CN206942682U - 一种飞轮储能低碳环保自走式修井机 - Google Patents

Abstract

涉及到油气田开发设备的一种飞轮储能低碳环保自走式修井机，其修井机的自走式底盘上装有天然气发动机、飞轮储能装置、取力器、发电机、电能管理装置、多挡齿轮变速绞车、司钻控制房、井架总成，天然气发动机通过取力器与发电机连接，电能管理装置上安装网电接入插口，其输入端分别与发电机、飞轮储能装置连接，输出端连接电机。本实用新型以井场网电和天然气发动机为动力，即降低了材料费用，又实现了pm2.5的零排放，低碳环保，而且主机一体化运输，安装和移运效率高，同时将下放管柱的释放的位能转化为电能存储。

Description

一种飞轮储能低碳环保自走式修井机

技术领域

本实用新型涉及一种油气田开发过程中使用的修井机，具体涉及一种飞轮储能低碳环保自走式修井机。

背景技术

以柴油机为动力的修井机是国内修井作业的主力设备，但柴油机提供的功率实际使用到修井工作中的仅为50%左右，存在效率低、耗能高、污染重、噪声大等问题。在国家大力倡导节能环保的背景下，以电能和天然气等低成本清洁能源为动力已成为未来的发展趋势。

现有修井机在下管柱时，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。

市场现有的电动修井机，多以井场网电为动力，作业能力受到井场网电容量限制，限制了电动修井机的发展，在一定程度上限制了网电修井机的推广应用。随着节能环保要求的提高，出现了利用飞轮储能的电动修井机。但由于井场网电容量较小，起升管柱作业时难以达到充放电平衡，造成了作业效率大幅降低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种飞轮储能低碳环保自走式修井机，它是一种无污染、节约能量，且充放电平衡的修井机，该修井机转场移运采用一体化运输，无需拆卸各部件及各部件间电缆、液气管。

本实用新型的技术方案为：

本实用新型包括自走式底盘1、飞轮储能装置10、取力器7、发电机11、多挡齿轮变速绞车5、司钻控制房6、天然气发动机2、发电机11、LNG罐4、电能管理装置8、井架总成19，其特征是：自走式底盘1驾驶室下方装有天然气发动机2，LNG罐4通过支架装在底盘车主横梁左侧并通过管线与天然气发动机2连接，取力器7连接发电机11，取力器7、飞轮储能装置10、电能管理装置8、发电机11分别装在修井机车台面上，飞轮储能装置10、电能管理装置8连接网电插入插口9，电能管理装置8的输入端通过电缆分别与发电机11、飞轮储能装置10连接，输出端与多挡齿轮变速绞车5上的电机14连接，司钻控制房6内的控制单元由控制电缆连接，井架总成19自走式底盘1的尾部。

多挡齿轮变速绞车5由电机14、联轴器13、多挡变速箱12、主滚筒15及辅助刹车16组成，电机14输出轴通过联轴器13与多挡变速箱12输入轴连接，多挡变速箱12输出轴与主滚筒15中心轴共为一体，主滚筒15中心轴另一端与辅助刹车16连接。

钢丝绳17的一端连接在主滚筒15上，另一端经过井架总成19顶上的天车连接在游车大钩18上，管柱20在游车大钩18上。

本实用新型的有益效果：

1. 修井设备采用专用自走底盘一体化运输，拆卸、安装和移运效率高，减少了作业准备时间。

2. 修井作业以井场网电为动力，底盘取力发电机作为补充动力，调节起升油管时飞轮储能装置充放电平衡，提高作业效率。

2. 天然气驱动自走式底盘应用，可以降低燃料费用，同时大幅减少污染综合物的排放，实现PM2.5零排放，达到低碳环保效果。

3. 飞轮储能装置可储存提升管柱间隙网电及发电机提供的电能，补充井场网电容量不足。

4. 下放管柱作业释放的位能转换为电能，实现能量的回收利用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为多挡齿轮变速绞车结构示意图；

图4为本实用新型工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本实用新型进行说明。

参见图1-2，自走式底盘1驾驶室下方安装天然气发动机2，LNG罐4通过支架挂装于底盘车主纵梁左侧，通过管线与天然气发动机2连接，为其提供燃料；天然气发动机2通过联轴器3、取力器7连接发电机，取力器7可实现行走、作业动力切换，行走时挂合底盘驱动轴，作业时挂合发电机；飞轮储能装置10、电能管理装置8分别安装于车台面上发电机11两侧，纵向布置；司钻控制室6安装于自走底盘左侧中后部；电能管理装置8上安装网电接入插口9，其输入端通过电缆分别与发电机11、飞轮储能装置10连接，输出端连接电机14，其控制单元安装于司钻空置房6内，由控制电缆连接。

