| Характеристика | Значение | |
| 1 | Производитель | National Oilwell Varco |
| 2 | Наименование | TD-250P |
| 3 | Тип | ВСП |
| 4 | Грузоподъемность, не менее, короткая тонна | 276 |
| 5 | Грузоподъемность, не менее, т | 250 |
| 6 | Привод | Гидравлический |
| 7 | Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м) | 28470 (2903) |
| 8 | Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.) | 20,9 (200) |
| 9 | Выходная мощность привода, кВт (л.с.) | 298 (400) |
| 10 | Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: подвесная часть (без направляющей балки) | 4114х864 |
| 11 | Примечание | Portable |
1.5 Рынок систем верхнего привода в России
На сегодняшний день, в России серийно СВП производит только одно отечественное предприятие – это ЗАО «ПромТехИнвест», г. Санкт-Петербург. Из зарубежных производителей на внутреннем рынке, в основном, присутствуют три компании – Canrig, National Oilwell Varco и Tesco. Помимо упомянутых, на российском рынке действует еще одна иностранная компания – Aker Kvaerner. Норвежцы поставляют СВП для разработки месторождений как на суше, так и на шельфе (например, на самоподъемной морской установке «Мурманская» в Карском море).
В целом, производство СВП в России зародилось сравнительно недавно, в начале 2000-х годов. В 2002 году компания «Объединенные машиностроительные заводы» на площадке «Уралмашзавода» продемонстрировала первый опытный образце СВП отечественного производства – СВП-320.
1.5.1 Система верхнего привода: ЗАО "Уралмаш - Буровое оборудование"
Технические характеристики:
| Параметры | СВП-320 |
| Допускаемая нагрузка, тс | 320 |
| Передаточное отношение редуктора | 6,35 |
| Крутящий момент для вращения бурильной колонны, кНмДлительнодействующийКратковременный | 4162 |
| Максимальная частота вращения при крутящем моменте 41 кНм, об/мин | 157 |
| Максимальная частота вращения, об/мин | 236 |
| Диапазон регулирования частоты вращения, % | 0…100 |
| Крутящий момент раскрепления, кНм | 80 |
| Максимальное давление нагнетания прокачиваемой жидкости (бурового раствора), МПа | 40 |
| Условный проход ствола, мм | 75 |
| Рабочее давление шаровых кранов (внутренних провенторов), МПа | 70 |
| Диаметры бурильных труб, мм | 89, 102, 114, 127, 140, 146 |
| Тип электродвигателя | регулируемый, постоянного тока, с ручным управлением, с дистанционным управлением, во взрывозащищенном исполнении |
| Номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин | 1000 |
| Максимальная частота вращения электродвигателя, об/мин | 1500 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 750 |
1.5.2 Модели верхнего привода «ПромТехИнвест»
(г. Санкт-Петербург)
Промышленный выпуск СВП на предприятии «ПромТехИнвест», по результатам успешных испытаний в ОАО «Сургутнефтегаз», начался в 2003 году.
ПромТехИнвест - ПВГ-1600
Привод силовой верхний с наземным гидроагрегатом ПВГ-1600 разработан ЗАО "ПромТехИнвест" совместно с ОАО "Электромеханика", предназначен для мобильных и стационарных буровых установок.
ПВГ-1600 состоит из верхнего силового привода ВСП-1600, наземного гидроагрегата НГА-1600, системы электрогидроуправления ЭГУ-1600, комплекта гидравлических рукавов и трубопроводов, комплекта одиночного ЗИП.
| Характеристика | Значение | |
| 1 | Производитель | ПромТехИнвест |
| 2 | Наименование | ПВГ-1600 |
| 3 | Тип | ВСП |
| 4 | Грузоподъемность, не менее, короткая тонна | 132 |
| 5 | Грузоподъемность, не менее, т | 120 |
| 6 | Привод | Гидравлический |
| 7 | Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м) | 15700 (1600) |
| 8 | Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.) | 10,5 (100) |
| 9 | Выходная мощность привода, кВт (л.с.) | 160 (220) |
| 10 | Масса изделия общая, не более, кг | 12500 |
| 11 | Масса подвесной части (без направляющей балки), кг | 2500 |
| 12 | Масса гидроагрегата, кг | 6550 |
| 13 | Масса направляющей балки с узлами крепления к мачте, кг | 2800 |
| 14 | Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: подвесная часть (без направляющей балки) | 925х1205х4590 |
| 15 | Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: направляющая балка | 320х215х27130 |
| 16 | Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: наземный гидроагрегат | 4572х2286х2286 |
| 17 | Перемещение вертлюга в поперечном направлении, не менее, мм | 1160 |
| 18 | Отклонение элеватора от вертикального положения штропов, не менее, мм | 1420 |
| 19 | Исполнение для условий эксплуатации при: температура окружающего воздуха, °С | от -40 до +40 |
| 20 | Исполнение для условий эксплуатации при: воздействие атмосферных осадков | прямое |
| 21 | Исполнение для условий эксплуатации при: неразрушающая температура хранения, до, °С | -60 |
| 22 | Гарантийный срок эксплуатации, лет | 1 |
2. Обоснование проекта разработки СВП
2.1 Область применения СВП
1.1.Разработать привод верхний гидравлический номинальной грузоподъемностью 100 тонн (в дальнейшем ПВГ-100), предназначенный для комплектации мобильных буровых установки в соответствии с требованиями «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности».
