CN116345452B - 一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统 - Google Patents

一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116345452B
CN116345452B CN202310610414.5A CN202310610414A CN116345452B CN 116345452 B CN116345452 B CN 116345452B CN 202310610414 A CN202310610414 A CN 202310610414A CN 116345452 B CN116345452 B CN 116345452B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
injection head
power
output end
electrically connected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn - After Issue
Application number
CN202310610414.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116345452A (zh
Inventor
石家榕
林添良
董金酉
林元正
缪骋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaqiao University
Original Assignee
Huaqiao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqiao University filed Critical Huaqiao University
Priority to CN202310610414.5A priority Critical patent/CN116345452B/zh
Publication of CN116345452A publication Critical patent/CN116345452A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116345452B publication Critical patent/CN116345452B/zh
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H02J3/0073—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources for providing alternative feeding paths between load and source when the main path fails, e.g. transformers, busbars
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/22—Handling reeled pipe or rod units, e.g. flexible drilling pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

本发明提供了一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统，包括：动力源组件、滚筒驱动组件、注入头驱动组件、控制和电气附件组件、滚筒控制回路组件、注入头控制回路组件；采用动力电池及电网向整机提供能源，双电源高压管理单元实现电源的切换以及分配，同时进行预充控制以及高压安全管理，保证高压动力源的安全可靠运行。在运行过程中，主要由电网向连续管作业机提供电能，动力电池可作为储能单元，在滚筒电机和注入头电机处于下管发电工况时回收能源，并储存与动力电池当中。同时，在电网供电失效时，动力电池可作为应急电源，保证连续管作业机完成必要的操作。

Description

一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统
技术领域
本发明涉及连续管作业机的驱动系统技术领域，具体涉及一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统。
背景技术
连续管作业无需接单根，具有效率高、能带压作业、连续循环起下等突出优点，是非常规油气水平井经济开发的必备技术，也是超深层油气有效开发的重要支撑。
但目前市面上连续管设备的控制系统大多数还是以液压手动直接控制模式，即设备的操作需要操作人员根据实时工况进行手动设定和操作，此种操作方式存在一定的局限性和作业风险。所以发展和研究连续管作业设备的自动化和智能化是目前的研究重点，而连续管作业设备的电动化则是实现自动化以及智能化的基础条件，值得技术人员的关注。
