Современные приводы для нефтяного комплекса

В начале 90-х годов больше десятка российских заводов, в основном оборонных, приступили к выпуску приводов глубинных штанговых насосов и комплектующих к ним. А уже через несколько лет наблюдалось перенасыщение рынка станками-качалками различных исполнений, и конкурентная ситуация, форсируемая импортными поставками, резко обострилась. В таких условиях удержать свою рыночную нишу смогли только самые дальновидные, компетентные производители, предлагающие продукт, максимально удовлетворяющий требованиям нефтяников.

Ижевское ОАО «Редуктор» – одно из таких предприятий, лидеров на рынке нефтяного машиностроения. История «нефтяного» проекта на редукторостроительном холдинге началась в 1991 году, когда был освоен выпуск редукторов для станков-качалок и нефтепроводной инфраструктуры. Начиная с

1999 г. компания серийно выпускает широкий типоразмерный ряд балансирных станков-качалок.

Конструктивным прообразом станков-качалок производства ОАО «Редуктор» явились станки-качалки завода «Бакинский рабочий», которые более чем за пятнадцатилетний период выпуска ижевской компанией претерпели несколько этапов оригинальной модернизации. 

Сегодня станки-качалки производства ижевского холдинга эксплуатируются такими ведущими нефтяными компаниями, как ТНК-ВР, Роснефть, Лукойл,  РуссНефть, Татнефть; их можно увидеть практически на всех основных нефтепромыслах России и стран СНГ.

Вместе с увеличением объемов заказов на станки-качалки неуклонно растут и годовые объемы выпуска оборудования, и, согласно последней информации, ОАО «Редуктор» опережает по этому показателю одного из основных игроков в сегменте станков-качалок – ФГУП «Уралтрансмаш». По собственным оценкам, доля предприятия на рынке приводов глубинных штанговых насосов составляет до 25%, и, хотя объем выпуска станков-качалок пока меньше, чем у признанного лидера рынка – ОАО «Ижнефтемаш», ОАО «Редуктор», безусловно, относится к числу ключевых предприятий нефтяного машиностроения.

Стремясь обеспечивать широкое техническое вооружение отрасли, ОАО «Редуктор» выступает с предложением семи типов размеров станков-качалок с длиной хода 2,1, 2,5, 3 и 3,5 метра, диапазоном тягового усилия в точке подвеса штанг от 4 до 12 тонн (40-120 кН) и 54 вариантами значений частоты качания устьевого штока. Это унифицированный ряд приводов СКР и СКДР, отличающийся взаимозаменяемостью отдельных узлов (например, кривошипно-шатунных механизмов). В целом, данные приводы спроектированы, чтобы удовлетворять основным кинематическим параметрам традиционных станков-качалок балансирного типа СК и СКД, но превосходить их по показателям производительности нефтедобычи и минимизированному энергопотреблению.

Сегодня трудно говорить о какой-либо тенденции предпочтительности того или иного типового размера станка-качалки среди всей их номенклатуры.  У каждого из клиентов ОАО «Редуктор» свои технологические  особенности процесса нефтедобычи, к которым компания всегда стремится подходить гибко и индивидуально. Однако на настоящий момент выпуск станков-качалок типа СКДР-6 составляет 55% от общего объема выпуска приводов ШГН на предприятии.

Для отечественных производителей нетипичен выпуск станков-качалок с длиной хода больше 3 метров. Ижевской компанией была разработана конструкция станка-качалки СКДР-10 с длиной хода 3,5 м и диапазоном качаний 1,3-3,8/мин. В данном типоразмере станка-качалки применен редуктор Ц3НШ-560-56 с крутящим моментом в 56000 Нм и внедрены определенные конструктивные усовершенствования головки и тела балансира (увеличено переднее плечо, использован двутавр более мощного сечения). Плюсом увеличения длины хода стало заметное возрастание эксплуатационного ресурса штанг вследствие сокращения динамической нагрузки на них. 

Нефтепромысловое оборудование ОАО «Редуктор» проектируется, изготавливается и позиционируется на рынке как оборудование, обеспечивающее общее снижение издержек по добыче нефти и дающее нефтедобытчикам существенные преимущества при разработке трудноизвлекаемых запасов нефти, например, сложнопостроенных низкодебитных залежей.   Сегодня это особенно актуально, так как вместе с поступательным наращиванием нефтяной отраслью объемов производства происходит закономерное стремительное расходование легкоизвлекаемых ресурсов высокорентабельных месторождений и соответственное увеличение доли трудноизвлекаемых запасов (по некоторым оценкам, более 60% российской нефти). Соответственно нефтяные компании формируют чуть меньший по объемам, но гораздо более сложный по качеству спрос на усовершенствованные технологии и оборудование, работающие на оптимизацию и повышение нефтеотдачи.

