Меню Рубрики

Двигатели для гнб установок

Обзор рынка установок горизонтально-направленного бурения

Это относительно новое направление, с одной стороны, притягивает новых игроков, с другой – приводит к росту конкуренции. При этом заказчик, выбирая подрядчика, не всегда имеет возможность достоверно оценить его реальную квалификацию. Компании-новички могут купить сильно подержанное оборудование по доступной цене, но они не способны заодно приобрести необходимый опыт. Чтобы быстро зайти на рынок, такие подрядчики подают заявки с ценой ниже рыночной и выигрывают у тех, кто знает, как правильно эксплуатировать эту технику. Наряду с этим есть тенденция, когда уже состоявшиеся компании монополизируют наиболее привлекательные ниши. Как правило, это заказы на переходы повышенной сложности, которые имеют значительную длину и большой диаметр скважины.

Несмотря на взлеты и падения, широкий спектр применения (от прокладки систем водоснабжения и канализации, электрокабелей, волоконно-оптических линий связи до бурения скважин на нефть и газ) позволяет специалистам в этой сфере не только чувствовать себя на плаву, но и с уверенностью смотреть в будущее в ожидании наступления «золотого века» бестраншейной прокладки. Существующие подземные коммуникации рано или поздно перестают удовлетворять потребности эксплуатирующих организаций и тогда требуют расширения, модернизации или ремонта. Для этих целей метод ГНБ считается наиболее приемлемым и экономически рентабельным. Тем более что эта технология распространяется с каждым годом все шире. Многие организации на своем опыте уже убедились, что, например, прокладка кабеля с помощью ГНБ позволяет существенно снизить затраты за счет уменьшения объемов земляных работ и рекультивации, а также сократить сроки исполнения проектов.

К неудобствам можно отнести необходимость утилизации отработанного бурового раствора, который приходится удалять с рабочей площадки с помощью специализированной техники. Использование системы очистки облегчает задачу сохранения окружающей среды, но не решает ее полностью, так как при этом все равно нужно вывозить образующийся шлам. Что касается номенклатуры, можно отметить постепенное увеличение на российском рынке доли комплексов ГНБ «макси» и «мега», в том числе за счет использования данного типа оборудования для добычи сверхвязкой нефти. Количество мини-установок составляет сейчас примерно 50% от общего объема находящихся в эксплуатации машин. Результаты опросов показывают, что профильные специалисты при выборе установок ГНБ оценивают прежде всего уровень качества, наличие сервиса, технической поддержки, сроки поставки расходных материалов и стоимость владения. Для справки: в 2016 г. в мире было произведено и реализовано более 2400 установок ГНБ.

Персоналии рынка

Одними из наиболее надежных в эксплуатации считаются комплексы ГНБ производства компании Vermeer, которая представила свою первую установку для горизонтального направленного бурения в 1991 г. К концу 1990-х линейка Navigator завоевала лидирующее положение на мировом рынке. Одна из последних разработок компании – компактная установка горизонтально-направленного бурения для коммунального хозяйства Vermeer D10x15 S3 Navigator с 60-сильным двигателем Deutz – имеет скорость движения каретки 63,4 м/мин, что на 11% выше по сравнению с предшествующей моделью. Установка отличается пониженным уровнем эксплуатационного шума. Специалисты Vermeer оптимизировали мощность, которая выросла на 36%, усилие продавливания увеличилось до 44,5 кН. Максимальный крутящий момент вырос до 2034 Н.м, скорость вращения шпинделя – до 220 об/мин. Все эти улучшения направлены на то, чтобы помочь подрядчикам, занимающимся прокладкой коммуникаций, проходить большее расстояние за рабочую смену. Установка D10x15 S3, имеющая длину 3,8 м, обладает одними из самых малых в своем классе габаритными размерами, поэтому при работе на проезжей части не блокирует движение транспорта. Сочетание низкого уровня шума и компактных размеров буровой установки D10x15 S3, а также малый допустимый радиус изгиба буровых штанг делают ее подходящей для проходки коротких (от бордюра до здания) скважин для прокладки волоконно-оптических линий связи и других инженерных коммуникаций. Так же, как и на других моделях линейки S3 изделий корпорации Vermeer, на установке D10x15 S3 установлен интерактивный полноцветный сенсорный дисплей DigiTrak Aurora. На экран Aurora в режиме реального времени в легкочитаемом виде выводятся сведения о местонахождении буровой головки. Установка D10x15 – это последняя модель из линейки установок ГНБ Vermeer S3 Navigator, в которую входят установки D20x22 S3, D23x30 S3, D24x40 S3, D40x55 S3 и D60x90 S3 для прокладки коммуникаций и установки ГНБ в классе «макси» D100x140 S3 и D220x300 S3 для проектов по прокладке трубопроводов.