参见图3所示，多档齿轮变速绞车5通过螺栓连接安装于拖车底盘中部，由电机14、联轴器13、多挡变速箱12、主滚筒15及辅助刹车16组成，电机14输出轴通过联轴器13与多挡变速箱12输入轴连接，多挡变速箱12输出轴与主滚筒15中心轴共为一体，主滚筒15中心轴另一端与辅助刹车16相连。

图4中：钢丝绳17的一端连接在主滚筒15上，另一端通过井架总成19顶上的天车连接在游车大钩18上，管柱20在游车大钩18上。

井场修井作业时，取力器挂合发电机9。井场网电通过电缆连接网电接入插口9，为修井机提供动力。起升吨位较小时，无需开启底盘天然气发动机2；起升吨位较大时，开启底盘发动机2带动发电机11发电，通过电能管理装置8与网电并网共同为电机14提供电能。

大吨位起升管柱作业时，操作人员在司钻控制房6内控制电能管理装置8发出提升信号，利用井场网电、发电机组11、飞轮储能装置10共同为电机14提供电能，驱动其正向旋转，动力经多档变速箱12传递给主滚筒15，从而带动主滚筒15旋转。当提出一根管柱20后，电能管理装置8停止向电机11供电，辅助刹车16刹住主滚筒15。此时，在电能管理装置8控制下，飞轮储能装置10开始储存发电机组11及网电提供的电能，以供提升管柱时使用，弥补井场电网容量不足。井口作业工将管柱20摆放至地面，连接游车大钩与井口内下一根管柱，进入下一个起升管柱20的循环。

下放管柱作业时操作人员控制电能管理装置8发出下放信号，管柱拉动钢丝绳17向下运动，带动主滚筒15反向旋转，经多档变速箱12带动电机14反转发电，发出的电能储存在飞轮储能装置10内；单根管柱下放完成后，电机13停止转动，井口作业工连接另一根管柱，飞轮储能装置10释放电能，驱动电机14正向旋转，将游车大钩18提升至高位置，作业工将新管柱另一端与原井口管柱连接，进入下一个下放管柱的循环。该作业过程实现了下放管柱势能回收。

Claims (3)

1.一种飞轮储能低碳环保自走式修井机，包括自走式底盘（1）、飞轮储能装置（10）、取力器（7）、发电机（11）、多挡齿轮变速绞车（5）、司钻控制房（6）、天然气发动机（2）、发电机（11）、LNG罐（4）、电能管理装置（8）、井架总成（19），其特征是：自走式底盘（1）驾驶室下方装有天然气发动机（2），LNG罐（4）通过支架装在底盘车主横梁左侧并通过管线与天然气发动机（2）连接，取力器（7）连接发电机（11），取力器（7）、飞轮储能装置（10）、电能管理装置（8）、发电机（11）分别装在修井机车台面上，飞轮储能装置（10）、电能管理装置（8）连接网电插入插口（9），电能管理装置（8）的输入端通过电缆分别与发电机（11）、飞轮储能装置（10）连接，输出端与多挡齿轮变速绞车（5）上的电机（14）连接，司钻控制房（6）内的控制单元由控制电缆连接，井架总成（19）自走式底盘（1）的尾部。

2.根据权利要求1所述的一种飞轮储能低碳环保自走式修井机，其特征是：多挡齿轮变速绞车（5）由电机（14）、联轴器（13）、多挡变速箱（12）、主滚筒（15）及辅助刹车（16）组成，电机（14）输出轴通过联轴器（13）与多挡变速箱（12）输入轴连接，多挡变速箱（12）输出轴与主滚筒（15）中心轴共为一体，主滚筒（15）中心轴另一端与辅助刹车（16）连接。

3.根据权利要求1所述的一种飞轮储能低碳环保自走式修井机，其特征是：钢丝绳（17）的一端连接在主滚筒（15）上，另一端经过井架总成（19）顶上的天车连接在游车大钩（18）上，管柱（20）在游车大钩（18）上。