有鉴于此，提出本申请。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统，能有效解决现有技术中的连续管设备的控制系统大多数还是以液压手动直接控制模式，即设备的操作需要操作人员根据实时工况进行手动设定和操作，此种操作方式存在一定的局限性和作业风险的问题。
本发明公开了一种全电驱动连续管作业机驱动系统, 包括：动力源组件、滚筒驱动组件、注入头驱动组件、控制和电气附件组件、滚筒控制回路组件、以及注入头控制回路组件；
其中，所述动力源组件的输入端用于与电网电气连接，所述动力源组件的输出端与所述滚筒驱动组件的电源端、所述注入头驱动组件的电源端、所述控制和电气附件组件的电源端电气连接，所述控制和电气附件组件的输出端与所述滚筒驱动组件的输入端、所述注入头驱动组件的输入端电气连接，所述滚筒驱动组件的输出端与所述滚筒控制回路组件的输入端连接，所述注入头驱动组件的输出端与所述注入头控制回路组件的输入端连接；
其中，所述动力源组件配置为在作业机运行过程中，给所述滚筒驱动组件、所述注入头驱动组件和所述控制和电气附件组件提供电网电能或电池电能，并在作业机处于发电工况时，回收能源；
其中，所述滚筒驱动组件配置为根据所述控制和电气附件组件发送的控制指令，输出所述控制指令相对应的转速，以带动所述滚筒控制回路组件的马达和油缸进行运动，使得连续管保持适当的张紧状态；
其中，所述注入头驱动组件配置为根据所述控制和电气附件组件发送的模式指令，输出所述模式指令相对应的转速，以带动所述注入头驱动组件的油缸进行运动，使得连续管实现恒定速度起下管以及过载降速停机。
优选地，所述动力源组件包括动力电池、电池热管理单元、电池管理单元、车载充电器、以及双电源高压管理单元；
其中，所述动力电池的输出端与所述电池管理单元的输入端电气连接，所述电池管理单元与所述电池热管理单元和所述车载充电器电气连接，所述电池热管理单元通过电池冷却回路与所述动力电池连接，所述电池管理单元的输出端与所述双电源高压管理单元的输入端电气连接，所述双电源高压管理单元的输出端与所述滚筒驱动组件的电源端、所述注入头驱动组件的电源端电气连接，所述车载充电器、所述双电源高压管理单元用于与电网电气连接。
优选地，所述滚筒驱动组件包括滚筒电机、滚筒电机控制器、排管电机、排管电机控制器、系统泵、系统泵电机、以及系统泵电机控制器；
其中，所述滚筒电机的电源端、所述排管电机的电源端和所述系统泵电机的电源端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述滚筒电机控制器的控制端、所述排管电机控制器的控制端和所述系统泵电机控制器的控制端与所述控制和电气附件组件的输出端电气连接，所述滚筒电机控制器的输出端与所述滚筒电机的输入端电气连接，所述滚筒电机与作业机的滚筒连接，所述排管电机控制器的输出端与所述排管电机的输入端电气连接，所述排管电机与作业机的排管连接，所述系统泵电机控制器的输出端与所述系统泵电机的输入端电气连接，所述系统泵电机的输出端与所述系统泵的输入端电气连接，所述系统泵的输出端与所述滚筒控制回路组件的输入端连接。
优选地，所述注入头驱动组件包括注入头泵站、注入头泵电机、注入头泵电机控制器、第一注入头链轮电机、第一注入头链轮电机控制器、第二注入头链轮电机、第二注入头链轮电机控制器、以及注入头高压分动箱；
其中，所述注入头泵电机的电源端、所述第一注入头链轮电机的电源端、所述第二注入头链轮电机的电源端与所述注入头高压分动箱的输出端电气连接，所述注入头高压分动箱的电源端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述注入头泵电机控制器的控制端、所述第一注入头链轮电机控制器的控制端和所述第二注入头链轮电机控制器的控制端与所述控制和电气附件组件的输出端电气连接，所述注入头泵电机控制器的输出端与所述注入头泵电机的输入端电气连接，所述注入头泵电机的输出端与所述注入头泵站的输入端电气连接，所述注入头泵站的输出端与所述注入头控制回路组件的输入端连接，所述第一注入头链轮电机控制器的输出端与所述第一注入头链轮电机的输入端电气连接，所述第二注入头链轮电机控制器的输出端与所述第二注入头链轮电机的输入端电气连接，所述第一注入头链轮电机和所述第二注入头链轮电机与作业机的注入头链轮连接。
优选地，所述控制和电气附件组件包括低压模组、高压直流电动空调模组、DC-DC变换器、以及DC-AC变换器；
其中，所述低压模组包括整机控制器、铅酸电池、电动水泵、电动散热器、以及注入头控制器，所述DC-DC变换器的输入端、所述DC-AC变换器的输入端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述整机控制器的电源端与所述铅酸电池的输出端、所述DC-DC变换器的输出端、所述DC-AC变换器的输出端电气连接，所述整机控制器与所述铅酸电池、所述电动水泵、所述电动散热器、所述DC-DC变换器、所述DC-AC变换器、所述注入头控制器通过CAN总线进行通讯连接。
