CN102953677A

CN102953677A - 一种以电机为主动力的钻机

Info

Publication number: CN102953677A
Application number: CN2012104615082A
Authority: CN
Inventors: 王江阳; 车明者; 谢伟; 张鹏
Original assignee: CHENGDU HONGTIAN ELECTRIC DRIVE ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: CHENGDU HONGTIAN ELECTRIC DRIVE ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明涉及一种以电机为主动力的钻机，它包括至少两台电机（1）、风机（11）、液力耦合器（3）、并车箱（4）、绞车（8）、钻机（9）和柴油机（12），电机（1）上安装有风机（11），电机（1）的输出端与液力耦合器（3）相连，液力耦合器（3）与并车箱（4）的输入端相连，绞车（8）的输出端与钻机（9）相连；柴油机（12）与电机（1）并联设置，并车箱（4）的输出端与绞车（8）相连，绞车（8）的输出端与钻机（9）相连；电机（1）为HTB02C变频调速异步电动机；并车箱（4）与两台泥浆泵（5）相连。本发明的优点在于：钻机以电机为主动力，柴油机为备用动力，其应变能力强、能耗低、维护成本低、环保和控制精确。

Description

一种以电机为主动力的钻机

技术领域

本发明涉及一种石油勘探钻井设备，特别是一种以电机为主动力的钻机。

背景技术

近年来，随着经济全球化以及国内经济的快速发展，中国的石油消耗量已经仅次于美国，位居世界第二位。同时，由于国内石油产能严重不足，因此节能是我国可持续发展的一项长远发展战略，是我国的基本国策。我国对石油能源的需求量逐年升高，石油开采力度越来越大，石油勘探、钻采设备更应达到节约能源的要求。现有许多钻井现场位于人口密集区域，柴油机组运转产生巨大动力的同时，也产生了超过122dB的噪音和月排放10余吨的碳烟及氮氧化物，对环境保护造成了极大的危害，目前作为井队的驱动设备主要是柴油机，柴油消耗量大，由于设备老化，消耗柴油、机油逐年增加而且维护越来越频繁，钻井成本高居不下。据统计，每台7000米的电动钻机使用柴油发电机做动力每月消耗柴油约200吨，按每吨柴油7000元计算，光是柴油的成本将达到140万。钻井勘探作为油田开发的一个重要组成部分, 打造绿色钻井, 节能、清洁、高效生产成为钻井行业发展的新目标, 对钻机的节能和环保性能提出了更高要求。

中国专利200720032244.3公开了一种石油网电钻机，其动力系统由电动化动力机组组成，电动化动力机组为一个整体拖撬，由一台三相异步电动机和一台调速型液力耦合减速箱及底座、联轴器、护罩和连接件组成，本发明的动力设备为三相异步电动机，当电网无法正常供电时，整个钻井设备就无法正常工作，影响钻井进度，而且容易出现卡钻的现象。

中国专利200510043101.8公开了一种钻机，它的钻机平台上包括绞车、柴油机、转盘驱动撬、阀岛装置、并车箱、气胎离合器、气喇叭、司控房、液力偶合器、转盘、动力机构、钻具、控制盘、立管、压力转换器、信号变送器和压力表，绞车通过并车箱与柴油机传动连接。采用柴油机驱动绞车，柴油机组在正常运转时，虽然能产生巨大动力，但也产生许多噪声污染和空气污染，加之柴油机长期使用，设备老化后，容易出现跑、冒、滴、漏等现象，也会造成环境污染，而且不利于工作人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种应变能力强、能耗低、维护成本低、环保和控制精确的以电机为主动力的钻机，既解决了电网无法供电时，钻井设备无法正常运行的情况，又降低了钻井成本。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种以电机为主动力的钻机，它包括至少两台电机、风机、联轴器、液力耦合器、并车箱、绞车、钻机和柴油机，电机上安装有风机，风机的主轴与风机电机的主轴相连，电机的输出端与液力耦合器通过联轴器相连，液力耦合器与并车箱的输入端相连，绞车的输出端与钻机相连；电机主轴的尾部还安装有编码器，编码器的信号输出端与电机操作箱的信号输入端相连，电机操作箱还分别与电机和风机电机相连；所述的柴油机与电机并联设置，柴油机与液力耦合器通过联轴器相连，液力耦合器的输出端与并车箱的输入端相连；并车箱的输出端与绞车相连，绞车的输出端与钻机相连。

