Привод кабельного барабана каротажного подъемника
Полезная модель относится оборудованию для исследования буровых скважин и предназначена для применения в каротажных подъемниках, в которых она существенно расширяет возможности механической трансмиссии с основным приводом от двигателя внутреннего сгорания. Привод содержит установленную между двигателем внутреннего сгорания и барабаном лебедки механическую трансмиссию, включающую, помимо других элементов, дифференциальную планетарную передачу с двумя входными звеньями и одним выходным звеном, и электродвигатель, кинематически соединенный с одним из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи. По сравнению с известными механическими приводами каротажных подъемников предлагаемое техническое решение проще по конструкции и обеспечивает более широкий диапазон регулирования скорости и большую стабильность малых значений скоростей.
Полезная модель относится к оборудованию для исследования буровых скважин и может применяться в каротажных подъемниках.
Одной из проблем приводов кабельного барабана лебедки каротажного подъемника является обеспечение широкого диапазона скоростей вращения барабана. Наряду с высокими скоростями, применяемыми для подъема и спуска приборов в скважину, для работы приборов необходимы очень низкие скорости вращения барабана. Известны решения этой проблемы, состоящие в применении сложной многоступенчатой механической трансмиссии между двигателем внутреннего сгорания шасси каротажного подъемника и кабельным барабаном его лебедки. Известны также системы регулируемого гидравлического или электрического привода кабельного барабана. Все эти системы приводов сложны и не обеспечивают стабильности малых скоростей движения.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является каротажный подъемник по патенту РФ 2179636, опубл. 20.02.2002 г., (прототип), содержащий, помимо других элементов, два планетарных механизма и гидравлическую систему регулирования скорости. Недостатком привода этого каротажного подъемника является его сложность. Задача полезной модели состоит в упрощении конструкции привода, расширении диапазона регулирования скорости и повышения стабильности скорости при ее малых значениях.
Задача решается тем, что привод кабельного барабана лебедки каротажного подъемника, содержащий, двигатель внутреннего сгорания и установленную между этим двигателем и барабаном лебедки механическую трансмиссию, включающую дифференциальную планетарную передачу с двумя входными звеньями и одним выходным звеном, содержит электродвигатель, кинематически соединенный с одним из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи.
Задача решается также тем, что привод содержит систему регулирования скорости электродвигателя, например частотный регулятор, а также нормально-замкнутый тормоз, соединенный с валом электродвигателя.
По сравнению с известными, предлагаемое техническое решение имеет более простую конструкцию.
На рисунке представлена кинематическая схема привода.
Привод содержит двигатель внутреннего сгорания 1 и установленную между этим двигателем и кабельным барабаном 2 механическую трансмиссию, включающую коробку перемены передач 3, коробку отбора мощности 4, дифференциальную планетарную передачу 5, конический редуктор 6 и цепную передачу 7. Привод также содержит электродвигатель 8. Одно из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи 5, в данном случае это ее коронное колесо 9, через коробку отбора мощности 4 и коробку перемены передач 3 соединено с двигателем внутреннего сгорания 1. Второе входное звено дифференциальной планетарной передачи 5, в данном случае это ее солнечная шестерня 10, соединено с электродвигателем 8. Выходное звено
дифференциальной планетарной передачи 5, в данном случае это ее водило 11, через конический редуктор 6 и цепную передачу 7 соединено с кабельным барабаном 2. С валом электродвигателя 8 соединен нормальнозамкнутый тормоз 12.
Привод имеет два режима работы. В первом режиме электродвигатель 8 выключен, а нормальнозамкнутый тормоз 12 заторможен. Благодаря этому соединенная с электродвигателем 8 солнечная шестерня 10 остается неподвижной и дифференциальная планетарная передача 5 работает как обычная планетарная передача и вращение от двигателя внутреннего сгорания 1 передается через коробку перемены передач 3, коробку отбора мощности 4, коронное колесо 9 на выходное звено, в данном случае это водило 11, и далее на кабельный барабан 2. При этом скорость вращения кабельного барабана 2 может изменяться только путем регулирования скорости двигателя внутреннего сгорания и переключением передач в коробки перемены передач 3. Этот режим используется при спуске и подъеме каротажных приборов в скважине, который производится при относительно высоких скоростях вращения кабельного барабана 2.