Компания Ditch Witch представила свой вариант компактной установки горизонтально-направленного бурения – JT10. Оборудованная дизельным двигателем Deutz мощностью 66 л.с. (49 кВт), JT10 относится к одной из самых мощных в своем классе. С усилием обратной тяги 44 кН и высокопроизводительным буровым насосом оператор сможет применять расширители большего диаметра даже на малых работах. Сегодня операторы сталкиваются со все более сложными условиями эксплуатации, особенно это касается компактных стройплощадок в городской черте. По заявлению производителя, при создании JT10 новые требования были учтены.

Еще одна новинка того же производителя – это установка Ditch Witch JT40 со 160-сильным двигателем Cummins Tier 4. В созданной с учетом пожеланий клиентов Ditch Witch JT40 реализованы запатентованные решения для оптимизации рабочих характеристик, производительности и комфортных условий труда оператора. Компактная, мощная машина с максимальным тяговым усилием 178 кН оборудована кассетой увеличенной емкости для штанг и имеет массу 9300 кг. Максимальный крутящий момент – 7460 Н.м.

Читайте также:  Уаз патриот установка новый двигатель

Недавно было объявлено о выпуске вакуумного экскаватора MV800, разработанного компанией Ditch Witch специально для уборки на площадках горизонтально-направленного бурения. Вакуумный экскаватор MV800 приводится в действие бензиновым двигателем Briggs & Stratton мощностью 31 л.с. (23,1 кВт) с электрическим стартером. Система фильтрации MV800 включает встроенную камеру для удаления загрязнений. Бак для грунта имеет объем 3028 л. Функция обратного потока и гидравлический лючок предназначены для выгрузки грунта из бака. Вакуумный экскаватор MV800 может также оснащаться дополнительной системой подачи воды с баком объемом 379 л и системой регулировки давления в диапазоне до 207 бар для извлечения мягкого грунта, например, из подземных коммуникаций. Органы управления расположены безопасно, со стороны тротуара, и позволяют одному человеку управлять всеми функциями машины. Система MV800 полностью размещается на адаптированном прицепе с максимальной разрешенной массой 6350 кг.

Компания Universal HDD считается одним из лидеров по разработке и производству оборудования для горизонтально-направленного бурения. В 2016 г. были введены в строй новые и модернизированные буровые установки: UNI 23×36, 80×100 UNI и UNI 250×400. При изготовлении этих ГНБ применяются самые передовые технологии в отрасли, но вместе с этим сохраняется простой дизайн, обеспечиваются высокая производительность и надежность.

Приоритетом для компании Prime Drilling является качество продукции, которая конструируется, производится и собирается в г. Венден (Германия) с 1999 г. Модульная концепция предоставляет клиенту свободу выбора силы тяги и крутящего момента для буровой установки, которая производится по индивидуальному заказу с учетом пожеланий клиента. Сейчас в мире успешно эксплуатируется более 150 буровых установок Prime Drilling с силой тяги от 300 до 1000 кН. Они позволяют пробурить скважины длиной до 1200 м и диаметром до 1200 мм. Сервисная поддержка осуществляется в режиме 24 часа/ 7дней в неделю. Кроме этого компанией предлагается стандартное и дополнительное оборудование, такое как кран для поднятия бурильных труб, механизм подачи бурильных труб, манипулятор, система контроля параметров бурения, бурильные трубы, расширители, вертлюги, насосные и смесительные узлы, измерительное оборудование и другие необходимые аксессуары для ГНБ. Особенностью компактных установок Prime Drilling является наличие бортового насоса PD-X.1.000-C для экономии места и времени транспортировки, а также обеспечения большей гибкости.

