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)
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
| Наименование параметра | Значение |
|---|---|
| Двигатель | ЯМЗ-850.10 |
| Номинальная мощность брутто |
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/см2) | |
| - 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 Hyundai (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), Hyundai (Doosan) (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.
Привод дизельный (силовая установка) PDV-400B2
Двигатель: Volvo Penta TAD1344VE
Номинальная мощность брутто:
226 кВт/306 л.с. (1000 об/мин)
276 кВт/374 л.с. (1200 об/мин)
330 кВт/447 л.с. (1400 об/мин)
352 кВт/479 л.с. (1600 об/мин)
Привод дизельный (силовая установка) PDV-500B2
Двигатель: Volvo Penta TAD1641VE
Номинальная мощность брутто:
255 кВт/346 л.с. (1000 об/мин)
340 кВт/461 л.с. (1200 об/мин)
394 кВт/534 л.с. (1400 об/мин)
420 кВт/571 л.с. (1600 об/мин)
Привод дизельный (силовая установка) PDDo-450
Двигатель: Hyundai (Doosan) PU180TI
Номинальная мощность:
300 кВт/408 л.с. (1400 об/мин)
405 кВт/551 л.с. (1600 об/мин)
452 кВт/615 л.с. (1800 об/мин)
478 кВт/650 л.с. (2100 об/мин)
Привод дизельный (силовая установка) PDC-400
Двигатель: Cummins QSK19
Номинальная мощность:
297 кВт/398 л.с. (1100 об/мин)
388 кВт/520 л.с. (1400 об/мин)
432 кВт/579 л.с. (1600 об/мин)
448 кВт/600 л.с. (1800 об/мин)
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 | Hyundai (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 | Hyundai (Doosan) PU180TI | Cummins QSK19 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр цилиндра, мм | 150 | 140 | 131 | 144 | 128 | 159 |
| Ход поршня, мм | 180 | 140 | 158 | 165 | 142 | 159 |
| Рабочий объем, дм3 | 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):
Отзыв технического директора ООО "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.