优选地，所述控制和电气附件组件还包括速度编码器、以及载荷传感器，其中，所述速度编码器的输出端、所述载荷传感器的输出端与所述注入头控制器的输入端电气连接。
优选地，所述高压直流电动空调模组包括电动压缩机、以及PTC加热器，其中，所述整机控制器与所述电动压缩机、所述PTC加热器通过CAN总线进行通讯连接，所述电动压缩机的输入端、所述PTC加热器的输入端与所述动力源组件的输出端电气连接。
优选地，所述滚筒控制回路组件包括系统液压回路、软管滚筒回路、注入头供电软管滚筒马达、防喷器软管滚筒马达、四联同步马达、控制室升降油缸、滚筒举升系统回路、滚筒举升油缸、防喷器供应回路、以及辅助供应回路；
其中，所述滚筒驱动组件的输出端与所述系统液压回路的输入端连接，所述系统液压回路的输出端与所述软管滚筒回路的输入端、所述滚筒举升系统回路的输入端、所述防喷器供应回路的输入端、所述辅助供应回路的输入端连接，所述软管滚筒回路的输出端与所述注入头供电软管滚筒马达、所述防喷器软管滚筒马达、所述四联同步马达连接，所述四联同步马达与所述控制室升降油缸连接，所述滚筒举升系统回路的输出端与所述滚筒举升油缸连接。
优选地，所述注入头控制回路组件包括注入头液压回路、注入头夹紧系统回路、注入头夹紧油缸、注入头张紧系统回路、注入头张紧油缸、导向器油缸、液压盒油缸、散热器液压马达、液压制动器、以及防喷盒；
其中，所述注入头驱动组件的输出端与所述注入头液压回路的输入端连接，所述注入头液压回路的输出端与所述注入头夹紧系统回路的输入端、所述注入头张紧系统回路的输入端、所述导向器油缸、所述液压盒油缸、所述散热器液压马达、所述液压制动器、所述防喷盒连接，所述注入头夹紧系统回路的输出端与所述注入头夹紧油缸连接，所述注入头张紧系统回路的输出端与所述注入头张紧油缸连接。
本发明还公开了一种全电驱动连续管作业机，包括作业机本体以及如上任意一项所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，所述全电驱动连续管作业机驱动系统配置在所述作业机本体内部。
综上所述，本实施例提供的一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统，在运行过程中，主要由电网向连续管作业机提供电能，动力电池可作为储能单元，在滚筒电机和注入头电机处于下管发电工况时回收能源，并储存与动力电池当中；同时，在电网供电失效时，动力电池可作为应急电源，保证连续管作业机完成必要的操作。从而解决现有技术中的连续管设备的控制系统大多数还是以液压手动直接控制模式，即设备的操作需要操作人员根据实时工况进行手动设定和操作，此种操作方式存在一定的局限性和作业风险的问题。
附图说明
图1是本发明提供的一种全电驱动连续管作业机驱动系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
请参阅图1，在本发明的第一实施例中，所述动力源组件包括动力电池1、电池热管理单元2、电池管理单元3、车载充电器4、以及双电源高压管理单元5；
其中，所述动力电池1的输出端与所述电池管理单元3的输入端电气连接，所述电池管理单元3与所述电池热管理单元2和所述车载充电器4电气连接，所述电池热管理单元2通过电池冷却回路与所述动力电池1连接，所述电池管理单元3的输出端与所述双电源高压管理单元5的输入端电气连接，所述双电源高压管理单元5的输出端与所述滚筒驱动组件的电源端、所述注入头驱动组件的电源端电气连接，所述车载充电器4、所述双电源高压管理单元5用于与电网电气连接。
具体地，在本实施例中，所述动力电池1作为所述全电驱动连续管作业机驱动系统的应急电源，保证连续管作业机完成必要的操作，同时是所述全电驱动连续管作业机驱动系统能量回收的储能单元；其中，所述动力电池1可以为磷酸铁锂蓄电池。所述电池热管理单元2用于使所述动力电池1工作在合适的温度范围之内，以维持其最佳的使用状态，用以保证所述全电驱动连续管作业机驱动系统中电池单元的性能和寿命；所述电池管理单元3可以智能化管理及维护所述全电驱动连续管作业机驱动系统的各个电池单元，防止所述动力电池1出现过充电和过放电，延长所述动力电池1的使用寿命，监控所述动力电池1的状态；所述车载充电器4可在必要时刻通过电网为所述动力电池1充电，以应对电网断电的应急情况。所述全电驱动连续管作业机驱动系统采用所述动力电池1及电网向整机提供能源，所述双电源高压管理单元5实现电网电源与所述动力电池1能量的切换以及分配，同时进行预充控制以及高压安全管理，保证高压动力源的安全可靠运行；所述双电源高压管理单元5即可以对所述全电驱动连续管作业机驱动系统的电池单元的直流电进行配流控制，也可以单独对电网系统的交流电进行交直流转换并对所述全电驱动连续管作业机驱动系统进行供电同时对电池单元进行充电，还可以在滚筒、注入头下管处于能量回收工况时，对电机控制器所馈的直流电进行整合对电池单元进行供电。简单来说，在运行过程中，主要由电网向连续管作业机提供电能，所述动力电池1可作为储能单元，在滚筒电机或者注入头电机处于发电工况时回收能源，并在作业工况中释放电能；在电网供电失效时，所述动力电池1可作为应急电源，保证连续管作业机完成必要的操作。同时，所述双电源高压管理单元5上设置有高压硬件保护电路，一旦发生严重故障及事故时，将第一时间切断高压电源，保障驾驶员人身安全。
