Расчет тормоза. 
Выбор подъемной системы буровой установки

Тормоз предназначен для выполнения следующих функций:

• · фиксация остановленной системы в заданном положении талевого блока при СПО с целью разгрузки основного электродвигателя;
• · торможение спускаемой колонны при отказе электродвигателя (основного тормоза) и срабатывании блокировок (разовый эпизодический режим).

Первый этап проектирования главного тормоза лебедки — определение требуемого тормозного момента МТ и размеров тормоза: количества и диаметра тормозных шкивов Dт и его ширины В.

В скважину спускают колонны разной массы с различными скоростями. Скорости спуска обеспечиваются вспомогательными и главными тормозами. Торможение при остановке осуществляет только главный тормоз, который поглощает в этот период всю энергию движущейся колонны и связанных с нею частей.

Максимальный тормозной момент будет при торможении спускаемой колонны при отказе электродвигателя. При этом момент на барабане равен МБ = (М1 + М2 + М3) · К ,.

М = (128*0,6)/2*1,2 = 46,08 кН*м, где: М1 — статический момент на барабане от натяжения тяговых концов талевого каната при установившемся движении спускаемой в скважину колонны труб; М2 — динамический момент от дополнительного усилия в тяговых струнах, вызванного замедлением масс системы при торможении поступательно движущихся масс; М3 — динамический момент от замедления вращающихся масс системы, принимается равным 5% от суммы (М1 + М2); К = 1,2 — коэффициент запас тормозного момента.

Нагрузки на крюке и усилие в ведущей струне каната при остановке зависит от времени и пути торможения, а также возникающих при этом динамических сил (рис.22).

Рис. 22. Расчетная схема дискового тормоза: 1 — тормозной диск; 2 — тормозные колодки

Так как время торможения ничем не ограничивается и зависит только от оператора, во избежание возникновения чрезмерных динамических нагрузок, которые могут привести к обрыву каната, усилия на тормозных шкивах должны всегда создавать натяжение каната меньше его разрывного усилия в целом Rд, т. е. должно соблюдаться условие:

.

где: kТ — коэффициент запаса торможения (правилами Гостехнадзора установлен 1,5 — 2,0 при наибольшей нагрузке на крюке); F — общая тангенциальная сила трения на ободах тормозных шкивов при неподвижной колонне, H; DТ — диаметр тормозного шкива, м; z = 2 — число тормозных лент; Dе — наибольший диаметр навивки; зл = 0,85? 0,95 — КПД лебедки; Fk мах — расчетное максимальное усилие в ведущей струне каната, H.