CN206942675U - 一种超级电容储能自发电拖挂式修井机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超级电容储能自发电拖挂式修井机。所述修井机的牵引车用脱连机构与拖车底盘相连接，发电机组和电能管理装置安装在拖车底盘的中部，超级电容储能装置用支架挂装在拖车底盘的一侧，拖车底盘的前部装有前液压支腿后部装有后液压支腿，多挡齿轮变速绞车装在拖车底盘的中后部，司钻控制房装在拖车底盘的后部左侧，井架装在拖车底盘的后部右侧。改修井机利用柴油发电机组发出的电能为动力，无需额外配置发电机撬，实现智能自动化控制，且不受井场电网限制。

Description

一种超级电容储能自发电拖挂式修井机

技术领域

本实用新型涉及到石油修井机领域，特别涉及到一种超级电容储能自发电拖挂式修井机。

背景技术

电动修井机便于实现机、电、液一体化及智能自动化控制，且电机可实现正反转无极调速，具有操控性好及维护费用低等优点，修井机正朝电驱及自动控制方向发展。但电动修井机受井场供电情况限制，在不供电井场或井场断电时则无法使用，需临时架设配电线路或额外配备发电机撬，转场、移运效率低，影响电动修井机的推广应用。

修井作业工况属间歇式作业，作业功率波动很大，起升管柱作业时功率需求较大，卸扣、摆放单根等辅助作业时功率需求较小。随着网电修井机的投入运行，较大的功率波动会对电网造成电压波动及闪变等一系列影响。

现有修井机在下放管柱时，存在着严重的能量浪费现象。油管从井下被提升到地面储存了相当大的位能。下放油管时储存的位能要释放出来，现有修井机不能回收这些能量，只能靠刹车片消耗掉，既浪费了能量又造成刹车片磨损。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种超级电容储能自发电拖挂式修井机，其目的一为修井设备采用一体化拖车运输，实现多辆拖挂修井机共用一辆牵引车；目的二为采用柴油发电机组为电能动力，无需额外配置发电机撬；目的三为解决作业中能量浪费问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种超级电容储能自发电拖挂式修井机，包括牵引车、拖车底盘、脱连机构、超级电容储能装置、多挡齿轮变速绞车、发电机组、电能管理装置、司钻控制房、变速箱电机、输入轴、变速箱、主滚筒、辅助刹车机构、输出轴、前液压支腿和后液压支腿，所述修井机的牵引车用脱连机构与拖车底盘相连接，发电机组和电能管理装置安装在拖车底盘的中部，超级电容储能装置用支架挂装在拖车底盘的一侧，拖车底盘的前部装有前液压支腿后部装有后液压支腿，多挡齿轮变速绞车装在拖车底盘的中后部，司钻控制房装在拖车底盘的后部左侧，井架装在拖车底盘的后部右侧。

所述多挡齿轮变速绞车通过螺栓安装在拖车底盘的中后部，其内装有变速箱电机并与变速箱的输入轴相连接，变速箱的输出轴与主滚筒相连接，主滚筒与辅助刹车机构相连接，主滚筒上所装的钢丝绳经井架端部的滑轮组与游车大钩相连接。

所述的电能管理装置的输入端用电缆分别与发电机组和超级电容储能装置相连接，电能管理装置的输出端与变速箱电机相连接，其控制单元安装在司钻控制房中，并用电缆连接。

所述的超级电容储能装置由单一电容模组通过串联和并联组合构成。

所述的前液压支腿和后液压支腿的悬挂方式为钢板弹簧悬挂或空气悬挂，或平衡梁悬挂与空气悬挂的组合。

本实用新型的积极效果为：

1、修井设备采用一体化拖车运输，拆卸、安装和移运效率高，减少了作业准备时间，实现多辆拖挂修井机共用一辆牵引车，减少井队特种车辆驾驶人员，

2、利用柴油发电机组发出的电能为动力，无需额外配置发电机撬，实现智能自动化控制，且不受井场电网限制；

3、超级电容储能装置可储存提升管柱间隙柴油发电机组提供的电能，在大功率提升管柱时释放，弥补功率波动，使柴油发电机组始终运行在较高效率；

4、超级电容储能装置可将管柱下放释放出来的部分位能转化为电能，并加以利用，大大降低了修井作业成本。

附图说明

图1、本实用新型的主视结构示意图；

图2、本实用新型拆除井架后的俯视结构示意图；

图3、多挡齿轮变速绞车结构示意图；

图4、本实用新型工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图1-4进一步对本实用新型的技术方法进行清楚、完整的描述。

参见附图1-4

1、修井机转场运输状态

当修井机完成后需要转场时，先将井架19收放在拖车底盘3上，牵引车1通过脱连机构2与拖车底盘3相连接，收起前液压支腿17和后液压支腿18，便可进行修井机的转场运输。当牵引车1将修井机拖到指定位置后，脱开脱连机构2，使牵引车1和拖车底盘3脱开。此时牵引车1可以在作业场内拖动其他修井机进行短距离的移动，实现多辆拖挂修井机通用一辆牵引车。