Во втором режиме одновременно работают как двигатель внутреннего сгорания 1, так и электродвигатель 8. При этом возможны различные комбинации направлений вращения звеньев дифференциальной планетарной передачи 5. Наиболее типичная комбинация, это обеспечиваемое двигателем внутреннего сгорания 1 вращение коронного колеса 9 в направлении, соответствующем вращению кабельного барабана 2 на подъем, и обеспечиваемое электродвигателем вращение солнечной шестерни 10 в направлении, соответствующем вращению
кабельного барабана 2 на спуск. При этом в дифференциальной планетарной передаче 5 происходит кинематическое вычитание скоростей вращения двух ее входных звеньев - коронного колеса 9 и солнечной шестерни 10. Скорость и направление вращения выходного звена - водила 11 и, следовательно, скорость вращения барабана 2 определяются разницей скоростей вращения двух входных звеньев - коронного колеса 9 и солнечной шестерни 10. Если скорость вращения солнечной шестерни 10 близка к скорости вращения коронного колеса 9, но меньше ее, водило 11 получает вращение с малой скоростью в направлении, соответствующем вращению кабельного барабана 2 на подъем. Если скорости вращения солнечной шестерни 10 и коронного колеса 9 равны, водило 11 имеет нулевую скорость. Если скорость вращения солнечной шестерни 10 близка к скорости вращения коронного колеса 9, но больше ее, водило 11 получает вращение с малой скоростью в направлении, соответствующем вращению кабельного барабана 2 на спуск.
Таким образом, за счет кинематического вычитания относительно больших скоростей вращения двух входных звеньев дифференциальной передачи 5 - солнечной шестерни 10 и коронного колеса 9, выходное звено - водило 11 и, следовательно, кабельный барабан 2 могут получать вращение с очень малыми скоростями, как на подъем, так и на спуск.
Регулирование скорости вращения кабельного барабана 2 осуществляется предусмотренной для этой цели системой регулирования скорости вращения электродвигателя 8 и регулированием скости двигателя внутреннего сгорания 1. При этом стабильность получаемым малых скоростей вращения кабельного
барабана 2 обеспечивается простотой регулирования относительно больших скоростей вращения двигателя внутреннего сгорания 1 и электродвигателя 2.
Поскольку электродвигатель применяется для работы в зоне малых скоростей вращения, его мощность невелика и он может получать питание от внешней сети или от автономного генератора.
В представленной кинематической схеме привода по соображениям наибольшей иллюстративности показаны только основные элементы. В реальных машинах механическая трансмиссия может иметь дополнительные узлы и детали, может использоваться иная комбинация входного и выходных звеньев дифференциальной планетарной передачи. Такого рода изменения не затрагивают сути полезной модели, состоящей в том, привод кабельного барабана лебедки каротажного подъемника, содержащий, двигатель внутреннего сгорания и установленную между этим двигателем и барабаном лебедки механическую трансмиссию, включающую, помимо других элементов, дифференциальную планетарную передачу с двумя входными звеньями и одним выходным звеном, содержит электродвигатель, кинематически соединенный с одним из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи.
1. Привод кабельного барабана лебедки каротажного подъемника, содержащий двигатель внутреннего сгорания и установленную между этим двигателем и барабаном лебедки механическую трансмиссию, включающую дифференциальную планетарную передачу с двумя входными звеньями и одним выходным звеном, отличающийся тем, что он снабжен электродвигателем, кинематически соединенным с одним из входных звеньев дифференциальной планетарной передачи.
2. Привод по п.1, отличающийся тем, что содержит систему регулирования скорости электродвигателя.
3. Привод по п.2, отличающийся тем, что система регулирования скорости электродвигателя выполнена в виде частотного регулятора.
4. Привод по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что двигатель внутреннего сгорания кинематически соединен с коронным колесом дифференциальной планетарной передачи, а электродвигатель кинематически соединен с солнечной шестерней этой передачи.
5. Привод по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит нормальнозамкнутый тормоз, соединенный с валом электродвигателя.