1.2. ПВГ-100 должен обеспечивать:
- вращение бурильной колонны;
- свинчивание и докрепление переводников с бурильной колонной;
- бесступенчатую «азимутальную» ориентацию и удержание в заданном положении бурильной колонны;
- подачу – перекрытие подачи бурового раствора в бурильную колонну;
- создание и изменение крутящего момента;
- торможение и остановку вращения бурильной колонны;
- горизонтальное перемещение вертлюга с удержанием его соосно бурильной колонне при одновременных перемещениях вверх и вниз;
- горизонтальное перемещение элеватора механизмом подачи труб;
- дистанционное электрогидроуправление гидрооборудованием;
2.2 Основания для разработки редукторного СВП
Создание оборудования, позволяющего сократить объем и время вспомогательных операций, поднять эффективность наклонного и горизонтального бурения, повысить безопасность ведения буровых работ.
2.3 Технические требования к СВП
2.1. Состав и требования к конструкции.
2.1.1. ПВГ-100 состоит из модуля исполнительных механизмов (подвесная часть), направляющей балки.
2.1.2. Подвесная часть с направляющей балкой выполняет функции вертлюга, ротора и трубного манипулятора. Состоит из:
- привода, выполненного на базе гидромотора;
- стволовой части, опорных подшипниковых узлов, воспринимающих вертикальные и поперечные нагрузки в процессе бурения и спускоподъемных операций;
- встроенных задвижек для перекрытия подачи бурового раствора, одна
- из которых с оперативным дистанционным управлением, другая (дублирующая) – с ручным;
- тормозного устройства;
- верхней подвески вертлюга в составе верхних штропов и траверсы;
- трубного манипулятора.
Подвесная часть обеспечивает возможность операции «расхаживания» при отказе гидроагрегата.
2.1.6. Направляющая балка с узлами крепления предназначена для обеспечения направленного перемещения вертлюга, восприятия реактивного момента с силовых элементов исполнительного механизма и передачи его на металлоконструкцию вышки.
Направляющая балка должна состоять из отдельных секций, обеспечивающих их удобный монтаж возможность крепления к металлоконструкции вышки.
2.1.7. Габариты и условия монтажа элементов ПВГ-100 должны обеспечивать их использование на буровой вышке с минимальными доработками в промысловых условиях без нарушения штатных условий функционирования.
3. Расчет редуктора СВП
3.1 Преимущества и недостатки электрических и гидравлических приводов
Наиболее известные зарубежные производители систем верхнего привода (Varco, Tesco, Canrig, National Oilwell, Bentec и др.) предлагают СВП как в гидравлическом, так и в электрическом (постоянного и переменного тока) исполнении. При этом электрические версии ВСП могут питаться как от источника электроэнергии буровой площадки, так и от автономного дизель-генератора.
Основные преимущества СВП с электрическим приводом:
· малая удельная масса подвесной части и, следовательно, минимальный износ талевого каната;
· высокая удельная мощность привода NУД (отношение выходной мощности к массе подвесной части) составляет 66 кВт/т;
· компактность подвесной части;
· бесступенчатое (частотное) регулирование скорости вращения вала вертлюга от 0 до 180 об/мин;
· реверсивность;
· автоматичность изменения момента от минимального до номинального значений при постоянной заданной скорости вращения выходного вала;
· свобода компоновки подвесной части.
Основными недостатками СВП с электрическим приводом являются:
- несоответствие максимума мощности СВП скоростным режимам работы отечественного бурового инструмента (пик мощности смещен относительно рабочих скоростей порядка 60-100 об/мин в сторону 200…250 об/мин),
· cущественное недоиспользование мощности привода (50-72%) в диапазоне частот 60-100 об/мин; низкий коэффициент использования мощности;