Китайские производители традиционно могут предложить значительно более низкую цену на свою продукцию, но при этом техника ГНБ, поставляемая из Китая, далеко не всегда соответствует мировым стандартам качества. Новинка от Forward (КНР) – миди-установка ГНБ RX33x120 – оснащена двигателем мощностью 176 кВт. Основное назначение по замыслу изготовителей – это строительство водопроводов, канализационных коллекторов, тепловых сетей, газопроводов, нефтепроводов, а также прокладка футляров для кабелей связи и электрокабелей в городских и полевых условиях. Основные характеристики комплекса: усилие тяги – до 330 кН, крутящий момент на низкой передаче – до 14 000 Н.м, максимальная скорость вращения – 180 об/мин и скорость подачи – 42 м/мин.

Проблемы развития

Развитие телекоммуникационных сетей и волоконно-оптических линий связи создает потребности в компактных установках ГНБ для города. С увеличением объема работ объем инвестиций в такую технику тоже растет. Подрядчики хотят работать на небольших, маневренных и в то же время достаточно мощных установках. Плотная застройка городов и развитие их инфраструктуры делает прокладку коммуникаций методом ГНБ все более актуальной, потому что открытый способ прокладки не всегда доступен.

Если говорить об использовании технологии ГНБ в нефтегазовом секторе, то большое количество оставшихся от СССР переходов различного назначения, в том числе магистральные нефте- и газопроводы, построенные открытым траншейным способом, вырабатывают свой ресурс и требуют замены. Таким образом, потенциал рынка подземной инфраструктуры практически безграничен. На вопрос, какие трудности приходится преодолевать специалистам горизонтально-направленного бурения, наверное, найдется много эмоциональных ответов. Одной из проблем можно считать надлежащий объем инженерных изысканий и проектирования. Бóльшая часть ошибок, проявляющихся на стадии строительства, является следствием неполноты исходных данных, недостатка достоверной информации о состоянии подземного пространства и неточностей в проектной документации.

К особенностям работы в нефтегазовой отрасли и с госкомпаниями можно отнести то, что каждый крупный заказчик создает свою нормативную базу, при том, что нормативно-технической документации федерального уровня пока не существует.

Еще одной проблемой, стоящей перед рынком ГНБ сегодня, причем не только в России, но и во всем мире, является недостаток квалифицированных и надежных бурильщиков. Надо отметить, что два ведущих производителя оборудования для ГНБ – Vermeer и Ditch Witch – уже приступили к реализации масштабных программ, направленных на оказание помощи в обучении операторов ГНБ. Преимущество этих компаний в том, что они работают в этом направлении совместно со своими дилерами, рассредоточенными по всему миру. В частности, Ditch Witch предлагает интерактивное обучение, комплексную учебную программу, включающую работу в аудитории в течение нескольких дней, подготовку на имитаторе ГНБ для понимания принципов управления машиной или совершенствования своих навыков, а также на смоделированной рабочей площадке для получения практического опыта работы с оборудованием.