在本实施例中，所述滚筒驱动组件包括滚筒电机6、滚筒电机控制器7、排管电机8、排管电机控制器9、系统泵10、系统泵电机11、以及系统泵电机控制器12；
其中，所述滚筒电机6的电源端、所述排管电机8的电源端和所述系统泵电机11的电源端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述滚筒电机控制器7的控制端、所述排管电机控制器9的控制端和所述系统泵电机控制器12的控制端与所述控制和电气附件组件的输出端电气连接，所述滚筒电机控制器7的输出端与所述滚筒电机6的输入端电气连接，所述滚筒电机6与作业机的滚筒连接，所述排管电机控制器9的输出端与所述排管电机8的输入端电气连接，所述排管电机8与作业机的排管连接，所述系统泵电机控制器12的输出端与所述系统泵电机11的输入端电气连接，所述系统泵电机11的输出端与所述系统泵10的输入端电气连接，所述系统泵10的输出端与所述滚筒控制回路组件的输入端连接。
在本实施例中，所述滚筒控制回路组件包括系统液压回路13、软管滚筒回路14、注入头供电软管滚筒马达15、防喷器软管滚筒马达16、四联同步马达17、控制室升降油缸18、滚筒举升系统回路19、滚筒举升油缸20、防喷器供应回路21、以及辅助供应回路22；
其中，所述滚筒驱动组件的输出端与所述系统液压回路13的输入端连接，所述系统液压回路13的输出端与所述软管滚筒回路14的输入端、所述滚筒举升系统回路19的输入端、所述防喷器供应回路21的输入端、所述辅助供应回路22的输入端连接，所述软管滚筒回路14的输出端与所述注入头供电软管滚筒马达15、所述防喷器软管滚筒马达16、所述四联同步马达17连接，所述四联同步马达17与所述控制室升降油缸18连接，所述滚筒举升系统回路19的输出端与所述滚筒举升油缸20连接。
具体地，在本实施例中，所述滚筒电机6、所述排管电机8和所述系统泵电机11均由所述动力电池1通过所述双电源高压管理单元5供电；所述滚筒电机控制器7、所述排管电机控制器9和所述系统泵电机控制器12的控制信号均由所述控制和电气附件组件的整机控制器给出。所述滚筒电机6、所述排管电机8、所述系统泵电机11均为防爆型电机，适应本机型所处油井工况，把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的滚筒电机、排管电机、系统泵电机，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，所述滚筒电机控制器7驱动所述滚筒电机6带动滚筒进行作业，所述排管电机控制器9驱动所述排管电机8带动排管器进行作业；所述滚筒电机6工作于转速模式或者转矩模式，可接收所述控制和电气附件组件的整机控制器的指令输出准确的转速或者转矩，配合注入头的控制，使得连续管保持适当的张紧状态。
由所述系统泵电机控制器12驱动所述系统泵电机11带动所述系统泵10，通过所述系统液压回路13向所述软管滚筒回路14、所述滚筒举升系统回路19、所述防喷器供应回路21以及所述辅助供应回路22提供液压油。其中，所述软管滚筒回路14控制所述注入头供电滚筒马达15、所述防喷器软管滚筒马达16以及通过所述四联同步马达17控制所述控制室升降油缸18的运动；所述滚筒举升系统回路19控制所述滚筒举升油缸20的运动；滚筒马达以及强制排管马达采用电机替换。
在本实施例中，所述注入头驱动组件包括注入头泵站23、注入头泵电机24、注入头泵电机控制器25、第一注入头链轮电机26、第一注入头链轮电机控制器27、第二注入头链轮电机28、第二注入头链轮电机控制器29、以及注入头高压分动箱30；
其中，所述注入头泵电机24的电源端、所述第一注入头链轮电机26的电源端、所述第二注入头链轮电机28的电源端与所述注入头高压分动箱30的输出端电气连接，所述注入头高压分动箱30的电源端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述注入头泵电机控制器25的控制端、所述第一注入头链轮电机控制器27的控制端和所述第二注入头链轮电机控制器29的控制端与所述控制和电气附件组件的输出端电气连接，所述注入头泵电机控制器25的输出端与所述注入头泵电机24的输入端电气连接，所述注入头泵电机24的输出端与所述注入头泵站23的输入端电气连接，所述注入头泵站23的输出端与所述注入头控制回路组件的输入端连接，所述第一注入头链轮电机控制器27的输出端与所述第一注入头链轮电机26的输入端电气连接，所述第二注入头链轮电机控制器29的输出端与所述第二注入头链轮电机28的输入端电气连接，所述第一注入头链轮电机26和所述第二注入头链轮电机28与作业机的注入头链轮连接。
