CN102128010A - 油/电综合动力轮式修井机 - Google Patents

Abstract

本发明属油水井修井作业装置领域，尤其涉及一种油/电综合动力轮式修井机，它包括置于车体(14)上的柴油发动机(12)、液力变矩器、自动变速箱、传动轴、绞车滚筒、配于车体(14)上的变频电力驱动系统；所述变频电力驱动系统包括变频电机(1)、双动力混合换向器(2)、联轴器(11)、油泵电机(3)、液压泵(4)及电源；变频电机(1)的输出轴与双动力混合转换器(2)的联轴器(11)固定相接；双动力混合转换器(2)的输出动力经链轮(13)传递至绞车；油泵电机(3)的输出轴与液压泵(4)的输入轴固定配接；电源为变频电机(1)及车体(14)提供电能。本发明制造成本低，节能效果好，设备利用率高，操作方便。

Description

油/电综合动力轮式修井机

技术领域

本发明属油水井修井作业装置领域，尤其涉及一种油/电综合动力轮式修井机。

背景技术

轮式修井机是目前油田油水井修井作业的主要设备.其野外施工工况差、连续作业时间长；导致该设备故障率、标准井次耗能指标逐年增加；特别是进入08年度，由于各种原材料价格大副攀升，使得修井作业设备的能耗费用及维修保养费用已成为修井作业工作主要成本支出。近年来伴随着企业对修井作业技术在节能、安全、环保提出的更高要求，新型的电力驱动、液压驱动修井机正逐步成为现有作业设备发展方向。

通过前期调研，我们了解到目前一种新型电动机变频技术近两年来已经应用在石油修井设备上，并取得成功，是石油修井机一次大的革新，具有安全可靠、节能、无污染物排放等优点。而现场实际应用中，电动修井机除购置费用高外，对井场电力设备存在一定要求(其中部分偏远井场缺少相应的电力配套设施)；同时油田现有轮式修井机远未达到报废周期，一次性淘汰可能性不大；因此规模化推广应用存在一定局限。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种制造成本低，节能效果好，设备利用率高，操作方便的油/电综合动力轮式修井机。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

油/电综合动力轮式修井机，它包括置于车体上的柴油发动机、液力变矩器、自动变速箱、传动轴、绞车滚筒；配于车体上的变频电力驱动系统；所述变频电力驱动系统包括变频电机、双动力混合换向器、联轴器、油泵电机、液压泵及电源；所述变频电机的输出轴与双动力混合转换器的联轴器固定相接；所述双动力混合转换器的输出动力经链轮传递至绞车；所述油泵电机的输出轴与液压泵的输入轴固定配接；所述电源为变频电机及车体提供电能。

作为一种优选方案，本发明所述双动力混合换向器可采用双离合器变速箱结构。

本发明由于采用了新型双动力混合转换器替代原有角传动箱(在原位置安装)的结构，确保柴、电驱动任意转换因而具有一机两用的功能。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

(1)制造成本低

在轮式修井机原结构保持基本不变基础上，通过加装一套变频电力驱动装置，既达到改造成本低、操作简便，又实现一机两用等特点。

(2)传动效率高

新型双动力混合转换器替代现有角传动箱，能够轻易实现油、电驱动任意转换；且具有设计结构紧凑、传动路径短、传动效率高(提高传动效率20％以上)等特点。

(3)操作简便

改造后的修井机，油/电两种修井作业均由一个操作手柄进行控制，其原有操作方式保持不变，操作手无需再培训。

(4)设备利用率高

油/电综合动力轮式修井机，减少设备故障率；即在一套动力驱动系统发生故障情况下，另一套动力驱动系统可完全替代，有效减少由于设备故障，而影响修井作业进度和安全事故发生。

(5)节能效果好

采用电力驱动修井作业时，能够实现无污染、零排放作业，且标准井次节能达60％以上。

(6)安全系数高

油、电综合动力轮式修井机现场作业工作电压为380V，而操作室使用电压为36V、24V，符合国家安全标准要求，保证操作人员的人身安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明的整体结构示意图

图2为本发明图1的俯视图。

图中：1为变频电机；2为双动力混合换向器；3为油泵电机；4为液压泵；5为配电柜；6为变压器；7为变频器；8为电阻柜；9为操作室；10为空气压缩机；11为联轴器；12为柴油发动机；13为链轮；14为车体。