2、修井机作业状态

放下安装在拖车底盘3前部的前液压支腿16和后液压支腿17，竖起井架19，对拖车底盘3进行调平。在修井作业期间，发电机组6为整机提供动力，当起升管柱作业时，操作人员在司钻控制房8内控制电能管理7发出提升信号，发电机组6、超级电容储能装置4共同为变速箱电机9提供电能，使变速箱电机9正向旋转，同时由变速箱11的输入轴10经齿轮变速箱11，将动力输至输出轴14出，输出轴14带动主滚筒12正向旋转，此时装在多挡齿轮变速绞车5内主滚筒12上的钢丝绳16带动游车大钩15提升管柱。当提出一根管柱后，停止向变速箱电机9供电，此时辅助刹车机构13刹住主滚筒12，同时超级电容储能装置4开始储存发电机组6发出的电能，以提供提升下一根管柱时使用，且弥补功率波动。井口作业工此时将游车大钩15与井口内的下一根管柱相连接，进入下一个起升管柱操作循环。

当下放管柱作业时，操作人员在司钻控制房8内控制电能管理装置7发出下放信号，管柱拉动钢丝绳16向下运动，钢丝绳16带动装在多挡齿轮变速绞车5内的主滚筒12反向旋转，并由输出轴14经变速箱11将动力输送到输入轴10处，输入轴10带动变速箱电机9反向旋转，此时变速箱电机9为发电状态，发出的电能储存在超级电容储能装置4内。当单根管柱下放完成后，变速箱电机9停止转动，井口作业工此时将另一根管柱连接，辅助刹车机构13解除主滚筒12的刹车状态，超级电容储能装置4释放电能，同时驱动变速箱电机9正向旋转，并通过变速箱11及主滚筒12，用钢丝绳16将游车大钩15提升至高位置，辅助刹车机构13再次刹住主滚筒12，变速箱电机9停止转动，作业工将新管柱的另一端与原井口管柱相连接，进入下一个下放管柱操作循环。

电能管理装置7在整个操作过程中实时监控整机及超级电容储能装置4的能量状态，控制电能的流向，优化发电机组6的控制模式，使发电机组6处于经济油耗模式，管理各个系统的能量极限，协调各能量流，使在作业期间整个系统处于安全可靠状态。

以上所述仅是本实用新型的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超级电容储能自发电拖挂式修井机，包括牵引车（1）、脱连机构（2）、拖车底盘（3）、超级电容储能装置（4）、多挡齿轮变速绞车（5）、发电机组（6）、电能管理装置（7）、司钻控制房（8）、变速箱电机（9）、输入轴（10）、变速箱（11）、主滚筒（12）、辅助刹车机构（13）、输出轴（14）、前液压支腿（17）和后液压支腿（18），其特征在于：所述修井机的牵引车（1）用脱连机构（2）与拖车底盘（3）相连接，发电机组（6）和电能管理装置（7）安装在拖车底盘（3）的中部，超级电容储能装置（4）用支架挂装在拖车底盘（3）的一侧，拖车底盘（3）的前部装有前液压支腿（17）后部装有后液压支腿（18），多挡齿轮变速绞车（5）装在拖车底盘（3）的中后部，司钻控制房（8）装在拖车底盘（3）的后部左侧，井架（19）装在拖车底盘（3）的后部右侧。

2.根据权利要求1所述的超级电容储能自发电拖挂式修井机，其特征在于：所述多挡齿轮变速绞车（5）通过螺栓安装在拖车底盘（3）的中后部，其内装有变速箱电机（9）并与变速箱（11）的输入轴（10）相连接，变速箱（11）的输出轴（14）与主滚筒（12）相连接，主滚筒（12）与辅助刹车机构（13）相连接，主滚筒（12）上所装的钢丝绳（16）经井架（19）端部的滑轮组与游车大钩（15）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种超级电容储能自发电拖挂式修井机，其特征在于：所述电能管理装置（7）的输入端用电缆分别与发电机组（6）和超级电容储能装置（4）相连接，电能管理装置（7）的输出端与变速箱电机（9）相连接，其控制单元安装在司钻控制房（8）中，并用电缆连接。

4.根据权利要求1所述的超级电容储能自发电拖挂式修井机，其特征在于：所述的超级电容储能装置（4）由单一电容模组通过串联和并联组合构成。

5.根据权利要求1所述的超级电容储能自发电拖挂式修井机，其特征在于：所述的前液压支腿（17）和后液压支腿（18）的悬挂方式为钢板弹簧悬挂或空气悬挂，或平衡梁悬挂与空气悬挂的组合。