在本实施例中，所述注入头控制回路组件包括注入头液压回路31、注入头夹紧系统回路32、注入头夹紧油缸33、注入头张紧系统回路34、注入头张紧油缸35、导向器油缸36、液压盒油缸37、散热器液压马达38、液压制动器39、以及防喷盒40；
其中，所述注入头驱动组件的输出端与所述注入头液压回路31的输入端连接，所述注入头液压回路31的输出端与所述注入头夹紧系统回路32的输入端、所述注入头张紧系统回路34的输入端、所述导向器油缸36、所述液压盒油缸37、所述散热器液压马达38、所述液压制动器39、所述防喷盒40连接，所述注入头夹紧系统回路32的输出端与所述注入头夹紧油缸33连接，所述注入头张紧系统回路34的输出端与所述注入头张紧油缸35连接。
具体地，在本实施例中，所述注入头泵电机24、所述第一注入头链轮电机26、所述第二注入头链轮电机28均由所述动力电池1通过所述双电源高压管理单元5和所述注入头高压分动箱30进行供电；所述注入头泵电机控制器25、所述第一注入头链轮电机控制器27、所述第二注入头链轮电机控制器29的控制信号均由所述控制和电气附件组件的注入头控制器给出。所述注入头泵电机24、所述第一注入头链轮电机26、所述第二注入头链轮电机28均为防爆型电机，适应本机型所处油井工况，把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的注入头泵电机、第一注入头链轮电机和第二注入头链轮电机，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，所述注入头高压分动箱30上设置有高压硬件保护电路，一旦发生严重故障及事故时，将第一时间切断高压电源，保障驾驶员人身安全。所述全电驱动连续管作业机驱动系统为满足注入头整体防爆要求，使用防爆箱；其整合了所述注入头高压分动箱30、所述第一注入头链轮电机控制器27、所述第二注入头链轮电机控制器29、所述注入头泵电机控制器25、所述控制和电气附件组件的注入头控制器、水泵以及其他电气附件。
所述注入头泵电机控制器25驱动所述注入头泵电机24带动所述注入头泵站23，通过所述注入头液压回路31向所述注入头夹紧油缸33、所述注入头张紧油缸35，所述导向器油缸36以及所述液压盒油缸37等多个液压执行器提供液压动力。此外，考虑现有电动散热器不存在满足防爆要求产品，可在注入头散热器上使用液压马达驱动油扇和水扇进行冷却。
在本实施例中，所述控制和电气附件组件包括低压模组、高压直流电动空调模组、DC-DC变换器41、以及DC-AC变换器42；
其中，所述低压模组包括整机控制器43、铅酸电池44、电动水泵45、电动散热器46、以及注入头控制器47，所述DC-DC变换器41的输入端、所述DC-AC变换器的输入端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述整机控制器43的电源端与所述铅酸电池44的输出端、所述DC-DC变换器41的输出端、所述DC-AC变换器42的输出端电气连接，所述整机控制器43与所述铅酸电池44、所述电动水泵45、所述电动散热器46、所述DC-DC变换器41、所述DC-AC变换器42、所述注入头控制器47通过CAN总线进行通讯连接。
在本实施例中，所述高压直流电动空调模组包括电动压缩机48、以及PTC加热器49，其中，所述整机控制器43与所述电动压缩机48、所述PTC加热器49通过CAN总线进行通讯连接，所述电动压缩机48的输入端、所述PTC加热器49的输入端与所述动力源组件的输出端电气连接。
在本实施例中，所述控制和电气附件组件还包括速度编码器50、以及载荷传感器51，其中，所述速度编码器50的输出端、所述载荷传感器51的输出端与所述注入头控制器47的输入端电气连接。
具体地，在本实施例中，所述全电驱动连续管作业机驱动系统采用所述高压直流电动空调模组实现驾驶室的制热和制冷。所述整机控制器43主要用于对全电驱动连续管作业机的整车工况进行实时控制，并制定合理的供电策略和动力输出策略。所述全电驱动连续管作业机驱动系统整机配置完善的软硬件高压安全保护机制，所述整机控制器43实时监测各个高压部件的运行状态并进行故障诊断，一旦发生预警或故障情况，程序启动相应的故障保护措施，并通过显示屏向驾驶员提供预警或故障信息。所述全电驱动连续管作业机驱动系统由所述整机控制器43通过I/O端口、CAN总线等对控制车上的所述电池管理单元3、各个电机控制器、所述DC-DC变换器41等高压元件以及低压附件进行控制和信号交互，将各部分关键信息显示至监视器。而注入头上也配备有所述注入头控制器47，作为所述整机控制器43的子控制器，接收所述整机控制器43的控制信号以及相应的传感器信号，对注入头上搭载的高低零部件进行控制。所述整机控制器43与所述注入头控制器47通过CAN总线进行信息交互。