источник

Дизельные приводы для буровых установок серии 3Д и наборов бурового оборудования НБО-Д

В последние 30 лет в составе буровых установок “Уралмаш” 3Д-76 и 3Д-86 сначала для комплектации, а позднее для замены, применялись дизельные двигатели В2-450 и В2-500К-04, производства ОАО «Турбомоторный завод» г. Екатеринбург, а также польские силовые агрегаты 24АНФ-71Н12А (WOLA-24ANf 71H12A)

Читайте также:  Паровые установки для мойки двигателя

Согласно данным эксплуатирующих организаций, средний срок службы дизелей В2 до первого капитального ремонта составляет 3000-4000 часов, продолжительность работы после капитального ремонта не превышает 2000-2500 часов. Действительно, конструкция двигателя В2, технология установки двигателя на раму, отсутствие совместной балансировки коленчатого вала и маховика двигателя не позволяют увеличить моторесурс двигателя, что приводит к необходимости частых замен силовых агрегатов на буровой установке.

С конца 70-х годов в качестве замены двигателей В2 устанавливались польские силовые агрегаты производства механического завода PZL-Wola (Польша). В настоящее время данные агрегаты тоже не поставляются в связи с изменением продуктовой номенклатуры предприятия.

В качестве альтернативы указанным силовым установкам компания ПСМ разработала несколько моделей дизельных приводов на базе отечественных и импортных двигателей

Дизельные приводы на базе отечественных двигателей

Самой распространенной и востребованной моделью силового привода для буровой установки 3Д является привод ЯСУ-500Б2 на базе двигателя ЯМЗ-850.10. Разработанный управлением главного конструктора на Ярославском моторном заводе, дизельный привод этой модели на протяжении шести лет выпускается компанией ПСМ.

Технические характеристики привода дизельного ЯСУ-500Б2

193 кВт/262 л.с. (1 000 об/мин)

288 кВт/390 л.с. (1 200 об/мин)

347 кВт/470 л.с. (1 400 об/мин)

367 кВт/500 л.с. (1 600 об/мин)

Мощность на выходном валу, кВт/л.с. — при частоте вращения коленвала двигателя 1600 об/мин 367 (500) Заправочные объемы: Система охлаждения 85 Система смазки (без масл. радиатора) 50 Давление масла, кПа (кг/см 2 ) — при номинальной частоте вращения 400-700 (4-7) — при минимальной частоте, не менее 100 (0,1) Температура охлаждающей жидкости, °С, не более 98-104 Удельный расход топлива, г/кВт.ч, не более 219 Расход масла на угар , % от расхода топлива 0,3

Состав силового привода

  • двигатель, установленный на раме посредством упругой подвески с возможностью регулирования по высоте
  • торообразная муфта для стыковки с входным валом редуктора типа РЦС (поставляется по требованию заказчика)
  • система охлаждения с радиатором
  • система воздухозабора с фильтрами
  • система топливопитания с фильтрами
  • система управления: тросовая и ручная (производства «Уралмаш», аналогичная системе управления на дизелях В2 и Wola)
  • система контроля параметров и САПСиЗ двигателя (обеспечивает сигнализацию и останов двигателя при низком (аварийном) давлении масла и сигнализацию при перегреве двигателя и при засоренности масляного фильтра)
  • система выхлопа с глушителями и искрогасителями
  • подогреватель предпусковой жидкостный ПЖД-600И или электрические подогреватели 2х3 кВт (поставляются по требованию заказчика)

Дизельные приводы на базе двигателей Volvo Penta, Cummins и Doosan

ПСМ движется в ногу со временем: мы стремимся предлагать заказчикам самое современное оборудование, изготовленное с учетом новейших технических разработок. Специально для буровиков ПСМ предлагает силовые приводы на базе современных промышленных двигателей производства Volvo Penta (Швеция), Cummins (США), Dooosan (Южная Корея). Силовые агрегаты серий PDV, PDC, PDDo – совершенно новое слово в буровом оборудовании. Эти приводы не только самые надежные и качественные, но и самые экономичные и экологичные. Так, расходы топлива указанных двигателей в среднем на 10-15% ниже, чем у российских.

