CN201730565U - 石油钻机能量回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油钻机能量回收利用装置，在基座上依次同轴安装有电机和转轴，转轴上同轴设置有惯性体，电机与转轴通过联轴器连接，转轴通过两个轴承支撑在基座上，在电机的非传动端安装编码器；电机与逆变器的交流端连接，逆变器与钻机电控系统的直流母线连接，逆变器还与控制单元通过用现场总线连通。本实用新型的装置，可实现能量的可靠存储和释放，使绞车能耗制动产生的能量大部分重新利用，能显著降低钻井过程总能耗。
Description
技术领域
本实用新型属于石油钻机节能技术领域，涉及一种石油钻机能量回收利用装置。
背景技术
目前交流变频电动钻机采用能耗制动技术，用制动电阻将电机减速时的能量消耗掉。在钻井作业中，大部分的作业时间是在起钻杆和下钻杆，因此制动电阻消耗的能量是很大的。目前还没有可靠的技术在电动钻机上实现能量储存和再利用。因此，开发适应油田恶劣环境，性能可靠的钻机能量回收利用装置很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种石油钻机能量回收利用装置，解决了现有技术不能在电动钻机上实现能量储存和再利用的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种石油钻机能量回收利用装置，在基座上依次同轴安装有电机和转轴，转轴上同轴设置有惯性体，电机与转轴通过联轴器连接，转轴通过两个轴承支撑在基座上，在电机的非传动端安装编码器；电机与逆变器的交流端连接，逆变器与钻机电控系统的直流母线连接，逆变器还与控制单元通过用现场总线连通。
本实用新型的有益效果是，可实现能量的可靠存储和释放，使绞车能耗制动产生的能量大部分重新利用，能显著降低钻井过程总能耗。
附图说明
图1为本实用新型装置机械部分的组成结构图；
图2为本实用新型装置电气部分的组成结构图；
图3为本实用新型装置钻机电控系统的拓扑结构图。
图中，1.电机，2.惯性体，3.编码器，4.联轴器，5.转轴，6.轴承，7.基座，8.逆变器，9.控制单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1，本实用新型的石油钻机能量回收利用装置包括电机1、惯性体2、编码器3、联轴器4、转轴5、轴承6、基座7、逆变器8和控制单元9构成，分为机械部分和电气部分，具体的机械连接结构是：
在基座7上依次同轴安装有电机1和转轴5，转轴5上同轴设置有惯性体2，电机1与转轴5通过联轴器4连接，转轴5通过两个轴承6支撑在基座7上，在电机1的非传动端安装编码器3。；
参照图2和图3，本实用新型的石油钻机能量回收利用装置电气部分的连接结构是：电机1与逆变器8的交流端连接，逆变器8与钻机电控系统的直流母线连接，逆变器8还与控制单元9通过用现场总线连通。
本实用新型的石油钻机能量回收利用装置的工作原理是：
能量储存过程：当钻机绞车电机减速，绞车电机处于发电状态，通过绞车电机逆变器8向直流母线充电，直流母线电压升高，此时控制单元9向逆变器8发出指令，逆变器8驱动电机1加速转动，即惯性体2也加速转动，则绞车电机减速过程中发出的电能就传送给电机1，并转换为惯性体2的动能存储下来。
能量释放过程：当绞车电机或泥浆泵电机处于电动状态，控制单元9向逆变器8发出指令，逆变器8驱动电机1减速转动，即惯性体2也减速转动，惯性体2减速过程将释放动能，电机1处于发电状态，电能通过逆变器8流向直流母线，惯性体2存储的能量被重新利用。
起下钻作业中，一般2-3分钟为一个作业周期，即在一个作业周期内游车有一次上提作业和一次下放作业，而且绞车电机两次电动时间间隔不会超过1分钟，经过精密设计的惯性体在1分钟内能量损失可控制在小范围内，尽量使更多的能量被重新利用。
石油钻机能量回收利用装置，可实现能量的可靠存储和释放，使绞车能耗制动产生的能量大部分重新利用，能显著降低钻井过程总能耗。
Claims (1)
1.一种石油钻机能量回收利用装置，其特征在于：
在基座(7)上依次同轴安装有电机(1)和转轴(5)，转轴(5)上同轴设置有惯性体(2)，电机(1)与转轴(5)通过联轴器(4)连接，转轴(5)通过两个轴承(6)支撑在基座(7)上，在电机(1)的非传动端安装编码器(3)；
电机(1)与逆变器(8)的交流端连接，逆变器(8)与钻机电控系统的直流母线连接，逆变器(8)还与控制单元(9)通过用现场总线连通。
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