在本实施例中，所述DC-DC变换器41将高压直流电转化为24V直流电为所述低压模组供电；所述双电源高压管理单元5输出一路高压支路，连同所述DC-DC变换器41输出的一路低压支路，通过供电滚筒向注入头提供动力电源以及控制电源。注入头的动力电源经由所述注入头高压分动箱30分配至各电机控制器；其中，所述第一注入头链轮电机控制器27和所述第二注入头链轮电机控制器29分别驱动所述第一注入头链轮电机26和所述第二注入头链轮电机28进行工作，可根据不同的工况需求工作在转速模式或者转矩模式，通过控制策略可实现连续管的恒定速度起下管以及过载降速停机等功能。同时，考虑到连续管作业机控制室由交流220V供电，在所述全电驱动连续管作业机驱动系统中预留了所述DC-AC变换器42将高压直流电转化为220V交流电。
本发明的第二实施例提供了一种全电驱动连续管作业机，包括作业机本体以及如上任意一项所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，所述全电驱动连续管作业机驱动系统配置在所述作业机本体内部。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种全电驱动连续管作业机驱动系统, 其特征在于，包括：动力源组件、滚筒驱动组件、注入头驱动组件、控制和电气附件组件、滚筒控制回路组件、以及注入头控制回路组件；
其中，所述动力源组件的输入端用于与电网电气连接，所述动力源组件的输出端与所述滚筒驱动组件的电源端、所述注入头驱动组件的电源端、所述控制和电气附件组件的电源端电气连接，所述控制和电气附件组件的输出端与所述滚筒驱动组件的输入端、所述注入头驱动组件的输入端电气连接，所述滚筒驱动组件的输出端与所述滚筒控制回路组件的输入端连接，所述注入头驱动组件的输出端与所述注入头控制回路组件的输入端连接；
所述控制和电气附件组件包括低压模组、高压直流电动空调模组、DC-DC变换器、以及DC-AC变换器；
其中，所述低压模组包括整机控制器、铅酸电池、电动水泵、电动散热器、以及注入头控制器，所述DC-DC变换器的输入端、所述DC-AC变换器的输入端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述整机控制器的电源端与所述铅酸电池的输出端、所述DC-DC变换器的输出端、所述DC-AC变换器的输出端电气连接，所述整机控制器与所述铅酸电池、所述电动水泵、所述电动散热器、所述DC-DC变换器、所述DC-AC变换器、所述注入头控制器通过CAN总线进行通讯连接；
其中，所述动力源组件配置为在作业机运行过程中，给所述滚筒驱动组件、所述注入头驱动组件和所述控制和电气附件组件提供电网电能或电池电能，并在作业机处于发电工况时，回收能源；
其中，所述滚筒驱动组件配置为根据所述控制和电气附件组件发送的控制指令，输出所述控制指令相对应的转速，以带动所述滚筒控制回路组件的马达和油缸进行运动，使得连续管保持适当的张紧状态；
其中，所述注入头驱动组件配置为根据所述控制和电气附件组件发送的模式指令，输出所述模式指令相对应的转速，以带动所述注入头驱动组件的油缸进行运动，使得连续管实现恒定速度起下管以及过载降速停机。
2.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述动力源组件包括动力电池、电池热管理单元、电池管理单元、车载充电器、以及双电源高压管理单元；
其中，所述动力电池的输出端与所述电池管理单元的输入端电气连接，所述电池管理单元与所述电池热管理单元和所述车载充电器电气连接，所述电池热管理单元通过电池冷却回路与所述动力电池连接，所述电池管理单元的输出端与所述双电源高压管理单元的输入端电气连接，所述双电源高压管理单元的输出端与所述滚筒驱动组件的电源端、所述注入头驱动组件的电源端电气连接，所述车载充电器、所述双电源高压管理单元用于与电网电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述滚筒驱动组件包括滚筒电机、滚筒电机控制器、排管电机、排管电机控制器、系统泵、系统泵电机、以及系统泵电机控制器；
其中，所述滚筒电机的电源端、所述排管电机的电源端和所述系统泵电机的电源端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述滚筒电机控制器的控制端、所述排管电机控制器的控制端和所述系统泵电机控制器的控制端与所述控制和电气附件组件的输出端电气连接，所述滚筒电机控制器的输出端与所述滚筒电机的输入端电气连接，所述滚筒电机与作业机的滚筒连接，所述排管电机控制器的输出端与所述排管电机的输入端电气连接，所述排管电机与作业机的排管连接，所述系统泵电机控制器的输出端与所述系统泵电机的输入端电气连接，所述系统泵电机的输出端与所述系统泵的输入端电气连接，所述系统泵的输出端与所述滚筒控制回路组件的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述注入头驱动组件包括注入头泵站、注入头泵电机、注入头泵电机控制器、第一注入头链轮电机、第一注入头链轮电机控制器、第二注入头链轮电机、第二注入头链轮电机控制器、以及注入头高压分动箱；
