабаны меньшего диаметра, на которые наматывается несколько слоёв стального троса.
Передний основной лебёдочный узел обладает следующими тремя преимуществами: во‑первых, отпадает необходимость установки основного лебёдочного узла на поворотной платформе верхней части машины, что снижает объём работ по модификации шасси; во‑вторых, позволяет при использовании самодельного шасси буровой установки с роторным бурением организовать компактное и рациональное размещение поворотной платформы, тем самым уменьшая её площадь и обеспечивая маневренность и удобство эксплуатации буровой установки; в‑третьих, усилие подъёма, создаваемое основным лебёдочным узлом, оказывает только нормальное давление на мачту, не вызывая изгибающих моментов, что способствует более рациональному распределению нагрузок по мачте.
Основными недостатками переднего главного лебёдочного механизма являются: барабан может быть оснащён только многослойной намоткой стального троса, при этом трос часто подвергается таким явлениям, как пропуск витков, перепутывание и заедание, что сокращает срок его службы.
(2) Среднерасположенный основной лебёдочный механизм
Конструктивная схема размещения центрального основного лебёдочного механизма чаще всего применяется в средних и крупных роторных буровых установках на специализированных шасси. Барабаны обычно имеют одно- или двухслойное наматывание каната. Как правило, привод осуществляется двумя гидродвигателями и двумя редукторами; в отдельных случаях используется привод двумя гидродвигателями и одним редуктором.
Центрально расположенный основной лебёдочный механизм обладает следующими четырьмя преимуществами: во‑первых, он позволяет устанавливать барабан большого диаметра с однорядным намоткой каната, что исключает такие дефекты, как перескакивание и запутывание каната, тем самым продлевая срок его службы; во‑вторых, благодаря близкому расположению основного лебёдочного механизма к центру поворотного подшипника при подъёме и опускании груза создаётся меньший изгибающий момент на поворотный подшипник и главную балку поворотной платформы; в‑третьих, угол охвата каната направляющим шкивом на задней стороне мачты невелик, что снижает износ шкива; в‑четвёртых, усилие подъёма, создаваемое основным лебёдочным механизмом, оказывает меньший изгибающий момент на мачту.
Недостатки центрального размещения основного лебёдочного механизма заключаются в том, что можно использовать только самодельные или специально изготовленные шасси, площадь поворотной платформы оказывается значительной, а монтаж и техническое обслуживание основного лебёдочного механизма затруднены.
(3) Задний основной лебёдочный механизм
Конструктивная схема заднего основного лебёдочного механизма чаще всего применяется в крупногабаритных роторных буровых установках, модифицированных на базе шасси экскаваторов; при этом обычно используются барабаны с однорядным намоткой каната, приводимые в действие двумя гидромоторами и двумя редукторами; в отдельных случаях применяется привод с двумя гидромоторами и одним редуктором.
Последующий основной лебёдочный механизм обладает следующими тремя преимуществами: во‑первых, можно использовать шасси экскаватора, что исключает необходимость разработки специализированного шасси; во‑вторых, допускается применение барабана с однорядным намоткой каната, что предотвращает такие явления, как перескакивание и запутывание стального каната, тем самым продлевая срок его службы; в‑третьих, размещение основного лебёдочного механизма перед противовесом фактически увеличивает массу противовеса, что повышает устойчивость буровой установки роторного бурения.
Недостатки заднего расположения основного лебёдочного механизма сводятся к четырём моментам: во‑первых, по сравнению с передним расположением основного лебёдочного механизма, его заднее размещение требует значительно большего объёма модификационных работ на шасси экскаватора; во‑вторых, угол обхвата стального троса вокруг направляющего шкива на задней стороне мачты оказывается большим, что приводит к интенсивному износу троса и шкива и сокращает срок службы троса; в‑третьих, при подъёме и опускании груза через задний шкив мачта испытывает значительный изгибающий момент; в‑четвёртых, заднее расположение основного лебёдочного механизма создаёт большой опрокидывающий момент на поворотный подшипник и вызывает большие переменные нагрузки на главную балку поворотной платформы, что легко приводит к усталостному разрушению этой балки.