Привод газораспределительного механизма: типы, устройство и принцип работы

Типы ГРМ

В данной статье мы рассмотрим существующие виды газораспределительных механизмов. Эта информация будет очень полезна автолюбителям, особенно тем, кто самостоятельно ремонтируют свои автомобили. Ну, или пытается их ремонтировать.

Каждый ГРМ приводится в действие от коленвала. Передача усилия может осуществляться ремнем, цепью или шестерней. Каждый из этих трех видов ГРМ имеет как свои преимущества, так и недостатки.

Рассмотрим более подробно виды привода ГРМ

 1. Ременной привод имеет малую шумность во время работы, но не обладает достаточной прочностью и может порваться. Последствие такого обрыва – загнутые клапана. Помимо этого слабая натяжка ремня приводит к возможности его перескока, а это чревато смещением фаз, осложненным запуском. Помимо этого сбитые фазы дадут нестабильную работу на холостом ходу, а двигатель не сможет работать с полной мощностью.

 2. Цепной привод тоже может сделать «перескок», но вероятность его сильно снижается из-за особого натяжителя, который у цепного привода более мощный, чем у ременного. Цепь более надежна, но обладает некоторой шумностью, поэтому не все производители автомобилей используют ее.

 3. Шестеренчатый тип ГРМ массово применялся давно, в те времена, когда распредвал размещался в блоке ДВС (нижневальный двигатель). Такие моторы сейчас мало распространены. Из их плюсов можно отметить дешевизну изготовления, простоту конструкции, высокую надежность и практический вечный, не требующий замены механизм. Из минусов – малая мощность, увеличить которую можно только увеличением объема и, соответственно, размером конструкции (например – Додж Вайпер с объемом более восьми литров).

Распределительный вал

Что это и зачем? Распредвал служит для регулировки момента открытия клапанов, которые на впуске подают топливо в цилиндры, а на фазе выпуска отводят из них выхлопные газы. На распределительном валу для этих целей расположены специальным образом эксцентрики. Работа распределительного вала напрямую связана с работой коленчатого вала, и благодаря этому впрыск топливо осуществляется в максимально полезный момент – когда цилиндр расположен в своем нижнем положении (в нижней мертвой точке), т. е. перед началом впускного тракта.

Распредвал (один или несколько – неважно) может располагаться в ГБЦ, тогда мотор называется «верхневальным», а может располагаться в самом блоке цилиндров, тогда мотор называется «нижневальным». Выше про это было написано. Обычно ими оснащают мощные американские пикапы, и некоторые дорогие автомобили с гигантским объемом двигателя, как ни странно. В таких силовых агрегатах клапана приводятся в действие штангами, идущими через весь двигатель. Эти моторы медлительны и очень инерционны, активно расходуют масло. Нижневальные двигатели – тупиковая ветвь развития моторостроения.

Виды газораспределительных механизмов

Выше мы рассмотрели виды приводов ГРМ, а теперь речь пойдет именно о видах самого газораспределительного механизма.

Механизм SOHC

Название буквально обозначает «один верхний распределительный вал». Раньше назывался просто «OHC».

Такой двигатель, как ясно уже из названия, содержит в себе один распределительный вал, расположенный головке блока цилиндров. Такой двигатель может иметь как два, так и четыре клапана в каждом цилиндре. То есть, вопреки различным мнениям, мотор SOHC может быть и шестнадцатиклапанным.

 Какие же сильные и слабые стороны у таких моторов?

— Двигатель функционирует относительно тихо. Тишина именно относительно двухраспредвального мотора. Хотя разница и не большая.

— Простота конструкции. А значит и дешевизна. Это касается также ремонта и обслуживания.

— А вот из минусов (хотя и совсем незначительных) можно отметить слабую вентиляцию мотора, оснащенного двумя клапанами на цилиндр. Из-за это мощность двигателя падает.

— Второй минус есть у всех шестнадцатиклапанных моторов с одним распредвалом. Так как распредвал один, то все 16 клапанов приводятся в действие одним распредвалом, что увеличивает нагрузку на него и делает всю систему относительно хрупкой. Помимо этого из-за низкого угла фазы цилиндры хуже наполняются и вентилируются.

Механизм DOHC

Выглядит такая система практически так же, как и SOHC, а отличается вторым распредвалом, установленным рядом с первым. Один распределительный вал отвечает за приведение в действие впускных клапанов, второй, естественно, выпускных. Система не идеальна, и обладает, конечно же, своими недостатками и достоинствами, подробное их описание выходит за рамки этой статьи. Изобрели DOHC в конце прошлого века, и после этого не меняли. Стоит отметить, что вторым распределительным валом существенно усложняется и удорожается конструкция такого двигателя.

Но за то, такой двигатель расходует меньше топлива за счет лучшего наполнения цилиндров, после которого из них уходят почти все выхлопные газы. Появление такого механизма существенно увеличило КПД двигателя.

Механизм OHV

Выше по тексту уже рассматривался такой тип двигателей (нижневальный). Придумали его в начале прошлого века. Распредвал в нем располагают внизу – в блоке, а для приведения действия клапанов используются коромысла. Из преимуществ такого двигателя можно выделить более простое устройство ГБЦ, что позволяет V-образным нижневальным двигателям уменьшить их размеры. Повторим и минусы: малое число оборотов, большая инерционность, малый крутящий момент и слабая мощность, невозможность использовать четыре клапана на цилиндр (за исключением очень дорогих автомобилей).

Подведем итог

Описанные выше механизмы не являются исчерпывающим списком. Моторы, раскручивающиеся более чем 9 тысяч оборотов, например, не используют пружины под клапанными тарелками, и в таких двигателях один распредвал отвечает за открытие клапана, а второй – за закрытие, что позволяет системе не зависать на оборотах выше 14 тысяч. В основном такая система используется на мотоциклах с мощностью выше 120 л.с.

Видео о том как работает ГРМ и из чего он состоит:

Последствия обрыва ремня ГРМ на Лада Приора:

Замена ремня ГРМ на примере Форд Фокус 2:

ГРМ (газораспределительный механизм) — Словарь автомеханика

ГРМ, полное название термина, газораспределительный механизм автомобиля — система, отвечающая за своевременный
впуск топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя с последующим выпуском из цилиндров
отработанных газов открывая и закрывая отверстия в камере сгорания.

Устройство ГРМ очень сложное, в него входит один или несколько распределительных валов,
впускных и выпускных клапанов, механизмов привода к валам
и несколько вспомогательных передаточных деталей.

Привод ГРМ

Распредвал может приводится в движение двумя видами привода: ремнём или цепью.
Когда механизм газораспределения приводится в движение цепным приводом,
то на торце распределительного вала установлена ведомая звездочка,
а если передача энергии от коленвала до распредвала происходит ременным приводом,
то устанавливают шкив. Есть также сложные конструкции на которых привод ГРМ
осуществляется ремнем или цепью одновременно.

Но не зависимо от типа привода в механизме ГРМ должно соблюдаться условие
— неизменность положения валов относительно друг-друга.
По тому что когда какой то вал будет «отставать», то синхронизация работы нарушается.

Виды привода ГРМ. Ремень ГРМ и цепь ГРМ


Виды поломок в ГРМ

  • Может быть неполное закрывание клапанов;
  • Увеличение зазора между стержнями клапанов и коромысельными носками;
  • Возникновение изношенности штанги и толкатели, коромысла,
    выработка шейки распредвала или шестерней валов газораспределительной системы.

Отличительные черты поломок ГРМ

  1. Наблюдается снижение мощности двигателя;
  2. Неравномерность работы мотора авто;
  3. Машина начинает потреблять больше топлива;
  4. Доносящийся стук клапанов.

Когда в двигателе падает мощность, это указывает на нарушенную регулировку тепловых зазоров
и неполное прилегание клапанов к седлам. Если тепловой зазор больше требуемого,
тогда это провоцирует повышенные ударные нагрузки на клапан-седло.
При уменьшении зазоров просматривается разгерметизация двигательных цилиндров и наблюдается стук клапанов.
Это возникает в следствие образования нагара на сопряжении клапан-седло либо
из-за неправильной регулировки газораспределительного механизма. Если же кроме падения мощности
повышается вибрация двигателя, тогда причина может крыться в удлиненном ремне привода ГРМ.

Чаще всего автовладельцев волнует вопрос при обслуживании системы ГРМ
это зазоры и клапана.

Когда происходит разгерметизация в цилиндрах, наблюдается повышенное потребление автомобилем топлива,
неравномерная работа мотора с одновременным снижением его мощности. Не равномерная работа двигателя может наблюдаться,
если пружины клапанов ГРМ теряют свою упругость, так же при износе распредвала, шестеренок и толкателей.


Профилактика поломок ГРМ

Для обеспечения корректной работы механизма необходимо проверять и регулировать зазоры в клапанах,
затягивать гайки стоек коромысел. Для верной посадки клапанов необходимы отрегулированные тепловые зазоры,
которые нужны для того, чтобы произошли отдача и восстановление упругих деформаций приводных деталей.
Также данные зазоры предупреждают преждевременную посадку клапанов в седло.