其中，所述注入头泵电机的电源端、所述第一注入头链轮电机的电源端、所述第二注入头链轮电机的电源端与所述注入头高压分动箱的输出端电气连接，所述注入头高压分动箱的电源端与所述动力源组件的输出端电气连接，所述注入头泵电机控制器的控制端、所述第一注入头链轮电机控制器的控制端和所述第二注入头链轮电机控制器的控制端与所述控制和电气附件组件的输出端电气连接，所述注入头泵电机控制器的输出端与所述注入头泵电机的输入端电气连接，所述注入头泵电机的输出端与所述注入头泵站的输入端电气连接，所述注入头泵站的输出端与所述注入头控制回路组件的输入端连接，所述第一注入头链轮电机控制器的输出端与所述第一注入头链轮电机的输入端电气连接，所述第二注入头链轮电机控制器的输出端与所述第二注入头链轮电机的输入端电气连接，所述第一注入头链轮电机和所述第二注入头链轮电机与作业机的注入头链轮连接。
5.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述控制和电气附件组件还包括速度编码器、以及载荷传感器，其中，所述速度编码器的输出端、所述载荷传感器的输出端与所述注入头控制器的输入端电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述高压直流电动空调模组包括电动压缩机、以及PTC加热器，其中，所述整机控制器与所述电动压缩机、所述PTC加热器通过CAN总线进行通讯连接，所述电动压缩机的输入端、所述PTC加热器的输入端与所述动力源组件的输出端电气连接。
7.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述滚筒控制回路组件包括系统液压回路、软管滚筒回路、注入头供电软管滚筒马达、防喷器软管滚筒马达、四联同步马达、控制室升降油缸、滚筒举升系统回路、滚筒举升油缸、防喷器供应回路、以及辅助供应回路；
其中，所述滚筒驱动组件的输出端与所述系统液压回路的输入端连接，所述系统液压回路的输出端与所述软管滚筒回路的输入端、所述滚筒举升系统回路的输入端、所述防喷器供应回路的输入端、所述辅助供应回路的输入端连接，所述软管滚筒回路的输出端与所述注入头供电软管滚筒马达、所述防喷器软管滚筒马达、所述四联同步马达连接，所述四联同步马达与所述控制室升降油缸连接，所述滚筒举升系统回路的输出端与所述滚筒举升油缸连接。
8.根据权利要求1所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，其特征在于，所述注入头控制回路组件包括注入头液压回路、注入头夹紧系统回路、注入头夹紧油缸、注入头张紧系统回路、注入头张紧油缸、导向器油缸、液压盒油缸、散热器液压马达、液压制动器、以及防喷盒；
其中，所述注入头驱动组件的输出端与所述注入头液压回路的输入端连接，所述注入头液压回路的输出端与所述注入头夹紧系统回路的输入端、所述注入头张紧系统回路的输入端、所述导向器油缸、所述液压盒油缸、所述散热器液压马达、所述液压制动器、所述防喷盒连接，所述注入头夹紧系统回路的输出端与所述注入头夹紧油缸连接，所述注入头张紧系统回路的输出端与所述注入头张紧油缸连接。
9.一种全电驱动连续管作业机，其特征在于，包括作业机本体以及如权利要求1至8任意一项所述的一种全电驱动连续管作业机驱动系统，所述全电驱动连续管作业机驱动系统配置在所述作业机本体内部。
CN202310610414.5A 2023-05-29 2023-05-29 一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统 Withdrawn - After Issue CN116345452B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310610414.5A CN116345452B (zh) 2023-05-29 2023-05-29 一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310610414.5A CN116345452B (zh) 2023-05-29 2023-05-29 一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116345452A CN116345452A (zh) 2023-06-27
CN116345452B true CN116345452B (zh) 2023-08-18

Family

ID=86880717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310610414.5A Withdrawn - After Issue CN116345452B (zh) 2023-05-29 2023-05-29 一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116345452B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201057033Y (zh) * 2006-11-22 2008-05-07 中国石油天然气集团公司 一种连续管作业机集成控制装置