Номинальная мощность брутто:

Номинальная мощность брутто:

Технические характеристики дизельных приводов производства ПСМ

Наименование параметра PDV-500 PDDo-450 PDC-450
Максимальная эксплуатационная мощность, кВт (л.с.), не менее 380 (517) 1600 об/мин 478 (650) 2100 об/мин 448 (600) 1800 об/мин
Максимальный эксплуатационный крутящий момент, Нм 2310 2303 при 1500 об/мин 2374
Максимальная эксплуатационная частота вращения, об/мин 1600 2100 1800
Базовый двигатель TAD 1641VE Doosan PU180TI Cummins QSK19
Объем системы смазки, л 48 35 76
Объем системы охлаждения, л 93 21 (без учета радиатора) 87
Удельный расход топлива, г/кВт.ч, не более 198 226 204
Расход масла на угар, % от расхода топлива 0,15 0,2 0,2

Состав силового привода

  • двигатель, установленный на раме посредством упругой подвески с возможностью регулирования по высоте
  • торообразная муфта для стыковки с входным валом редуктора типа РЦС
  • система охлаждения с жидкостным радиатором, крыльчаткой толкающего типа и охладителем наддувочного воздуха типа «воздух-воздух»
  • система выпуска отработавших газов с глушителем и искрогасителем
  • система воздухозабора с воздушным фильтром и датчиком засоренности
  • система предпускового подогрева с электрическим подогревателем или предпусковым жидкостным подогревателем Webasto
  • система подачи топлива с топливопроводами и фильтром грубой очистки топлива
  • система ручной откачки масла из поддона двигателя
  • система электрооборудования с независимым блоком питания с возможностью электростартерного пуска от выпрямителя типа ВАСТ
  • электронная система управления ЭСУПД и САПСиЗ на базе контроллера ComAp (Чехия)
  • система дистанционного управления, аварийного останова и синхронизации частоты вращения двигателей насосного и силового блока

Сравнение технических параметров дизелей и конкурентные преимущества приводов ПСМ

Наименование параметра B2-450, WOLA-5Va ЯМЗ-850.10 TAD1344VE TAD1641VE Doosan PU180TI Cummins QSK19
Диаметр цилиндра, мм 150 140 131 144 128 159
Ход поршня, мм 180 140 158 165 142 159
Рабочий объем, дм 3 38,8 25,86 12,78 16,12 18,3 18,9
Расположение и число цилиндров V-образное, 12 цилиндров V-образное, 12 цилиндров Рядное, 6 цилиндров Рядное, 6 цилиндров V-образное, 10 цилиндров Рядное, 6 цилиндров
Максимальная эффективная мощность, кВт 330 380 352 420 478 448
Удельный расход топлива, г/кВт.ч 238 при 1600 об/мин 207 при 1600 об/мин 198 при 1600 об/мин 199 при 1600 об/мин 226 при 2100 об/мин 202 при 1500 об/мин
Расход масла на угар, % от расхода топлива 2,25 0,2 0,03 0,15 0,2 0,2

Конкурентные преимущества силовых приводов ПСМ

Компания ПСМ является производителем силовых приводов и гарантирует надежность работы силовых установок и оказание любых сервисных услуг квалифицированными техническими специалистами компании: пусконаладочные работы, сервисное обслуживание, диагностику и ремонт оборудования, а также подбор и поставку запасных частей.

Благодаря оригинальным техническим решениям и внимательному подбору компонентов дизельные установки ПСМ отличаются высокой надежностью в любых условиях эксплуатации, долгим сроком службы и обладают рядом преимуществ перед устаревшими приводами на базе двигателей В2 и Wola.

В составе силовых приводов ПСМ применяются двигатели современной конструкции, более надежные и эффективные, чем двигатели, применявшиеся на буровых установках ранее. Гарантированный ресурс двигателей в составе приводов ПСМ до капитального ремонта составляет не менее 10 000 моточасов, что в 3 раза превышает ресурс двигателей В2 (3000 до капремонта, 2000 после капремонта). Таким образом, приводы ПСМ за время своей работы до капительного ремонта трижды полностью выработают ресурс двигателей В2 или Wola.

Надежность работы силовых установок ПСМ с минимальным временем простоя на обслуживание и ремонт гарантируется доступностью запасных частей и ремонтопригодностью двигателей, используемых в составе силовых установок. Большое количество сервисных центров ЯМЗ в России и сопредельных государствах оказывают услуги по ремонту и поставке запчастей в любую точку, а широкая дилерская сеть Volvo Penta обеспечивает сервисное обслуживание своих двигателей не только в России, но и за рубежом.

Силовые приводы ПСМ характеризуются низкими расходами ГСМ: так, по сравнению с ранее использовавшимися на буровых установках двигателями расход масла у приводов ПСМ меньше почти в 10 раз! Экономичность эксплуатационных расходов позволяет значительно снизить затраты на закупку горюче-смазочных материалов.

Замена силовых приводов логически должна сопровождаться заменой редуктора. ПСМ предлагает замену передаточного отношения редуктора с 1,53 на 1,81 или 2. Редукторы с передаточным отношением 1,53 были предназначены для тихоходных двигателей с номинальной частотой вращения 1250 об/мин; современные двигатели имеют номинальную частоту 1500 об/мин, именно при этом значении достигается максимальная мощность и максимальный крутящий момент. Для оптимального соотношения характеристик двигателя и бурового насоса ПСМ рекомендует применять редукторы с передаточным отношением 1,81 или 2.

Варианты применения силовых агрегатов ПСМ в составе буровой установки

Предлагается использование нескольких вариантов компоновки и размещения силовых агрегатов (силовых приводов) производства ПСМ в зависимости от их расположения на буровой установке:

Вариант с использованием 7-ми силовых агрегатов по следующей схеме:

Три силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в приводе ротора и лебедки и четыре силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в индивидуальных приводах двух буровых насосов (по два привода на насос)

Вариант с использованием 5-ти силовых агрегатов по следующей схеме:

Три силовых агрегата ПД-500Б2 или PDV-500B2 работают в приводе ротора, лебедки и бурового насоса и два силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в индивидуальном приводе бурового насоса

Вариант с использованием 9-ти силовых агрегатов по следующей схеме:

Три силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в приводе ротора, лебедки и бурового насоса и шесть силовых агрегатов (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в индивидуальных приводах трех буровых насосов (по два привода на насос)

Реализованные проекты

Буровая компания «Сибирская Сервисная Компания (ССК)» — более 20 приводов

Буровая компания «Силур» — 5 приводов

«СеверСпецТехника-Бурение» — 10 приводов

Оренбургская буровая компания (ОБК):

В 2010 году компания ПСМ поставила два комплекта дизельных приводов PDV-500 на базе двигателей Volvo Penta «Оренбургской буровой компании» для переоборудования двух буровых установок Уралмаш 3Д. Каждый комплект состоит из пяти силовых установок, три из которых составляют силовой блок для обеспечения работы лебедки, ротора и насоса от суммирующей трансмиссии; а еще две в составе насосного блока приводят буровой насос.

До модернизации буровой установки синхронизация работы силовых приводов проводилась практически вручную путем регулирования рычагов и тросов. Теперь благодаря микропроцессорной системе управления ЭСУПД на базе контроллера ComAp (Чехия) оператору буровой установки достаточно просто нажать кнопку пуска: синхронизация и распределение нагрузки происходят автоматически. Такая автоматизация значительно упрощает работу технического персонала, повышает надежность установки и увеличивает ресурс двигателей.

Силовые приводы PDV-500 полностью оправдали ожидания заказчика: их простота и удобство в эксплуатации позволяет обеспечить повышенную надежность и стабильность работы буровой вышки. А по параметрам экологичности и экономичности силовым установкам с двигателями Volvo Penta просто нет равных.

По словам главного механика «ОБК», после модернизации в 4 раза сократилось время простоя на ремонт и обслуживание буровых установок, что позволило значительно повысить производительность и эффективность работы установок — отзыв технического директора ООО «ОБК» об эксплуатации дизельных приводов ПСМ PDV-500 на буровых установках.

источник