Точность регулирования моментов открытия и закрытия клапанов – залог правильной работы двигателя по мощности,
шумности и компрессии.

Во избежание выхода из строя системы газораспределения необходима периодическая диагностика
элементов системы и своевременное устранение дефектов и неисправностей.

Связанные термины

плюсы и минусы :: Avto.Tatar

Автомобиль представляет собой сложную техническую конструкцию с множеством взаимодействующих между собой частей. Одним из важных узлов любого автомобиля является газораспределительный механизм — ГРМ. Устройство привода ГРМ может быть выполнено в виде шестерни, являющейся частью коленчатого вала, посредством ремня либо привода, изготовленного из цепи. Таким образом, привод ГРМ подразделяется на несколько типов.


Ременный привод

Отличается эластичностью, дешевизной в производстве и обслуживании, а также малой шумностью в сравнении с конкурентами, является самым распространенным типом ГРМ на серийных легковых автомобилях. К несомненным плюсам относится большая распространенность ремня ГРМ, вследствие чего данный тип обладает более высокой ремонтопригодностью в сравнении с остальными. Малая шумность увеличивает акустический комфорт водителя.

Как и любой механизм, данный тип привода ГРМ не лишен своих, порою существенных недостатков. Ременный привод отличается нестабильной работой при недостаточном уходе за механизмом натяжения, вследствие чего возможны проблемы при запуске двигателя, уменьшение номинальной мощности силового агрегата, так как происходит смещение фаз. Все эти проблемы могут негативно сказаться на работе двигателя. На большинстве моделей легковых автомобилей при выходе из строя ременного привода ГРМ (то есть при его обрыве) загибает клапана двигателя, это является существенным недостатком данного типа привода, так как влечет за собой дорогостоящий и трудоемкий ремонт.


Цепной привод

Цепь ГРМ отличает более высокая надежность по сравнению с ременным и приводом через шестерню от коленчатого вала. Превосходство в надежности достигается за счет использования натяжителя, действующего с большим усилием по сравнению с ремнем. Обслуживание цепного привода производится достаточно редко, что положительным образом сказывается на стоимости владения автомобилем. Цепной привод обладает большим ресурсом надежности в сравнении с ременным.

К явным отрицательным сторонам данного типа привода ГРМ относится его шумная работа, в связи с этим мировые производители постепенно отказываются от производства автомобилей с данным типом привода ГРМ, несмотря на все его неоспоримые достоинства.


Привод ГРМ шестерней от коленчатого вала двигателя.

На сегодняшний день этот тип ГРМ практически не применяется в массовом производстве. Однако на дорогах все еще можно встретить достаточно много автомобилей, в основном старых, использующих его. Уход от такого типа привода был связан с изменением конструкции самого двигателя, его эволюцией, в связи с чем этот механизм перестали применять в серийном производстве.

Устройства ГРМ различаются не только по типам привода, но и по разновидностям самой его конструкции. Самое большое распространение получили два типа газораспределительных механизмов — это SOHC и DOHC.

Система SOHC имеет конструктивные особенности по сравнению с DOHC. К таковым у системы SOHC относится наличие всего одного распределительного вала, что дает как преимущества, так и недостатки. К положительным сторонам данной системы относится более тихая работа двигателя, что положительно сказывается на комфорте, а также, в силу простой конструкции, делает привод данной системы более ремонтопригодным и повышает надежность всего узла.

Недостаток данного типа привода относится к двигателям, оснащенным четырьмя клапанами на один цилиндр, и заключается в высокой нагрузке, которой подвергается распределительный вал, что может привести к негативным последствиям: дорогостоящая деталь выходит из строя в силу своей хрупкости.

Тип механизма ГРМ DOHC в своей конструкции применяет два распределительных вала, что дает такие преимущества, как меньший расход топлива, увеличенная мощность по сравнению с конкурентной системой. Однако и данный тип не лишен недостатков. К таковым относится меньшая ремонтопригодность и более высокая стоимость в результате усложнения конструкции, однако на фоне положительных черт данные минусы нивелируются.

На Avto.tatar Вы можете найти автосервисы – специализация которых «замена ГРМ в Казани«. Чтобы помочь другим автовладельцам — оставьте свой отзыв.

Принцип работы системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ГРМ)

Система ГРМ служит для обеспечения своевременного открытия или закрытия клапанов головки блока цилиндров.

При открытии впускного клапана в камеру сгорания двигателя поступает топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется при сжатии поршня. При открытии выпускного клапана из камеры сгорания выходят отработанные газы.

Вовремя открывать необходимые клапана и предназначен весь газораспределительный механизм. В механизм ГРМ можно отнести: распредвал, клапана (впускные, выпускные), приводной ремень или цепь, натяжители, направляюшие, успокоители, шестерни и т. д.

Распределительный вал (он же распредвал) представляет собой металлический вал с кулачками разной формы, который при вращение нажимает кулачками на клапана,  тем самым открывая или закрывая их.

Распредвал приводится в действие от вращения коленчатого вала (коленвала) посредством привода. Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей, чем коленчатый вал.

 В современных двигателях используются ременные или цепные приводные механизмы. Все они обеспечивают передачу крутящего момента от коленвала к распределительному валу. Каждый из перечисленных приводов ГРМ имеют свои положительные и отрицательные качества.

Ременный привод менее долговечный, но более дешев в обслуживании и установки. В среднем срок службы оригинального ремня или качественного не оригинального ремня около 80 000 км. пробега. И как правило не возникает особых трудностей заменить “уставший” ремень на новый.

Цепной привод ГРМ гораздо долговечнее, в среднем срок службы цепи около 200 000 км. (у разных производителей данные рознятся, некоторые говорят от 300 тыс.км, а некоторые рекомендует менять уже на пробеге в 150 тыс.км). Не редки случаи, когда цепные системы газораспределения “переживают” другие детали двигателя, такие как поршня, вкладыши, гильзы. И при разборе “стукнувшего” мотора можно увидеть цепи и шестерни в отличном состоянии и при пробеге за 250 тыс. км. Но в связи с более высоким весом цепи по сравнению с ремнем, требуются дополнительные устройства натяжения (успокоительные, натяжители, балансиры, башмаки, направляющие и т.д.) и смазки. Как следствие замена цепи представляет собой достаточно дорогостоящее занятие

Как определить, что пора поменять привод ГРМ?

У ремня все просто! Желательно осматривать (при возможности) ремень  на наличие трещин в процессе эксплуатации и менять его согласно нормативным срокам замены! При замене ремня ГРМ желательно сразу поменять ролики и водяную помпу на новые.

В интернет-магазине запчастей на иномарки Arparts. ru вы найдете широкий ассортимент комплектов для замены ремней ГРМ с роликами и помпами!

С цепью все немного сложнее

Ремкомплекты цепей ГРМ представленные в интернет-магазине автозапчастей ARparts.ru

Газораспределительный механизм: принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм для своевременной подачи воздуха или топливно-воздушной рабочей смеси в цилиндры ДВС и последующего выпуска из цилиндров отработавших газов. Главной функцией ГРМ на четырехтактных поршневых моторах, которые имеют сегодня наибольшее распространение, становится открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Другими словами, ГРМ осуществляет управление фазами газораспределения.

ГРМ устанавливается в головке бока цилиндров. Механизм состоит из одного распределительного вала или нескольких таких валов. Также имеются приводы к распредвалу и клапаны, которые открывают и закрывают впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания (впускные и выпускные клапаны). Дополнительно имеется целый ряд передаточных элементов в устройстве ГРМ: толкатели, штанги, коромысла, а также вспомогательные решения в виде регулировочных элементов, пружин клапанов, систем поворота клапанов и т.д. Получается, что газораспределительный механизм представляет собой клапаны с приводом и распределительный вал с приводом.

Конструкции газораспределительного механизма могут отличаться. Главной особенностью выступает расположение клапанов и распределительного вала.

Среди существующих ДВС выделяют нижнеклапанные и верхнеклапанные двигатели, а также моторы со смешанным расположением клапанов. Нижнеклапанные агрегаты имеют боковое расположение клапанов, а для верхнеклапанных существует определение «подвесных клапанов».

По расположению распределительного вала встречаются двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, с распредвалом в головке блока цилиндров, а также ДВС, где распределительный вал отсутствует. С учетом таких конструктивных особенностей клапанный механизм четырёхтактных ДВС получил целый ряд самостоятельных типов и разновидностей.

Читайте также

какой привод ГРМ лучше? — журнал За рулем

В среде автолюбителей никогда не утихнут споры, какой привод газораспределительного механизма предпочтительнее: ременный или цепной? Еще раз разбираемся в проблеме и собираем воедино все аргументы за и против.