CN111236867A (zh) * 2020-01-13 2020-06-05 秦胜建 一种液压强化传动动力流畅的数字化连续油管注入设备
CN113931587A (zh) * 2021-12-17 2022-01-14 山东科瑞油气装备有限公司 一种以电能为动力的连续油管设备
CN115012855A (zh) * 2022-05-30 2022-09-06 中国石油天然气集团有限公司 一种连续管作业机及其使用方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8752619B2 (en) * 2010-04-21 2014-06-17 National Oilwell Varco, L.P. Apparatus for suspending a downhole well string

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201057033Y (zh) * 2006-11-22 2008-05-07 中国石油天然气集团公司 一种连续管作业机集成控制装置
CN111236867A (zh) * 2020-01-13 2020-06-05 秦胜建 一种液压强化传动动力流畅的数字化连续油管注入设备
CN113931587A (zh) * 2021-12-17 2022-01-14 山东科瑞油气装备有限公司 一种以电能为动力的连续油管设备
CN115012855A (zh) * 2022-05-30 2022-09-06 中国石油天然气集团有限公司 一种连续管作业机及其使用方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
阮观强等.汽车电器与电子控制技术.机械工业出版社,2021,268-274. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116345452A (zh) 2023-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104014411A (zh) 一种电驱动的移动破碎站
US20200189625A1 (en) Locomotive waste heat recovery system and related methods
EP4088963A1 (en) Tractor power supply system
CN111118988A (zh) 一种双源供电轨道工程车及其上电方法
CN110539668B (zh) 一种动车组应急牵引系统
CN214295846U (zh) 一种电池铲运机电控系统及电池铲运机
CN116345452B (zh) 一种全电驱动连续管作业机及其驱动系统
CN105634370A (zh) 一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统
CN110843543B (zh) 重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械
CN209454733U (zh) 一种动车组双向供电电路和动车组
CN114537242B (zh) 一种100吨级纯电驱动矿用自卸车
CN113931587B (zh) 一种以电能为动力的连续油管设备
CN212063508U (zh) 储能供电装置和系统
CN212152979U (zh) 一种双源供电轨道工程车
CN113979219A (zh) 一种新能源张力机及其控制系统
CN205185890U (zh) 电动装载机牵引设备
CN205168221U (zh) 一种并联式能量供应系统及车辆
CN218713465U (zh) 一种混合动力连续墙抓斗
CN111277038B (zh) 一种混合动力控制系统及方法
CN204261781U (zh) 一种电驱动的移动破碎站
CN219604121U (zh) 铣刨动力系统及铣刨机
CN218024797U (zh) 电梯电气系统以及电梯系统
CN217300504U (zh) 装载设备
CN104024539A (zh) 挖掘机及挖掘机的蓄电器的电压控制方法
CN219420313U (zh) 用于电动牵张设备的集中电能管理装置及电动牵张设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20230818

Effective date of abandoning: 20240204

AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20230818

Effective date of abandoning: 20240204

AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned