Определение нагрузки на кронблок при различных способах закрепления талевого каната

Существует три способа крепления неподвижного конца талевого каната:

- на неподвиж­ном барабане рядом с ногой вышки (рисунок 1, а);

- за тале­вый блок (рисунок 1, б);

- за кронблок (рисунок 1, в)

 

Рисунок 1 - Способы крепления неподвижного конца талевого каната

1 – кронблок; 2 – талевый блок

Пример 3. Определить нагрузку на кронблок Q_KБ, при закреплении непо­движного конца каната различными способами (рисунок 1). Оснастка талевой системы 4Х5, нагрузка на крюке Q_КР = 100 тонн. Трение и жесткость каната не учитываются (система находится в покое).

Решение

 

Случай I. Неподвижный конец каната закреплен на неподвиж­ном барабане рядом с ногой вышки (рисунок 1).

Из уравнения равновесия нагрузка на кронблок

Q_KБ = Q_КР + 2∙Т

где Т – нагрузка на канат, т

 

Если провести сечение между кронблоком и талевым блоком, то можно записать, что

Т₁ = Т₂ = Т₃ = Т₄ = Т₅ = Т₆ = Т₇ = Т₈ = Т

Q_KБ = 2∙Т + Т₁ + Т₂ +………. + Т₈ = 10∙Т

или

Q_KР = Т₁ + Т₂ +………. + Т₈ = 8∙Т

откуда

Т = Q_KР / 8 = 100 / 8 = 12,5 т

Q_KБ = 100 + 2∙12,5 = 125 т

 

Случай II. Неподвижный конец каната прикреплен к тале­вому блоку (рисунок 2).

Q_KБ = Q_КР + Т

Q_KБ = Т₁ + Т₂ +………. + Т₉ + Т = 10∙Т

или

Q_KР = Т₁ + Т₂ +………. + Т₉ = 9∙Т

откуда

Т = Q_KР / 9 = 100 / 9 = 11,1 т

Q_KБ = 100 + 11,1 = 111,1 т

 

Случай III. Неподвижный конец каната прикреплен к кронблоку (рисунок 3).

Q_KБ = Q_КР + Т

Q_KБ = Т₁ + Т₂ +………. + Т₈ + Т = 9∙Т

или

Q_KР = Т₁ + Т₂ +………. + Т₈ = 8∙Т

откуда

Т = Q_KР / 8 = 100 / 8 = 12,5 т

Q_KБ = 100 + 12,5 = 112,5 т

Исходя из расчетов, можно сделать вывод, что для одного и того же числа ка­натных шкивов талевой системы при одной и той же нагрузке на крюк натяжение каната и нагрузка на кронблок бу­дут наименьшими, если неподвижный конец каната крепится к талевому блоку.

Однако в этом случае нес­колько нарушается равно­мерность распределения нагрузки на ноги вышки. Способ закрепления тале­вого каната, указанный в случае I, применяется при больших нагрузках (буре­ние), а в случаях II и III – при малыхнагрузках, чаще всего во время эксплуата­ции скважины.

Только в случае I можно установить прибор для замера натя­жения неподвижного конца каната в непосредственной близости от рабочего места бурильщика. В случае III возможно установить этот прибор вблизи кронблока. Однако при работе последней схемы установки возникают значительные осложнения, и, кроме того, бурение в этом случае сопряжено с риском.