所述的电机为HTB02C变频调速异步电动机。

所述的编码器为磁编码器、电编码器或光编码器。

所述的并车箱与两台泥浆泵相连。

本发明具有以下优点：

1、将柴油机作为备用动力机，在电网无法正常供电时，紧急启动柴油机，为钻井设备提供动力源，减少停钻次数，避免因停钻而引起的卡钻现象。

2、将HTB02C变频调速异步电动机作为钻井设备的主动力机，能耗成本至少节约40%，钻井成本大幅度降低。

3、变频异步电动机代替柴油机作为钻井动力，环保效果显著：有效地将噪声从122 dB降至92dB，噪声降低25%以上，实现碳烟和氮氧化物零排放。

附图说明

图1 为本发明的系统框架示意图

图2 为本发明的结构示意图

图中：1-电机，2-联轴器，3-液力耦合器，4-并车箱，5-泥浆泵，6-编码器，7-电机操作箱，8-绞车，9-钻机，10-风机电机，11-风机，12-柴油机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，一种以电机为主动力的钻机，它包括至少两台电机1、风机11、联轴器2、液力耦合器3、并车箱4、绞车8、钻机9和柴油机12，电机1为HTB02C卧式、单轴伸、双轴承支撑结构的三相鼠笼式变频调速异步电动机，电机1上安装有风机11，风机11的主轴与风机电机10的主轴相连，电机1采用了高品质的进口轴承和长效润滑脂，总体具有长达三年的免维护周期。电机采用强迫通风，自带风机11，风机11由风机电机10带动，冷却空气从非传动端进入，由传动端排出，风机11与电机1同时启动，风机11的转速可根据电机温度和外界环境温度进行调节，电机1的输出端与液力耦合器3通过联轴器2相连，液力耦合器3与并车箱4的输入端相连，绞车8的输出端与钻机9相连；电机1主轴的尾部还安装有编码器6，编码器6的信号输出端与电机操作箱7的信号输入端相连，电机操作箱7还分别与电机1和风机电机10相连；并车箱4的输出端与绞车8相连，并车箱4还与与两台泥浆泵5相连，绞车8的输出端与钻机9相连；编码器6为磁编码器、电编码器或光编码器。

如图1所示，柴油机12与电机1并联设置，柴油机12与液力耦合器3通过联轴器2相连，液力耦合器3的输出端与并车箱4的输入端相连；当电网无法正常供电，电机1就无法给钻机提供动力，就必须采用柴油机给钻机提供动力，待电力恢复后，切换回电机提供动力。

Claims

1.一种以电机为主动力的钻机，其特征在于：它包括至少两台电机（1）、风机（11）、联轴器（2）、液力耦合器（3）、并车箱（4）、绞车（8）、钻机（9）和柴油机（12），电机（1）上安装有风机（11），风机（11）的主轴与风机电机（10）的主轴相连，电机（1）的输出端与液力耦合器（3）通过联轴器（2）相连，液力耦合器（3）与并车箱（4）的输入端相连，绞车（8）的输出端与钻机（9）相连；电机（1）主轴的尾部还安装有编码器（6），编码器（6）的信号输出端与电机操作箱（7）的信号输入端相连，电机操作箱（7）还分别与电机（1）和风机电机（10）相连；所述的柴油机（12）与电机（1）并联设置，柴油机（12）与液力耦合器（3）通过联轴器（2）相连，液力耦合器（3）的输出端与并车箱（4）的输入端相连；并车箱（4）的输出端与绞车（8）相连，绞车（8）的输出端与钻机（9）相连。

2.根据权利要求1所述的一种以电机为主动力的钻机，其特征在于：所述的电机（1）为HTB02C变频调速异步电动机。

3.根据权利要求1所述的一种以电机为主动力的钻机，其特征在于：所述的编码器（6）为磁编码器、电编码器或光编码器。

4.根据权利要求1所述的一种以电机为主动力的钻机，其特征在于：所述的并车箱（4）与两台泥浆泵（5）相连。