具体实施方式

如图所示，油/电综合动力轮式修井机，它包括置于车体14上的柴油发动机12、液力变矩器、自动变速箱、传动轴、绞车滚筒、配于车体14上的变频电力驱动系统；所述变频电力驱动系统包括变频电机1、双动力混合换向器2、联轴器11、油泵电机3、液压泵4及电源；所述变频电机1的输出轴与双动力混合转换器2的联轴器11固定相接；所述双动力混合转换器2的输出动力经链轮13传递至绞车；所述油泵电机3的输出轴与液压泵4的输入轴固定配接；所述电源为变频电机1及车体14提供电能。本发明所述双动力混合换向器2可采用双离合器变速箱结构，当然也可选用其它离合结构。当采用柴油发动机动力时，变频电机1的传输通过滑动联轴节与系统分离(离合器)；柴油发动机负责系统的动力输出。当采用变频电机动力时，柴油发动机的传输通过滑动联轴节与系统分离(离合器)；变频电机负责系统的动力输出。

本发明在不改变现有轮式作业机基本结构基础上，通过加装一套变频电力驱动装置，既达到改造成本低、操作简便，又实现一机两用等特点；即根据作业现场实际条件，做到电力驱动与柴油机驱动间任意转换，切实提高设备利用率，达到节能减排、安全高效目的。

本发明在结构设计上具有如下特点：

1、保持原轮式修井机车上各个部位、各系统(如操作室、液力变速器、绞车、滚筒、井架等装置)位置不变；

2、用双动力混合转换器替代原有角传动箱(在原位置安装)，确保柴、电驱动任意转换；

3、将绞车传动链轮尺寸进行设计改造，使之同双动力混合转换器动力输出端相匹配；

4、在原车现有空间加装一套变频电力驱动装置，使得车上空间得到最大利用，并有效减少改装成本；

5、柴、电驱动时，均通过双动力混合转换器做为动力输出端，使得整车传动路径最大集优化；

本发明双动力混合转换器外型尺寸仅为920mm×980mm×838mm，具有结构紧凑、传动路径短、传动效率高等特点；能够实现在原机械(柴油)传动效率不变的情况下，变频电力驱动效率提高20个百分点；同时配置机电气动转换器，使得机电转换轻易实现；

本发明操作控制台使用的控制电压为36V、24V安全电压；且柴、电两种作业均由一个操作手柄控制，操作方法与传统操作方法一致，操作手无需再培训即可操作；具有安全性、简便性等特点。

本发明变频电力驱动系统由变频电机、双动力混合换向器、联轴器、油泵电机、液压泵、配电柜、变压器、变频器、变频器冷却系统、电阻柜、操作控制台、操作室及配套线路组成；变频电机输出轴与双动力混合转换器联轴器连接，双动力混合转换器输出轴同链轮、绞车依次连接；操作控制台、操作室、电阻柜、变压器、变频器、配电柜分别通过导线与变频电机及车上电器系统相连接；油泵电机、液压泵、空气压缩机通过线路与刹车系统连接；本发明变频电力驱动系统能够实现控制精确、操作简便，且待机作业时耗能极大减少，有效减少修井作业成本，实现零排放、零污染目的。

在具体实施时，本发明由发动机、液力变矩器、自动变速箱、传动轴、液压泵、双动力混合换向器2、绞车滚筒、操作室及配套线路组成；变频电力驱动系统由变频电机1、双动力混合换向器2、联轴器11、油泵电机3、液压泵4、配电柜5、变压器6、变频器7、电阻柜8、操作室9、空气压缩机10及配套线路组成；其中双动力混合转换器2取代原角传动箱，变频电机1输出轴与双动力混合转换器2联轴器11连接，双动力混合转换器2输出轴同链轮、绞车依次连接；操作室9、配电柜5、变压器6、变频器7、电阻柜8分别通过导线与变频电机1及车上电器系统相连接；油泵电机3、液压泵4、空气压缩机10通过线路与刹车系统连接。

可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.油/电综合动力轮式修井机，包括置于车体(14)上的柴油发动机(12)、液力变矩器、自动变速箱、传动轴及绞车滚筒；其特征在于：还包括配于车体(14)上的变频电力驱动系统；所述变频电力驱动系统包括变频电机(1)、双动力混合换向器(2)、联轴器(11)、油泵电机(3)、液压泵(4)及电源；所述变频电机(1)的输出轴与双动力混合转换器(2)的联轴器(11)固定相接；所述双动力混合转换器(2)的输出动力经链轮(13)传递至绞车；所述油泵电机(3)的输出轴与液压泵(4)的输入轴固定配接；所述电源为变频电机(1)及车体(14)提供电能。

2.根据权利要求1所述的油/电综合动力轮式修井机，其特征在于：所述双动力混合换向器(2)采用双离合器变速箱结构。

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