Вначале были шестерни

Начнем с истории вопроса. На заре создания двигателей внутреннего сгорания самым простым и логичным был привод распределительного вала с помощью шестерен. Нужно, чтобы распредвал вращался вдвое медленнее коленчатого вала, а потому две шестерни с числом зубьев, относящимся как 1:2, представлялись идеальным решением. Схема с шестеренным приводом обладает самой высокой надежностью. Недаром на знаменитом танке Т-34 устанавливался двигатель В-2, у которого не только привод клапанов, но и всех вспомогательных агрегатов осуществлялся шестернями. Предвоенные, да и некоторые послевоенные легковые автомобили отечественного производства также имели шестеренный привод ГРМ с нижним расположением распредвала.

На цепь его!

Конструкторы автомобильных двигателей довольно быстро пришли к выводу, что распределительному валу место рядом с клапанами. Это решение упрощает привод клапанов и снижает инерционность, что особенно важно для высокооборотных моторов. И расстояние между распределительным и коленчатым валами стало достаточно велико, особенно на длинноходных двигателях. Такими называют моторы, у которых ход поршня больше, чем диаметр цилиндра. К тому времени уже были освоены в производстве втулочно-роликовые цепи, которые и стали применять для привода распредвалов. Передаточное отношение обеспечивала двукратная разница в числе зубьев ведущей и ведомой шестерен. А цепи применяли двухрядные, для надежности.

Шестеренный привод ГРМ сохранился на современных V-образных многоклапанных моторах. Это стало возможным потому, что распредвалы, расположенные в развале V-образного блока цилиндров, находятся относительно близко к коленчатому валу.

Шестеренный привод ГРМ сохранился на современных V-образных многоклапанных моторах. Это стало возможным потому, что распредвалы, расположенные в развале V-образного блока цилиндров, находятся относительно близко к коленчатому валу.

Впервые на массовом отечественном двигателе цепной привод появился на москвичовском двигателе УЗАМ-412, разработанном в первой половине 60-х годов прошлого столетия. А вскоре началось триумфальное шествие Жигулей, на которых вплоть до начала восьмидесятых безраздельно господствовал цепной привод распредвала.

Отмечу, что при использовании цепного привода всегда возникают сложные колебания системы, вызванные неравномерностью работы цепи. Для гашения этих колебаний мотористам приходится устанавливать успокоители в виде пластмассовых (иногда стальных обрезиненных) пластин. При этом цепь необходимо натягивать. Делать это приходится и сразу после сборки мотора, и в процессе эксплуатации в связи с удлинением (вытяжкой) цепи.

Откуда берется «вытяжка»? Интересный вопрос. Конечно, не может быть и речи об удлинении под нагрузкой каждой отдельной пластинки, составляющей цепь. Рассчитать на прочность эти элементы проще простого. Удлинение цепи происходит при износе, увеличении зазора в каждом шарнире, а их, как правило, больше сотни. Соответственно, и суммарная длина цепи может расти на несколько миллиметров по мере износа.

Ранние импортные и описанные выше отечественные двигатели имели механические натяжители с пружиной, обслуживаемые при каждом ТО. При этом цепи на наших моторах (напомню, двухрядные) ходили при должном обслуживании немногим больше 100 000 км. Далее тольяттинские моторостроители на много лет прекратили разрабатывать новые конструкции с цепным приводом, и только при модернизации старого доброго двигателя рабочим объемом 1,7 л для Chevrolet Niva и Lada 4×4 немного изменили конструкцию. Вместо двухрядной применили однорядную цепь, снабдив ее гидравлическим натяжителем. Замечу, что при равном качестве материалов ресурс однорядной цепи меньше: ведь в двухрядной цепи поверхностей пластин, взаимодействующих с валиками, минимум три, а в однорядной — только две.

Вот такой узкой стала цепь на нынешних вазовских полноприводниках.

Вот такой узкой стала цепь на нынешних вазовских полноприводниках.

Мировое моторостроение меж тем перешло на зубчатые цепи, что позволило снизить шум и износ. Достигнут такой эффект благодаря тому, что количество пластин, работающих в паре с валиками цепи, увеличено до четырех даже в самых простых конструкциях. Вторым фактором, продлившим срок службы цепей и сделавших их необслуживаемыми, стало применение гидравлических натяжителей. Такие устройства обеспечивают постоянное необходимое натяжение цепи, особенно если снабжены храповым механизмом, который уже не отдаст обратно отвоеванную у цепи слабину.

Так выглядит цепной привод распредвалов в двигателе корейских автомобилей Kia Rio или Hyundai Solaris прошлого поколения.

Так выглядит цепной привод распредвалов в двигателе корейских автомобилей Kia Rio или Hyundai Solaris прошлого поколения.

В современных многоцилиндровых V-образных двигателях цепей может быть несколько, включая и небольшую цепочку привода масляного насоса.

В современных многоцилиндровых V-образных двигателях цепей может быть несколько, включая и небольшую цепочку привода масляного насоса.

На оппозитных двигателях конструкторы тоже применяют цепной привод.

На оппозитных двигателях конструкторы тоже применяют цепной привод.

Да, кстати, вы в курсе, что на народном любимце Логане стоит цепь? «Нет, неправда, автор сошел с ума! Там ремень!» — скажете вы. А вот и нет. Масляный насос на этом достойном двигателе действительно приводит небольшая цепь.

Явление ремня народу

Материалы по теме

До поры до времени неметаллические материалы использовались в двигателе только в виде прокладок или сальников. Как вдруг в середине пятидесятых годов прошлого века американцы впервые наладили привод распредвала резиновым ремнем. Конечно, это был не такой ремень, который крутит генераторы и компрессоры кондиционера. Во-первых, требовалось синхронное вращение валов, то есть должно быть исключено проскальзывание ремня, а во-вторых, прочность ремня и его зубьев должны обеспечивать работоспособность двигателя в течение длительного срока.

На просторах нашей Родины ремень появился впервые на двигателе ВАЗ-2105. Заводчане изменили конструкцию двух базовых деталей — блока цилиндров и его головки, чтобы не отставать от мирового прогресса автомобилестроения. Ремни ходили не очень долго, являлись приличной головной болью для хозяев, но их обрыв не был фатален для мотора. Конструкция предусматривала, что при любых взаимных положениях коленчатого и распределительного валов встречи клапанов с поршнями не происходило. Иными словами, даже в дороге — заменил ремень и езжай дальше. Правда, такой мотор выпускали не очень долго.

С появлением переднеприводного семейства ВАЗ ремень стал основным типом привода ГРМ. Были в линейке новых моторов и «втыковые», и «невтыковые» модели и их модификации. Но постепенно требования к мощности и экологии привели к необходимости даже восьмиклапанный двигатель сделать по конструкции втыковым. А у шестнадцатиклапанников подобная конструкция была изначально.

Натяжной ролик и поверхность зубчатого ремня двигателя Приоры.

Объявленный ресурс ремня — 200 000 км. Посмотрим…

Натяжной ролик и поверхность зубчатого ремня двигателя Приоры. Объявленный ресурс ремня — 200 000 км. Посмотрим…

Но русского умельца так просто современными евронормами не возьмешь. Сейчас в продаже есть поршни, предотвращающие встречу клапанов при обрыве ремня — и к восьми-, и к шестнадцатиклапанникам. О чем это говорит? О том, что ремни-то, похоже, рвутся, как и прежде, ну а спрос рождает предложение. К слову, для импортных двигателей я таких поршней в продаже не встречал.

Ременный привод в двигателе Chevrolet Cruze. Современная схема привода ГРМ с двумя фазовращателями требует применения широкого (1 дюйм) ремня.

Ременный привод в двигателе Chevrolet Cruze. Современная схема привода ГРМ с двумя фазовращателями требует применения широкого (1 дюйм) ремня.

Плюсы ременного привода

Минусы ременного привода

  • Меньший шум
  • Ремень позволяет избежать резонансных колебаний, т. к. число зубьев нечетное и некратное количеству зубьев шестерен.. Например, 111 зубьев было у двигателя некогда популярной вазовской «восьмерки». Таких моторных цепей не бывает в природе: число звеньев всегда четное.
  • Ремень благодаря своей эластичности хорошо гасит крутильные колебания.
  • Не требует гидравлического натяжителя: ремню достаточно недорогого пружинного натяжителя.
  • Нечувствителен к качеству залитого в двигатель масла, его количеству и величине давления.
  • На части моторов его довольно легко осмотреть. Но, к сожалению, на некоторых моторах бывает нужно демонтировать опору силового агрегата.
  • Заменить ремень проще. Это можно сделать даже своими силами.
  • Масса двигателя с ременным приводом несколько ниже.
  • Двигатель с ременным приводом имеет большое число валов, выходящих из масляной полости наружу. Это — большее число сальниковых уплотнений, причем течь из них и будет выводить ремень из строя.
  • Очень низкие температуры, как и попадание воды, представляют для ремня серьезную угрозу.
  • Ресурс ремня ограничен не только пробегом, но и временем. Резина склонна к старению.
  • На сохранность ремня влияет состояние натяжных и обводящих роликов, а также помпы, которая часто приводится тем же ремнем. Смазка в роликах пересыхает от времени и жары, а помпу выводит из строя применение некачественных охлаждающих жидкостей.
  • Требует периодических замен в соответствии с таблицей регламентных работ.
  • Ремень рвется мгновенно, зачастую без всяких предупреждающих звуков.

Плюсы цепного привода

Минусы цепного привода

  • Для первого владельца цепь дешевле в эксплуатации. Регламентных работ по замене цепи ни в одной сервисной книжке, которые очень многие производители ведут до 100 тыс. км. не видел ни разу.
  • Высокий ресурс, особенно для знаменитых двигателей 80–90 годов с цепями, имеющими два и более ряда.
  • Цепь защищена от внешних неблагоприятных факторов, всегда смазана и при исправном натяжителе — натянута.
  • Цепь благодаря продуманной системе успокоителей и натяжителей испытывает даже меньшие колебания, чем ремень.
  • Цепь — находка для тех, кто ездит мало. Она не нуждается в замене «по возрасту».
  • Цепь перед «кончиной» начнет «проситься» на замену повышенным шумом, и у владельца есть шанс не упустить этот момент.
  • Двигатели с цепным приводом несколько тяжелее.
  • Гидронатяжитель цепи без храпового механизма может плохо работать при недостаточном давлении масла. Такое возможно при использовании систем «старт-стоп».
  • Возможно перескакивание цепи при вращении мотора в обратную сторону, что случается при парковке с включенной передачей на крутом склоне.
  • Насос охлаждающей жидкости практически всегда у таких моторов вращает ремень вспомогательных агрегатов. Его по регламенту зачастую не меняют — мол, он не самый важный. А при обрыве далеко не уедешь из-за перегрева двигателя.
  • Встречались в истории двигатели с ресурсом цепи, не превышающим 50 тыс. км. Ну, тут по поговорке — «В семье не без урода».

Выводы

Материалы по теме

Способ привода газораспределительного механизма — ремнем или цепью — редко становится определяющим фактором при выборе автомобиля. Но задуматься все-таки заставляет. Ведь он порой может изменить судьбу автомобиля. Характерен пример с нашей редакционной Грантой.

Если данная модель двигателя не славится малым ресурсом цепи (отзывы на профильных форумах вам в помощь), то цепной привод лучше ременного. Ременный привод выдерживает только пробег до регламентной замены, а цепь может ходить дольше. Недаром же существует совет: покупаете бэушный автомобиль — сразу замените все ремни, включая ГРМ.

Не хочу никого обидеть, но владельцы автомобилей, где привод ГРМ осуществляется цепью, несколько снисходительно взирают на тех, кто периодически задумывается: «А как там поживает мой ремень?..».

Расскажите в комментариях, какой тип привода ГРМ нравится вам и почему.

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм обеспечивает впуск топливо-воздушной смеси в цилиндры двигателя и последующее удаление отработавших газов из камеры сгорания.

Назначение газораспределительного механизма

ГРМ — один из самых сложных узлов в двигателе, так как его задача не только открывать и закрывать группы клапанов, но и делать это в строго определенный момент. Работа газораспределительного механизма синхронизирована с работой зажигания и впрыска.

Перенос распределительного вала привел к революционному развитию ГРМ и появлению двигателей с большим количеством клапанов на 1 цилиндр

Чтобы увеличить скорость движения, водитель нажимает на педаль акселератора, увеличивая поступление в двигатель топлива и воздуха. «Воспринять» усилившийся поток двигатель может только одним образом — за счет увеличения оборотов, а значит, группы клапанов должны открываться и закрываться чаще. Инженеры нашли простое и изящное решение для этой задачи, обеспечив привод ГРМ непосредственно от коленчатого вала. Чем быстрее вращается коленвал, тем чаще открываются и закрываются клапана, а значит, двигатель успевает пропустить через себя и сжечь ровно столько смеси воздуха и топлива, сколько нужно для развития желаемой скорости.

Конструкция газораспределительного механизма

Сложные задачи может решить только сложный механизм, поэтому ГРМ состоит из нескольких групп деталей. Клапана открывают и закрывают каналы впуска и выпуска, приводные механизмы вращают валы с заданной скорость, а распределительные валы обеспечивают своевременное открытие и закрытие клапанов.

В верхней части блока цилиндров расположена головка блока цилиндров (ГБЦ). На ней расположен распределительный вал, клапаны, толкатели или коромысла. Шкив привода распределительного вала находится за пределами головки блока цилиндров. Чтобы масло не вытекало из-под клапанной крышки, на шейке распредвала есть сальник. Клапанная крышка устанавливается через прокладку, устойчивую к горюче-смазочным материалам. Ремень или цепь ГРМ надевается на шкив распределительного вала, а приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня применяются ролики, а для натяжения цепи – «башмаки». Обычно в системе применяется два ремня или ремень и цепь. Ремень или цепь приводят в действие механизм ГРМ, а второй ремень – дополнительное оборудование.

Распределительный вал – это ось с выточенными «кулачками». Когда вал вращается, кулачки соприкасаются с толкателями клапанов в моменты, соответствующие тактам двигателя.

Клапанная группа и распределительный вал

Клапанная группа это не только клапаны, но и направляющие втулки, пружины и детали крепления, а также передаточные элементы.

Распредвал, или кулачковый вал, в определенный момент надавливает на штоки клапанов или рычаги (рокеры, коромысла и тп), которые передают усилие на штоки. Механизм нуждается в регулировке, поэтому в состав передаточных элементов входят также регулировочные шайбы и болты. В некоторых двигателях постоянный зазор достигается автоматической регулировкой — при помощи гидрокомпенсаторов.

Основной недостаток цепного привода ГРМ — слишком шумная работа

Распределительный вал приводится в движение приводным ремнем или цепью. Для передачи энергии от коленчатого вала на одном из торцов распредвала укреплена ведомая звездочка цепного привода или шкив, если в конструкции применен ременный привод.

Вращение распределительного вала в корпусе головки блока цилиндров обеспечивают подшипники, закрепленные в верхней пчасти ГБЦ.

ГРМ с верхним и нижним расположением клапанов

Газораспределительными механизмами с верхним расположением клапанов оснащены практически все современные двигатели. Эта конструкция постепенно сменила нижнеклапанную в середине шестидесятых годов, в начале «гонки за лошадиными силами». Применение верхнеклапанного механизма позволило избавиться от лишних передаточных деталей. Кулачки распредвала, надавливающие непосредственно на штоки клапанов, позволили обеспечить устойчивую работу двигателя на высоких оборотах. Кроме того, верхнее расположение клапанов позволило упростить ремонт и обслуживание двигателя. Верхнее расположение распредвала позволило уменьшить массу двигателя и снизить уровень шума при его работе.  В конечном итоге, благодаря переходу на верхнеклапанную конструкцию, инженерам удалось увеличить количество клапанов (16, 24 и более), установив вместо одного распредвала два — для каждой группы клапанов. Единственным минусом конструкции можно считать только относительную сложность привода, который осуществляется ремнем или цепью.

Виды привода ГРМ

Вне зависимости от типа привода в работе ГРМ должно быть обеспечено одно важное условие — положение валов друг относительно друга должно оставаться неизменным. Если один из валов начнет «отставать», синхронизированная работа немедленно нарушится.

Именно поэтому цепной привод ГРМ появился раньше ременного. Роликовая цепь, собранная из звеньев одинаковой длины, обеспечивает постоянство синхронизации наилучшим образом.

Два основных недостатка цепи — шум при работе и сложности, связанные с обеспечением постоянного натяга, побудили инженеров к разработке привода на основе зубчатого ремня. Ремень лишен недостатков цепи, но обладает своими собственными — прежде всего, возможностью обрыва.

Газораспределительный механизм под контролем

С появлением распределенного впрыска и распространением микропроцессорных систем управления работой двигателя у производителей появились обширные возможности привлекать покупателей не только мощностью автомобилей, но и экономичностью. В процессе борьбы за снижение расхода топлива была придумана система контроля и для газораспределительного механизма. Задача системы изменяемых фаз газораспределения — обеспечивать точнейшую синхронизацию впуска и выпуска в зависимости от режима работы двигателя. Если описать работу этой системы в двух словах, то можно сказать, что скорость вращения распределительных валов в современном двигателе перестала быть постоянной. Это нужно для уменьшения наполнения цилиндров топливо-воздушной смесью в моменты, когда обычный объем смеси почти наверняка не сгорит полностью. К примеру, если водитель едет под уклон, поддерживать скорость помогают законы физики, и в эти секунды подавать в камеру сгорания столько же топлива, сколько необходимо для движения в гору, не нужно. За этими динамическими изменениями следит система VVT, управляющая движением распределительных валов и открытием клапанов.

Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: Распределение природного газа

Сеть газопроводов США

Источник: EIA

В Соединенных Штатах имеется обширная система трубопроводов природного газа, по которой можно быстро и экономично распределять природный газ практически в любое место в 48 штатах, расположенных ниже по численности. Газ распределяется с использованием 305 000 миль транспортных трубопроводов (см. Карту), а еще 2,2 миллиона миль распределительных трубопроводов транспортируют газ в зонах коммунальных услуг.Система распределения также включает тысячи точек доставки, получения и соединения; сотни складских помещений; и около 50 пунктов экспорта и импорта природного газа.

В дополнение к распределению через разветвленную сеть трубопроводов страны, возобновляемый природный газ (RNG) может распределяться на производственных площадках, таких как свалки или очистные сооружения с возможностью очистки и улучшения биогаза (газообразный продукт разложения органических веществ. ).Как и обычный природный газ, ГСЧ может быть сжат или сжижен для использования в транспортных средствах.

Распределение сжатого природного газа

Подавляющая часть поставок сжатого природного газа (КПГ) в стране осуществляется через установленную систему распределения природного газа.

Большинство заправочных станций природного газа заправляют КПГ, который обычно сжимается на месте. КПГ используется в автомобилях малой, средней и большой грузоподъемности.

Чтобы найти это топливо, см. Расположение заправочных станций КПГ.

Распределение сжиженного природного газа

Сжиженный природный газ, или СПГ, необходимо переохлаждать и хранить в жидкой форме при температуре -260 ° F перед обратным преобразованием в газ. СПГ должен быть в газообразной форме, прежде чем он попадет во внутреннюю трубопроводную систему распределения и в конечном итоге будет доставлен конечному пользователю. СПГ можно использовать в транспортных средствах, хотя автомобили, работающие на СПГ, более распространены.

В то время как большинство заправочных станций природного газа в Соединенных Штатах заправляют КПГ, доступно ограниченное количество заправочных станций СПГ.Многие пользователи СПГ — это автопарки, у которых есть собственная заправочная инфраструктура для своих транспортных средств; однако в последние годы открылись также многочисленные общественные заправочные станции СПГ. Крупные предприятия по сжижению природного газа обеспечивают СПГ-топливо для транспортировки по всей стране, и СПГ необходимо доставлять на станции грузовиками.

Чтобы найти это топливо, см. «Расположение заправочных станций СПГ».

вид на приводную цепь газораспределительного механизма газораспределительного механизма. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти.Изображение 149611363.

Вид на приводную цепь газораспределительного механизма газораспределительного механизма Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Изображение 149611363.

Вид на приводную цепь газораспределительного механизма четырехцилиндрового дизельного двигателя внутреннего сгорания со снятой передней крышкой, установленного под капотом автомобиля.Механик снимает гайки автомобильной цепи с капота двигателя автомобиля, использует гидравлический привод для закрытия двигателя внутреннего сгорания с гидравлическими шестернями. Инжиниринг и распределение газа. Автомобильный цепной механизм снятия фары с фары двигателя внутреннего сгорания, вид спереди. Установка механизма привода бензиновых цилиндров, установленного на электрическом проводе перед капотом.

M

L

XL

Таблица размеров

Размер изображения Идеально подходит для
S Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
M Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л Внутренние и наружные плакаты и печатные баннеры.
XL Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать

Электронный

Всесторонний

4969 x 3691 пикселей
|
42.1 см x
31,2 см |
300 точек на дюйм
|
JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

4969 x 3691 пикселей
|
42,1 см x
31,2 см |
300 точек на дюйм
|
JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредит

Самая низкая цена
с планом подписки

  • Попробуйте 1 месяц на 2209 pyб
  • Загрузите 10 фотографий или векторов.
  • Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц

221 ру

за изображение любой размер

Цена денег

Ключевые слова

Похожие изображения

Нужна помощь? Свяжитесь со своим персональным менеджером по работе с клиентами

@ +7 499 938-68-54

Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie

.
Принимать

запасных частей газораспределительного механизма с цепным приводом. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Изображение 150310651.

Запасные части газораспределительного механизма с цепным приводом. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Изображение 150310651.

Запасные части газораспределительного механизма с цепным приводом находятся в клапанной крышке.Установите механизм звена цепи, прокладку с клапаном, линию звена цепи, масляный насос или домкрат и автомобильное сервисное оборудование. Запасные части для раздачи приводов. Автомобильные комплектующие и запчасти автомобильной промышленности. Запасные части и механизмы системы цепного привода. Автозапчасти и оборудование для поставки и распространения. Часть системы авто, газа и клапанной крышки.

M

L

XL

Таблица размеров

Размер изображения Идеально подходит для
S Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
M Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л Внутренние и наружные плакаты и печатные баннеры.
XL Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать

Электронный

Всесторонний

6016 x 4000 пикселей
|
50.9 см x
33,9 см |
300 точек на дюйм
|
JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

6016 x 4000 пикселей
|
50,9 см x
33,9 см |
300 точек на дюйм
|
JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредит

Самая низкая цена
с планом подписки

  • Попробуйте 1 месяц на 2209 pyб
  • Загрузите 10 фотографий или векторов.
  • Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц

221 ру

за изображение любой размер

Цена денег

Ключевые слова

Похожие изображения

Нужна помощь? Свяжитесь со своим персональным менеджером по работе с клиентами

@ +7 499 938-68-54

Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie

.
Принимать

Поставка и хранение природного газа

Поставка природного газа потребителям

Доставка природного газа из газовых и нефтяных скважин потребителям требует большого количества объектов инфраструктуры и этапов обработки, а также включает в себя несколько физических передач хранения.

  • Обработка
  • Транспорт
  • Хранилище

Переработка природного газа для транспортировки по трубопроводам

Природный газ, транспортируемый по магистральной системе транспортировки природного газа (трубопроводам) в Соединенных Штатах, должен соответствовать определенным критериям качества, чтобы трубопроводная сеть (или энергосистема) могла обеспечивать природный газ однородного качества.Устьевой природный газ может содержать загрязняющие вещества и жидкие углеводородные газы (HGL), которые необходимо удалить, прежде чем природный газ можно будет безопасно доставить в магистральные трубопроводы высокого давления, по которым природный газ транспортируется потребителям. Природный газ обычно перемещается из газовых и нефтяных скважин через систему сбора трубопроводов на заводы по переработке природного газа для обработки.

Обработка природного газа может быть сложной и обычно включает несколько процессов или стадий для удаления нефти, воды, HGL и других примесей, таких как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода.Состав устьевого природного газа определяет количество стадий и процессов, необходимых для производства сухого природного газа трубопроводного качества. Эти этапы и процессы могут быть интегрированы в одно подразделение или операцию, выполняться в другом порядке или в альтернативных местах (аренда / завод) или не требоваться вовсе.

  • Сепараторы газ-масло-вода: сброс давления в одноступенчатом сепараторе вызывает естественное отделение жидкостей от газов в природном газе.В некоторых случаях требуется многоступенчатый процесс разделения для разделения различных потоков жидкости.
  • Сепаратор конденсата. Конденсат чаще всего удаляется из потока природного газа на устье скважины с помощью сепараторов, похожих на сепараторы газ-нефть-вода. Поток природного газа в сепаратор идет непосредственно с устья скважины. Добытый конденсат направляется в резервуары для хранения.
  • Обезвоживание: процесс обезвоживания удаляет воду, которая может вызвать образование нежелательных гидратов и конденсацию воды в трубопроводах.
  • Удаление загрязняющих веществ: неуглеводородные газы, такие как сероводород, диоксид углерода, водяной пар, гелий, азот и кислород, также должны быть удалены из потока природного газа. Наиболее распространенный метод удаления — направлять природный газ через емкость, содержащую раствор амина. Амины поглощают сероводород и диоксид углерода из природного газа и могут быть переработаны и регенерированы для повторного использования.
  • Экстракция азота: как только сероводород и диоксид углерода снижаются до приемлемых уровней, поток природного газа направляется в установку удаления азота (NRU), где он подвергается дальнейшей дегидратации с использованием слоев молекулярных сит.
  • Отделение метана: процесс деметанизации потока природного газа может происходить как отдельная операция на заводе по переработке природного газа или как часть операции NRU. Методы криогенной обработки и абсорбции — это некоторые из способов, используемых для отделения метана от HGL.
  • Фракционирование: фракционирование разделяет HGL на составные жидкости с использованием различных точек кипения индивидуального HGL. ВСУ с перерабатывающего завода можно отправлять на нефтехимические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и другим потребителям ВГК.

По трубопроводам природный газ с мест добычи доставляется на рынки

Трубопроводы для транспортировки природного газа представляют собой трубопроводы большого диаметра и часто являются протяженной частью трубопроводных систем природного газа, соединяющих системы сбора в районах добычи, заводы по переработке природного газа, другие точки приема и основные районы обслуживания потребителей.

  • Межгосударственные газопроводы работают и транспортируют природный газ через государственные границы.
  • Внутригосударственные газопроводы работают и транспортируют природный газ в пределах государственной границы.
  • Газопроводы Hinshaw принимают природный газ из межгосударственных трубопроводов и доставляют его потребителям для потребления в пределах государственной границы.

Когда природный газ поступает в места, где он будет использоваться (обычно через большие трубопроводы), он течет в трубопроводы меньшего диаметра, называемые магистральными, а затем в более мелкие трубопроводы, которые идут непосредственно к домам или зданиям.

Природный газ также можно хранить в периоды пикового спроса

Спрос на природный газ колеблется ежедневно и сезонно, в то время как добыча и импорт по трубопроводам относительно постоянны в краткосрочной перспективе. Хранение природного газа в периоды низкого спроса помогает гарантировать наличие достаточных запасов природного газа в периоды высокого спроса. Природный газ в больших объемах хранится в подземных сооружениях и в меньших объемах в резервуарах над или под землей.

  • Истощенные месторождения природного газа или нефти — близкие к районам потребления, где большая часть природного газа хранится в Соединенных Штатах.
  • Соляные каверны, обеспечивающие высокие скорости отбора и закачки по сравнению с их рабочей мощностью природного газа. Базовые потребности в природном газе относительно низкие. Большинство хранилищ соляных пещер находятся в формациях соляных куполов в штатах, граничащих с Мексиканским заливом. Соляные пещеры также выщелачивались из пластовых соляных образований в штатах на Среднем Западе, Северо-Востоке и Юго-Западе.
  • Водоносные горизонты, преобразованные в резервуары для хранения природного газа, в первую очередь на Среднем Западе, где водоносные осадочные горные образования перекрыты водонепроницаемыми покрывающими породами.

Последнее обновление: 15 января 2021 г.

Первичные приводные механизмы — PetroWiki

Маскат определяет первичную добычу как период добычи, «начинающийся с первоначального открытия месторождения и продолжающийся до тех пор, пока исходные источники энергии для вытеснения нефти больше не смогут поддерживать прибыльные темпы добычи.» [1] Первичная добыча также иногда называется истощением давления, потому что она обязательно включает снижение пластового давления. В этой статье представлен обзор типов энергии пласта и механизмов добычи (приводных механизмов).

Определение первичного восстановления

Первичное восстановление следует четко отличать от вторичного восстановления. Маскат определяет вторичную добычу как «закачку (флюидов) после того, как пласт достиг состояния практически полного истощения своего первоначального содержания энергии, доступной для (флюидного) вытеснения, или когда дебиты достигли пределов прибыльной эксплуатации.» [1] Одним из самых популярных методов вторичной добычи является заводнение. Поскольку первичная добыча неизменно приводит к истощению давления, вторичная добыча требует« повторного сжатия »или увеличения пластового давления.

Первичная добыча включает методы поддержания давления. Маскат определяет поддержание давления как «операцию закачки (жидкости) в пласт в течение его истории первичной добычи». [1] Основным эффектом поддержания давления является уменьшение падения давления в пласте и сохранение его энергии.В конечном итоге цель поддержания давления — повысить нефтеотдачу. Наиболее распространенными закачиваемыми жидкостями для поддержания давления являются вода и сепаратор или остаточный газ. «Частичное» и «полное» поддержание давления описывают общую эффективность данной операции поддержания давления для замедления скорости падения давления. Поддержание частичного давления относится к закачке жидкости, пока сохраняется общее состояние падения давления. Полное или полное поддержание давления относится к закачке жидкости, в то время как пластовое давление остается практически постоянным.

Согласно определению Маската поддержания давления, методы вторичного восстановления, такие как заводнение, не являются строго операциями по поддержанию давления, поскольку они начинаются после истощения давления. Однако, если закачка воды происходит до окончания спада давления, что не редкость, это считается методом поддержания давления. Если вода закачивается до окончания первичной добычи, пласт классифицируется как искусственный привод воды. С тех пор, как Маскат впервые предложил свое определение, другие вольно использовали термин «поддержание давления», чтобы включить любую стратегию закачки жидкости на любой стадии добычи из пласта.

Виды пластовой энергии

В следующем списке перечислены основные виды энергии, доступные для добычи нефти.

  • Расширение пластовых флюидов (нефти, воды и газа)
  • Расширение пласта-коллектора
  • Расширение водоносного горизонта, если таковой существует
  • Гравитационная энергия, которая заставляет нефть и газ разделяться внутри коллектора.

Вода внутри коллектора — это вода, которая изначально присутствует в коллекторе на момент открытия.Нефть в коллекторе относится к нефтяной фазе, которая изначально присутствует при открытии или может образоваться в результате конденсации испарившейся нефти при сбросе давления. Точно так же газ в коллекторе относится к газовой фазе, которая изначально присутствует при открытии или может образоваться впоследствии в результате выделения растворенного газа при сбросе давления.

Поскольку механизмы высвобождения энергии обеспечиваются бурением и эксплуатацией скважин, пластовое давление снижается, флюиды расширяются, возникает приток и добываются флюиды.Чистый объем расширения породы и флюидов внутри коллектора приводит к равному объему вытесненных флюидов. Водоносные резервуары, которые иногда примыкают к нефтяным резервуарам, называются водоносными горизонтами. Расширение воды из водоносного горизонта приводит к перетоку воды из водоносного горизонта в нефтяной резервуар. Чистый переток воды в нефтяной резервуар, в свою очередь, приводит к вытеснению равного объема жидкости из нефтяного резервуара. Сегрегация под действием силы тяжести не приводит напрямую к вытеснению жидкости, но заставляет нефть оседать на дно, а газ мигрировать к верху коллектора.Благодаря добыче только из нижних частей коллектора, этот процесс дает квалифицированному оператору возможность выборочно извлекать нефть и, возможно, извлекать больше нефти, чем могло бы быть извлечено в противном случае.

При ранжировании видов энергии в порядке наименьшего значения для добычи нефти энергия сжатой воды и породы, изначально находящейся в коллекторе, вероятно, наименее важна из-за относительно низкой сжимаемости воды и породы. Не менее важна энергия сжатого масла, хотя влияние сжатого масла немного больше, чем влияние сжатой воды и горной породы, о чем свидетельствует немного большая сжимаемость нефти (10 –5 на фунт / кв. Дюйм), чем воды ( 3 × 10 –6 на фунт / кв. Дюйм) и горной породы (6 × 10 –6 на фунт / кв. Дюйм).Из энергий сжатых жидкостей влияние сжатого газа, несомненно, является наиболее важным из-за большей сжимаемости газа. Воздействие сжатого газа важно, даже если изначально свободного газа не так много, как в случае изначально недонасыщенного нефтяного коллектора. В этих случаях газ будет появляться естественным образом в процессе снижения давления из-за выделения растворенного газа из нефти, когда давление упадет ниже давления насыщения.

Гравитационные силы могут быть основным фактором при добыче нефти, если пласт имеет достаточный вертикальный рельеф и вертикальную проницаемость. Эффективность гравитационных сил будет ограничена скоростью, с которой жидкости выводятся из резервуара. Если скорость удаления значительно превышает скорость сегрегации жидкости, то влияние гравитационных сил будет сведено к минимуму.

Энергия сжатой воды водоносных горизонтов также может быть важным фактором, даже если вода имеет низкую сжимаемость, потому что размер большинства водоносных горизонтов, как правило, намного больше, чем размер нефтяного резервуара.Большинство нефтяных месторождений имеют площадь менее 10 квадратных миль (6400 акров), тогда как водоносные горизонты часто имеют площадь более 1000 квадратных миль. [1]

Энергии, обсуждаемые до сих пор, представляют «внутренние» энергии коллектора (то есть энергии, изначально присутствующие в пласте и прилегающих к нему геологических единицах на момент открытия). Помимо этих энергий, могут быть важные «внешние» энергии (т.е. энергии, которые происходят извне пласта). Внешние энергии подразумевают практику закачки флюидов в пласт для увеличения естественной энергии пласта.Эта практика называется поддержанием давления. Двумя наиболее распространенными жидкостями для закачки являются сжатая вода и газ. Результирующее действие закачиваемых флюидов, оказавшихся внутри коллектора, во многом такое же, как и изначально присутствующих флюидов. Общая цель закачки флюидов — добавить энергию в пласт для извлечения большего количества нефти или газа, чем могло бы быть извлечено в противном случае. Если закачивается газ, ясно, что намерение состоит в том, чтобы извлечь больше нефти, чем было бы извлечено в противном случае. Кроме того, экономическая привлекательность этой практики основана на ожидании того, что дополнительный доход, полученный от увеличения добычи нефти, более чем компенсирует дополнительные расходы и потерянные или отложенные доходы от закачки газа.Наиболее распространенным источником газа для закачки газа является газ, добываемый из пласта.

Производственные механизмы

Общие рабочие характеристики пластов, добывающих углеводороды, в значительной степени зависят от типов энергии, доступной для перемещения углеводородных флюидов в ствол скважины. Преобладающие формы энергии порождают различные производственные механизмы. Эти производственные механизмы используются для классификации нефтяных коллекторов.

В этом разделе эти производящие механизмы определены и очерчены, хотя по некоторым из этих определений нет четко установленного консенсуса.Нефтяной пласт редко можно охарактеризовать на протяжении всего срока его эксплуатации до истощения давления с помощью какого-либо единственного добывающего механизма. Нефтяной пласт обычно подвержен нескольким добывающим механизмам в течение своего срока службы; тем не менее, практика описания нефтяного коллектора по его преобладающему продуктивному механизму полезна.

В общих чертах, все промышленно продуктивные нефтяные пласты делятся на резервуары с расширительным приводом, с уплотнением или с водяным приводом. Коллектор, приводимый в движение расширением или уплотнением, представляет собой преимущественно герметичный коллектор, в котором расширение текучих сред и породы, изначально находившееся внутри коллектора, является причиной вытеснения нефти из коллектора. На рис. 1 показана система классификации производственного механизма.

  • Рис. 1 — Классификация коллекторских механизмов.

Напротив, резервуар с приводом от воды представляет собой негерметичный нефтяной резервуар, сообщающийся с водоносными резервуарами, и в котором имеется заметное движение воды из водоносного резервуара в нефтяной резервуар. Если скорость проникновения воды в резервуар равна объемной скорости отбора жидкости из резервуара, то резервуар более описательно называется резервуаром с полным приводом воды.Коллектор с полным приводом воды часто испытывает, но не обязательно, очень небольшое падение давления. Коллекторы с полным приводом могут потребовать значительного снижения давления, прежде чем скорость подачи воды сможет уравновесить дебит.

Если скорость проникновения воды в пласт значительна, но существенно меньше объемной скорости отбора жидкости из пласта, то пласт называется пластом с частичным приводом воды. Во всех случаях, когда гидропривод является основным механизмом добычи, пластовое давление будет зависеть от дебита добычи.Если дебит пласта будет слишком большим, чем скорость притока воды, гидропривод потеряет свою эффективность и давление пласта упадет.

Гидравлические приводы также классифицируются как забивные или забивные, в зависимости от характера и места проникновения воды в резервуар. На рис. 2 показано схематическое изображение забойного резервуара. Поскольку в резервуарах с гидроприводом увеличивается содержание воды и уменьшается содержание углеводородов, их называют необъемными резервуарами.В более общем смысле, необъемные коллекторы — это коллекторы, в которых объем углеводородных пор (PV) изменяется во время истощения давления. И наоборот, объемные резервуары — это резервуары, в которых PV углеводородов не изменяется во время снижения давления. Поскольку резервуары с приводом от воды включают приток воды в резервуар, их также называют резервуарами с притоком воды.

  • Рис. 2 — Распределение воды и нефти и положение контакта вода / нефть (WOC) в резервуаре с гидроприводом (a) до добычи и (b) во время истощения.

Снижение давления приводит к увеличению внутреннего напряжения в породе коллектора. Это изменение вызывает изменения в расположении зерен и другие явления, которые в конечном итоге приводят к уменьшению объема пор породы. Сужение порового объема коллектора способствует вытеснению флюидов из коллектора. Термины «сокращение объема поры» и «расширение горной породы» используются в этой главе как синонимы для описания этого явления, даже несмотря на то, что обычно имеет место очень незначительное расширение зерен.Если это явление является основным продуктивным механизмом, резервуар является резервуаром, приводимым в движение уплотнением. Коллекторы с приводом от уплотнения встречаются редко, потому что сжимаемость PV обычно меньше сжимаемости масла.

Коллекторы с расширительным приводом далее классифицируются как нефтегазовые коллекторы, в зависимости от того, является ли расширение нефти или газа основным механизмом добычи. Коллекторы с сухим и влажным газом представляют собой коллекторы с расширительным газом, поскольку они не содержат свободной нефти в пластовых условиях.Более описательно, газовый резервуар — это резервуар, в котором расширение свободного газа является преобладающим механизмом добычи. Расширяющийся свободный газ может происходить как исходный свободный газ или как растворенный газ. С другой стороны, нефтеносный резервуар — это резервуар, в котором расширение свободной нефти является преобладающим механизмом добычи. [1] Согласно этим определениям, резервуары с черной нефтью и летучей нефтью, скорее всего, не являются резервуарами с нефтяным двигателем, а являются резервуарами с газовым двигателем, потому что расширение газа в конечном итоге намного больше, чем расширение нефти.Нефть в коллекторах с насыщенной, мазутной и летучей нефтью не расширяется, а сжимается во время истощения давления из-за выделения растворенного газа. Поскольку подавляющее большинство резервуаров с расширительным приводом являются газовыми коллекторами, термин нефтесодержащий резервуар используется редко. Добывающий механизм нефтедобычи доминирует в нефтяных коллекторах только в том случае, если они недосыщены.

Резервуары с газовым приводом подразделяются на резервуары с приводным газом или резервуары с газовой шапкой.Резервуар привода расширения газовой шапки — это резервуар газовой шапки, в котором расширяющаяся газовая шапка отвечает за большую часть расширения газа. Газовая шапка — это зона свободного газа, которая перекрывает нефтяную зону. Зона свободного газа может существовать ранее или образовываться в процессе истощения. Существующие ранее газовые шапки называются первичными газовыми шапками. Газовые шапки, которые изначально отсутствуют, но которые образуются в процессе истощения, называются вторичными или развитыми газовыми шапками. Вторичные газовые шапки могут образовываться в результате восходящей миграции либо высвобожденного растворенного газа, либо повторно закачанного газа. На рис. 3 показано схематическое изображение резервуара с приводом от расширения газовой шапки.

  • Рис. 3 — Распределение воды, нефти и газа и положение газонефтяного контакта (GOC) в коллекторе с разделительной газовой шапкой: (a) до добычи и (b) во время истощения.

Газовые крышки также классифицируются по эффективности вытеснения. В наиболее благоприятном случае расширяющийся газ вытесняет масло поршневым образом. На другом пределе расширяющийся газ полностью диффузно вытесняет нефть.Первые — это сегрегационные приводные или газовые крышки самотечного дренажа; последние представляют собой газовые крышки, не связанные с сегрегацией. Граница между зоной газовой шапки и нефтяной зоной — это газонефтяной контакт (GOC). Газовые шапки привода сегрегации демонстрируют GOC, который постепенно движется вниз во время истощения. Напротив, газовые крышки, приводящие к несегрегации, демонстрируют GOC, который кажется стационарным. Эффективность вытеснения газовой шапки зависит от дебита и вертикальной проницаемости. Газовые крышки, приводящие к разделению, имеют тенденцию иметь высокую вертикальную проницаемость, в то время как газовые крышки, приводящие к разделению, имеют тенденцию иметь низкую вертикальную проницаемость.Эти два типа газовых крышек представляют собой предельные случаи. На самом деле между этими пределами существует континуум характера. Точный характер газовой шапки зависит от реальных условий.

Коллекторы с газовым приводом, которые не являются коллекторами с газовой шапкой, но в которых преобладает расширение растворенного газа, называются коллекторами с газовым приводом или коллекторами с растворенным газом. На рис. 4 показано схематическое изображение резервуара для подачи растворенного газа. Коллекторы с газовым приводом, которые не являются ни газовой шапкой, ни коллекторами с газовым двигателем, называются газовыми коллекторами.Например, резервуары с сухим газом являются резервуарами с газовым приводом, потому что они не квалифицируются как резервуары с растворенным газом или резервуары с газовой шапкой. Практика обратной закачки сухого газа и добычи влажного газа из газовых / конденсатных пластов называется циклическим или циклическим режимом газа.

  • Рис. 4 — Распределение воды, нефти и газа в резервуаре с газовым приводом: (а) до добычи и (б) во время истощения.

Дальность восстановления

В таблице 1 приведен примерный диапазон первичного извлечения для различных механизмов добычи.Диапазоны отражают ранг пластовых энергий. Коллекторы черной нефти, добываемые исключительно с помощью механизма подачи растворенного газа, обычно извлекают от 10 до 25% OOIP за счет снижения давления. Американский институт нефти сообщает, что средняя первичная нефтеотдача составляет 20,9% для 307 пластов, использующих растворный газ. [2] Напротив, первичная добыча нефти из пластов черной нефти обычно составляет от 15 до 50% или выше от OOIP. Гидравлические резервуары с черной нефтью дали одни из самых высоких показателей извлечения из когда-либо зарегистрированных.Первичная добыча нефти из газовой шапки и залежей мазута широко варьируется в зависимости от наличия значительного гравитационного дренажа. Первичная добыча нефти из негравитационного дренажа, газовой шапки, залежей мазута составляет от 15 до 40% от OOIP. Напротив, первичная добыча нефти из гравитационного дренажа, газовой шапки, залежей мазута составляет от 15 до 80% от OOIP. Первичный нефтеотдача от гравитационного дренажа, залежи мазута — одни из самых высоких среди всех залежей мазута. Поддержание давления путем обратной закачки газа обычно практикуется в коллекторах черной нефти для повышения нефтеотдачи.Коллекторы черной нефти, подлежащие обратной закачке газа без гравитационного дренирования, обычно извлекают от 15 до 45% OOIP. Если газ повторно закачивается в пласт с активным гравитационным дренажем, первичная нефтеотдача обычно составляет от 15 до 80%.

Список литературы

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Маскат, М. 1949. Физические принципы добычи нефти. Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Co.Inc.
  2. ↑ Бык. D-14, Статистический анализ добычи и эффективности добычи сырой нефти, второе издание. 1984. Даллас, Техас: API.

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Материальный баланс в нефтяных пластах

Характеристики масляной жидкости

Резервуары подачи растворного газа

Резервуары привода газовой шапки

Резервуары водяные

Модели притока воды

Материальный баланс в водоемах

Резервуары привода уплотнения

Свойства нефтяной жидкости

PEH: Масло_ резервуар, первичный_привод_ механизмы

Solution Gas Drive — обзор

Уравнение 12-15 предполагает, что вся оставшаяся нефтенасыщенность должна быть равномерно распределена по пласту.Если произошел приток воды, расширение газовой шапки или сжатие газовой шапки, уравнение нефтенасыщенности, то есть уравнение 12-15, должно быть скорректировано с учетом нефти, захваченной в зонах проникновения.

Регулировка нефтенасыщенности для сужения газовой шапки

Коул (1969) указывает, что регулировка размера газовой шапки очень часто является надежным ориентиром для эффективности работы коллектора. Уменьшение газовой шапки приведет к потере значительного количества нефти, которая в противном случае могла бы быть восстановлена.Обычно нефтенасыщенность в газовой шапке незначительна или отсутствует, и если нефть мигрирует в исходную газовую зону, обязательно будет некоторая остаточная нефтенасыщенность, остающаяся в этой части газовой шапки при ликвидации. Величина этой потери может быть довольно большой, в зависимости от:

Площадь контакта газ-нефть

Скорость усадки газовой шапки

Относительная проницаемость характеристики

Вертикальная проницаемость

Сжимающуюся газовую шапку можно контролировать либо путем закрытия скважин, которые производят большие количества газа из газовой шапки, либо путем возврата части добытого газа обратно в часть газовой шапки резервуара.Во многих случаях усадку невозможно полностью устранить путем закрытия скважин, поскольку существует практический предел количества скважин, которые можно закрыть. Количество нефти, теряемой из-за сужающейся газовой шапки, может быть очень важным для инженера экономическим обоснованием установки оборудования для возврата газа.

Разница между первоначальным объемом газовой шапки и объемом, занимаемым газовой шапкой в ​​любой последующий момент времени, является мерой объема нефти, которая переместилась в газовую шапку.Если размер исходной газовой шапки равен m NB oi , то расширение исходного свободного газа в результате снижения давления с p i до p составляет:

Расширение исходной газовой шапки = m NB oi [(B g / B gi ) -1], где

м NB oi = исходный объем газовой крышки, баррель

B г = газ FVF, баррель / scf

Если газовая шапка сжимается, то объем добываемого газа должен быть больше, чем расширение газовой шапки.Вся нефть, которая попадает в газовую шапку, не будет потеряна, так как это масло также будет зависеть от различных приводных механизмов. Предполагая, что исходная нефтенасыщенность в газовой зоне отсутствует, потеря нефти по существу представляет собой остаточную нефтенасыщенность, остающуюся при ликвидации. Если совокупная добыча газа из газовой шапки составляет G pc scf, объем усадки газовой шапки, выраженный в баррелях, равен:

Усадка газовой шапки G pc B g — m NB oi [(B g / B gi ) −1]

Из уравнения объема:

Gpc Bg − m N Boi [(Bg / Bgi) −1] = 7758 A h ϕ (1 − Swi −Sgr)

, где

A = средняя площадь поперечного сечения газонефтяного контакта, акры

h = среднее изменение глубины газонефтяного контакта, футы

S gr = остаточная газонасыщенность в зоне усадки

Объем нефти, потерянной в результате миграции нефти в газовую шапку, также можно рассчитать по уравнению объема следующим образом:

Потери нефти = 7758 A h ϕ Sorg / Boa

, где

S org = остаточная нефтенасыщенность в зоне сжатия газовой шапки

B oa = FVF нефти при ликвидации

Комбинируя вышеуказанные соотношения и исключая термин 7,758 A h ϕ, дайте следующее выражение для оценки объема нефти в баррелях, потерянных в газовой шапке:

Нефть потерянный = [Гпк Bg − m N Boi (BgBgi − 1)] (1 − Swi − Sgr) BoaSorg

, где

G pc = совокупная добыча газа для газовой шапки, scf

Bg = газ FVF, барр. / куб. фут.

Все методологии, которые были разработаны для прогнозирования будущих характеристик коллектора, в основном основаны на использовании и сочетании вышеуказанных соотношений, которые включают:

MBE

Уравнения насыщения

Мгновенный газовый фактор

Уравнение, связывающее совокупный газовый фактор с мгновенным газовым фактором

9 0002 Используя приведенную выше информацию, можно спрогнозировать эффективность первичной добычи на месторождении при снижении пластового давления.В нефтяной промышленности широко используются три методики исследования коллектора. Это:

Метод Трейси

Метод Маската

Метод Тарнера

Эти методы дают практически одинаковые результаты, когда используются небольшие интервалы давления или небольшие интервалы давления. . Эти методы можно использовать для прогнозирования характеристик резервуара при любом приводном механизме, в том числе:

Привод растворного газа

Газовый колпачок

Водяной привод

Комбинированный привод

Практическое использование всех методов проиллюстрировано при прогнозировании характеристик первичной добычи объемного коллектора с газовым приводом.Используя соответствующее уравнение насыщения, например, уравнение 12-20 для водонапорного резервуара, любой из доступных методов прогнозирования резервуара может быть применен к другим резервуарам, работающим с другими приводными механизмами.

Рассмотрены следующие два случая коллектора с газовым приводом:

Коллекторы с ненасыщенной нефтью

Коллекторы с насыщенной нефтью

Определяющая серия: Механизмы привода коллектора

Когда пластовое давление в системе раствор-газ падает, высвободившийся газ может мигрировать в верхнюю часть пласта, образуя вторичную газовую шапку.Если нефть добывается быстро, пузырьки газа могут образовываться и расширяться в порах горных пород, что может препятствовать потоку нефти через пласт. Как и в случае с первичной газовой шапкой, истощение вторичной газовой шапки может вызвать быстрое снижение давления и снижение извлечения. Коэффициенты извлечения системы подачи растворенного газа составляют от 5% до 30% от OOIP. Средний коэффициент извлечения составляет около 15%.

Гравитационные двигатели используются в коллекторах с газовой шапкой и водяным приводом; эти типы резервуаров могут быть очень эффективными производителями.Энергия исходит из двух направлений: вверх от гидростатического давления в нефтяном столбе и вниз от расширяющейся газовой шапки. Этот приводной механизм резервуара может также называться комбинированным приводом. Для многих нефтяных пластов добыча флюидов контролируется более чем одним приводным механизмом, и инженеры-разработчики используют термин комбинированный привод для их описания. Коэффициенты восстановления системы гравитационного привода варьируются от 5% до 85% от OOIP. Средний коэффициент извлечения составляет около 50%. Медленная добыча из пласта с помощью этих приводных механизмов может значительно улучшить конечную добычу.

Матрица породы в некоторых коллекторах сжимается по мере добычи флюидов. Это вносит энергию в систему и называется приводом уплотнения. Хотя приводы уплотнения встречаются редко, наличие уплотнения улучшает коэффициенты извлечения по сравнению с коэффициентами извлечения из пластов, которые не сжимаются из-за добычи. Эти резервуары часто имеют механизмы привода газовой шапки, воды или газа.

Последствия приводных механизмов

Инженеры-разработчики изучают скважинные условия для оптимизации стратегии заканчивания.После начала добычи они отслеживают изменяющиеся условия, чтобы избежать ситуаций, которые могут негативно повлиять на производительность коллектора и коэффициенты извлечения. Управление пластом может включать предотвращение раннего прорыва и конусообразования воды, управление давлением, чтобы избежать падения давления ниже точки кипения, более высокую добычу газа в системах подачи раствора и терпение к системам гравитационного дренажа, чтобы жидкости могли уравновеситься.

В конце концов, механизмы первичной добычи становятся неэффективными, и инженеры-разработчики могут обратиться к методам усовершенствованной добычи, чтобы продлить срок эксплуатации добывающих месторождений.Во время первичной добычи вторичные методы добычи, такие как заводнение и повторная закачка газа, могут улучшить извлечение, повысить экономическую жизнеспособность и продлить срок службы коллектора. Правильное управление резервуаром может помочь операторам увеличить добычу и повысить производительность активов.

.