Усилия специалистов «Редуктора» сфокусированы на задаче уменьшения нижней границы числа качаний сальникового штока штангового скважинного насоса за счет конструктивных особенностей его балансирного привода. Наладив в свое время выпуск типовых и наиболее распространенных на территории бывшего СССР станков-качалок СК и СКД, предприятие к настоящему моменту провело внушительный комплекс работ по модернизации и адаптации их параметров для повышения отдачи нефтяных пластов.

Основным технологическим принципом оптимизации работы штангового насоса для повышения нефтеотдачи, практикуемым на ОАО «Редуктор», является разработка редукторов для станков-качалок с повышенным передаточным числом. Являясь специализированным предприятием по выпуску редукторов общемашиностроительного применения и специального назначения, компания использует весь научно-исследовательский и технологический потенциал для решения этой задачи. Как известно, снижение нижней границы числа качаний происходит вследствие увеличения передаточного числа редуктора до 90-125, что, в свою очередь,  обеспечивается применением трехступенчатой схемы редуктора. В результате разработаны цилиндрические  трехступенчатые редукторы Ц3НШ-450-28, Ц3НШ-450-40 и Ц3НШ-560-56 с шевронными зубчатыми передачами и зацеплением Новикова с симметричным расположением колес относительно опор, а также цилиндрические косозубые редукторы с зацеплением Новикова серии Ц3НК. Различные передаточные числа достигаются за счет изменения числа зубьев входной ступени при постоянном числе зубьев выходной и промежуточной ступеней.

Сохранив все основные технические параметры и присоединительные размеры традиционно применявшихся редукторов типа Ц2НШ, серии Ц3НШ и Ц3НК отличаются большей эксплуатационной надежностью. Здесь повышена нагрузочная способность зубчатых пар входной и промежуточной ступеней, в целом увеличен ресурс зубчатых пар вследствие более гармоничного распределения крутящего момента по ступеням, использования высоколегированного металла для изготовления колес и их термообработки. Кроме того, зубчатые пары ступеней имеют увеличенную ширину зубчатых венцов колес и увеличенные модули. Нефтяники отмечают, что процесс регулировки числа качаний становится менее трудоемким за счет применения в редукторах конических концов входного вала и быстросъемных шкивов. Конструктивным преимуществом является то, что на концах выходного вала имеются два шпоночных паза, расположенных перпендикулярно друг к другу. Это позволяет при износе шпоночных пазов устанавливать кривошипы в новое положение или переводить работу выходного колеса на менее изношенные участки зубчатого венца. 

Опыт эксплуатации нефтяных редукторов производства ОАО «Редуктор» свидетельствует о пониженных шумовых характеристиках их работы,  облегченной прокачке смазкой подшипниковых узлов, об отсутствии течи масла по валам в результате применения нового комбинированного уплотнения и раздельной системы смазки.

Номенклатура нефтяной приводной техники производства ОАО «Редуктор» расширяется рядом редукторов для цепных приводов глубинных штанговых насосов – РЦТ-280 и РЦТ-355 (для цепных приводов грузоподъемностью 6 и 8 тонн соответственно), редукторов спироидных типа РС (3 типоразмера с диапазоном крутящего момента 1560-8190 Нм, передаточное число 40, 46, 72), предназначенных для комплектации приводов управления промышленной арматурой, например, трубопроводами транспортировки нефти и газа.

Исследователями в области нефтяного машиностроения справедливо отмечается, что механизм станков-качалок и их основного узла – редуктора модернизировался на протяжении всей истории их эксплуатации и что с течением времени процесс их совершенствования становится все более затруднительным. Однако альтернативные установки, такие, как станки-качалки с гидроприводом, безбалансирные СК ленточного типа, цепные СК и т.д., пока не выдерживают конкуренции с балансирными приводами по параметрам надежности и долговечности. Кроме того, 65% экспертов-нефтедобытчиков рассчитывают перспективу доминирующего применения балансирных станков-качалок в нефтепромысле на ближайшие 15-20 лет.

С уверенностью можно сказать, что ОАО "Редуктор" будет еще долгие годы эффективно работать на благо нефтедобытчиков, производя качественное и надежное промысловое оборудование.

ОАО "Редуктор", г. Ижевск, ул. Кирова, 172, тел.: (3412) 22-16-68, 22-09-59