CN206830391U - 应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，包括：发动机组，其与传动箱的输入轴联接；绞车，其与所述传动箱的输出轴联接；电磁涡流刹车，其与所述绞车的主滚筒联接；增速机构，其输入轴通过联轴器与所述电磁涡流刹车同轴联接；发电机，其主轴与所述增速机构的输出轴联接；变频器，其通过电缆与所述发电机联接；超级电容，其与所述变频器联接。本实用新型其结构设计合理，易于实现，能有效回收石油钻机下放钻具过程中的重力势能，降低甚至杜绝刹车系统发热量的产生，将重力势能转化为电能储存在超级电容中并加以利用，分担柴油机组的负载，达到降低钻井能耗、提高机械钻机的环保性及经济性的目的。

Description

应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及石油装备领域，具体为一种应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置。

背景技术

21世纪随着全球环境的变化，各国越来越重视自然资源及能源的利用率，节能减排已成为石油工业技术发展的一个重要方向。在钻井工程中，钻机在起升钻具(包含钻杆、钻铤、钻头及各种井下工具)的过程中，柴油机组的动力经过链条并车箱传动，驱动绞车旋转，通过钢丝绳将井中的整个钻具提升，在此过程中柴油机组受到的载荷非常巨大；而在钻机下放钻具的过程中，则依靠主刹车和辅助刹车来控制下放速度，将钻头、钻铤、钻杆组成的钻具下入井中，柴油机空载。一方面，在下放钻具的过程中，整个钻具下放的重力势能非常巨大，却未得到利用，经过刹车系统制动后被浪费掉；另一方面，起升钻杆时重载，下放钻杆时空载，柴油机组在如此波动剧烈的周期性载荷作用下连续运转，严重影响柴油机组的使用寿命和燃油的经济性。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，包括：

发动机组，其与传动箱的输入轴联接；

绞车，其与所述传动箱的输出轴联接；

电磁涡流刹车，其与所述绞车的主滚筒联接；

增速机构，其输入轴通过联轴器与所述电磁涡流刹车同轴联接；

发电机，其主轴与所述增速机构的输出轴联接；

变频器，其通过电缆与所述发电机联接；

超级电容，其与所述变频器联接。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，还包括：

电机，其通过电缆与所述变频器联接；且所述电机与所述传动箱联接。

优选的是，所述应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，所述发动机组为柴油机组。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，发动机组，其与传动箱的输入轴联接，具体为：发动机组，其通过第一离合器与传动箱的输入轴联接。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，电磁涡流刹车，其与所述绞车的主滚筒联接，具体为：电磁涡流刹车，其通过第二离合器与所述绞车的主滚筒联接。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，所述电机为调峰电机。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，所述电机与所述传动箱联接，具体为：所述电机通过第三离合器与所述传动箱联接。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，所示传动箱为链条并车传动箱。

优选的是，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，所述绞车包括：

架体，其包括左右两侧的两个子架体；

滚筒，其通过滚轴横向设置在两个所述子架体之间；所述滚筒的筒壁为内部中空的双层结构，该中空结构内填充导热油，该中空结构分别连通一进入管道以及一排出管道，所述进入管道与所述排出管道的管壁均呈波浪状；

罩体，其呈半圆柱状，罩体设于所述滚筒上方，所述罩体的弧度与所述滚筒的弧度一致；所述罩体内表面垂直设有刷毛，所述刷毛的长度设置为使得所述刷毛与所述滚筒外表面直接接触且发生抵触。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型其结构设计合理，易于实现，能有效回收石油钻机下放钻具过程中的重力势能，降低甚至杜绝刹车系统发热量的产生，将重力势能转化为电能储存在超级电容中并加以利用，分担柴油机组的负载，提高柴油机组的使用寿命和燃油的经济性，达到降低钻井能耗、提高机械钻机的环保性及经济性的目的。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的绞车的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实用新型提供一种应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，包括：

发动机组1，其通过第一离合器10与传动箱2的输入轴联接；

绞车3，其与所述传动箱2的输出轴联接；

电磁涡流刹车4，其通过第二离合器11与所述绞车3的主滚筒联接；

增速机构5，其输入轴通过联轴器与所述电磁涡流刹车4同轴联接；

发电机6，其主轴与所述增速机构5的输出轴联接；

变频器7，其通过电缆与所述发电机6联接；

超级电容8，其与所述变频器7联接。

电机9，其通过电缆与所述变频器7联接；且所述电机9通过第三离合器12与所述传动箱2联接。

在钻机下放钻具的过程中，钻具在重力作用下通过钢丝绳拉动绞车旋转，系统通过增速机构对绞车滚筒轴传递过来的转速进行放大，从而带动发电机运转发电，产生的电能通过变频器转换后，储存在超级电容中，实现了重力势能到机械能，再到电能的转化，并储存起来；当钻机提升钻具时，超级电容释放电能，输出直流电经变频器转换后，驱动调峰电机运转，为链条并车传动箱提供动力，对系统做功，实现钻具下放重力势能的回收、储存及利用。

如图2所示，所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，所述绞车3包括：

架体，其包括左右两侧的两个子架体310；

滚筒320，其通过滚轴横向设置在两个所述子架体310之间；所述滚筒320的筒壁为内部中空的双层结构，该中空结构内填充导热油，该中空结构分别连通一进入管道以及一排出管道，所述进入管道与所述排出管道的管壁均呈波浪状；

罩体330，其呈半圆柱状，罩体330设于所述滚筒320上方，所述罩体330的弧度与所述滚筒320的弧度一致；所述罩体330内表面垂直设有刷毛331，所述刷毛331的长度设置为使得所述刷毛331与所述滚筒320外表面直接接触且发生抵触。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，包括：

发动机组，其与传动箱的输入轴联接；

绞车，其与所述传动箱的输出轴联接；

电磁涡流刹车，其与所述绞车的主滚筒联接；

增速机构，其输入轴通过联轴器与所述电磁涡流刹车同轴联接；

发电机，其主轴与所述增速机构的输出轴联接；

变频器，其通过电缆与所述发电机联接；

超级电容，其与所述变频器联接。

2.如权利要求1所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，还包括：

电机，其通过电缆与所述变频器联接；且所述电机与所述传动箱联接。

3.如权利要求1所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，所述发动机组为柴油机组。

4.如权利要求1所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，发动机组，其与传动箱的输入轴联接，具体为：发动机组，其通过第一离合器与传动箱的输入轴联接。

5.如权利要求1所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，电磁涡流刹车，其与所述绞车的主滚筒联接，具体为：电磁涡流刹车，其通过第二离合器与所述绞车的主滚筒联接。

6.如权利要求2所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，所述电机为调峰电机。

7.如权利要求2所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，所述电机与所述传动箱联接，具体为：所述电机通过第三离合器与所述传动箱联接。

8.如权利要求1所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，所示传动箱为链条并车传动箱。

9.如权利要求1所述的应用于石油钻机钻具下放过程的势能回收利用装置，其特征在于，所述绞车包括：

架体，其包括左右两侧的两个子架体；

滚筒，其通过滚轴横向设置在两个所述子架体之间；所述滚筒的筒壁为内部中空的双层结构，该中空结构内填充导热油，该中空结构分别连通一进入管道以及一排出管道，所述进入管道与所述排出管道的管壁均呈波浪状；

罩体，其呈半圆柱状，罩体设于所述滚筒上方，所述罩体的弧度与所述滚筒的弧度一致；所述罩体内表面垂直设有刷毛，所述刷毛的长度设置为使得所述刷毛与所述滚筒外表面直接接触且发生抵触。