CN206942683U - 一种超级电容储能网电自走式修井机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超级电容储能网电自走式修井机。所述修井机在自走底盘上装有柴油发动机，柴油发动机通过联轴器、取力器与发动机相连接，柴油罐用支架安装在自走底盘主梁的一侧，自走底盘的前部装有前液压支腿，后部装有后液压支腿，超级电容储能装置和电能管理装置分别安装于发电机的两侧，电能管理装置上装有网电插口，多挡齿轮变速绞车装于自走底盘的中后部，司钻控制房安装于自走底盘的后部左侧，井架安装于自走底盘的后部右侧。修井机以网电、底盘驱动发电机作为综合动力来源，既解决了井场网电容量对修井机的作业范围的限制，又将低成本网电全部利用。

Description

一种超级电容储能网电自走式修井机

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网电自走式修井机。

背景技术

目前，国内电动自走式修井机采用在二类底盘或专用底盘上安装修井装置的方式，为保障移运的性能，还配置了提供整车行走动力的发动机和传动箱。该发动机和传动箱在修井作业时并不使用，且占用了较大购置成本。

电动修井机的电能来源一般有网电或自行发电两种。若单纯使用网电修井，修井机的作业能力由于受到井场电网的容量限制，作业范围有很大的局限性，在一定程度上制约了电动修井机的应用；若自行发电，由于受底盘车台面安装空间限制，发电机组无法安装在修井机本体上，需要独立成撬、单独运输，在作业准备时，发电机组与电控房的连接电缆需要大量的安装、拆卸，既增加了工作量，也增加了运输难度，影响了修井队整体的机动性。

目前国内电驱动修井机的动力传动基本是链条传动配置。但链条传动存在不适合绞车频繁进行正、反转切换，造成能量回收困难的缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用发电机、网电插口、超级电容储能装置和电能管理装置实现利用网电和自行发电两种电力来完成修井机的日常工作的超级电容储能网电自走式修井机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种超级电容储能网电自走式修井机，包括自走底盘、柴油发动机、联轴器、柴油罐、多挡齿轮变速绞车、司钻控制房、取力器、电能管理装置、发电机、超级电容储能装置、变速箱、输入轴、变速箱电机、主滚筒、辅助刹车机构、输出轴、前液压支腿和后液压支腿，所述修井机在自走底盘上装有柴油发动机，柴油发动机通过联轴器、取力器与发动机相连接，柴油罐用支架安装在自走底盘主梁的一侧，自走底盘的前部装有前液压支腿，后部装有后液压支腿，超级电容储能装置和电能管理装置分别安装于发电机的两侧，电能管理装置上装有网电插口，多挡齿轮变速绞车装于自走底盘的中后部，司钻控制房安装于自走底盘的后部左侧，井架安装于自走底盘的后部右侧。

所述的多挡齿轮变速绞车内装有变速箱电机，变速箱的输入轴与变速箱电机相连接，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和超级电容储能装置相连接，电能管理装置的输出端用电缆与变速箱电机相连接，其控制单元安装于司钻控制房内，并由控制电缆相连接。

超级电容储能装置由单一电容模组通过串联或并联的组合构成。

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式或空气悬挂，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、发电机由底盘发动机取力，随修井机主机一体化运输，无需拆卸，转场移运效率高；

2、修井机以网电、底盘驱动发电机作为综合动力来源，既解决了井场网电容量对修井机的作业范围的限制，又将低成本网电全部利用；

3、超级电容储能装置能储存在作业间隙发电机发出的电能，在大功率提升管柱时释放，弥补功率波动，避免能量浪费；

4、该修井机可将油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、本实用新型正视结构示意图；

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案进行清楚、完整的描述。

参见附图1-4

1、修井机转场运输状态

当修井机需要转场运输时，先将井架22收放在自走底盘1上，收起前液压支腿20和后液压支腿21，启动柴油发动机2并由柴油罐4通过管线为柴油发动机2提供燃料，柴油发动机2通过联轴器3和取力器7挂合底盘驱动轴，并驱动4个车轮使修井机能进行转场运输。

2、修井机工作状态

放下安装在自走底盘1前部的前液压支腿20和安装在后部的后液压支腿21，放下井架22，并对自走底盘1进行调平。

在井场修井作业时，将井场网电通用电缆与电能管理装置8上的网电插口9相连接，为修井机提供动力。起升吨位较小时，无需开启底盘发动机2；起升吨位较大时，开启底盘发动机2并通过联轴器3和取力器7与发电机10挂合，驱动发电机10发电，通过电能管理装置与网电并网共同为电机14提供电能。

当起升管柱作业时，柴油发动机2通过联轴器3和取力器7挂合发电机10并带动发电机10发电，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10和超级电容储能装置11共同为变速箱电机14提供电能，并驱动变速箱电机14正向旋转，将动力由输入轴13经变速箱12输至变速箱12的输出轴17上，输出轴17带动主滚筒15上连接的钢丝绳19和游车大钩18将管柱提升。在提出一根管柱后，电能管理装置8停止向变速箱电机14供电，辅助刹车机构16刹住主滚筒15。此时在电能管理装置8的控制下，超级电容储能装置11开始储存发电机10和网电提供电能，以供提升管柱时使用，以弥补井场网电容量不足的缺陷。井口作业工将管柱摆放于地面，用游车大钩18与井口内的下一根管柱连接，进入下一个起升管柱的循环操作。

当下放管柱作业时，操作人员在司钻控制房6内控制电能管理装置8发出下放信号，管柱拉动游车大钩18与钢丝绳19向下运动，同时带动装在多挡齿轮变速绞车5内的主滚筒15反转，并由输出轴17经变速箱12将动力输至输入轴13处，输入轴13带动变速箱电机14反向旋转，此时变速箱电机14处于发电状态，所发出的电能储存在超级电容储能装置11内。当单根管柱下放完成后，辅助刹车机构16刹住主滚筒15，变速箱电机14停止转动，井口作业工将另一根管柱连接好后，辅助刹车机构16解除主滚筒15的刹车状态，电能管理装置8控制超级电容储能装置11释放电能，驱动变速箱电机14正向旋转，将游车大钩18提升至高位，辅助刹车机构16再次刹住主滚筒15，变速箱电机14停止工作，作业工将另一根新管柱与原井口管柱相连接，进入下一个下放管柱的循环操作。

在整个操作过程中，超级电容储能装置11将电能转化为机械能，在电能管理装置8的控制下，随时可以充电或放电。电能管理装置8则实时监控修井设备整体的能量状态，并根据作业工况的变化，自动调整和控制电能的存储或释放，实现电能的自动化管理。

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网电自走式修井机，包括自走底盘（1）、柴油发动机（2）、联轴器（3）、柴油罐（4）、多挡齿轮变速绞车（5）、司钻控制房（6）、取力器（7）、电能管理装置（8）、发电机（10）、超级电容储能装置（11）、变速箱（12）、输入轴（13）、变速箱电机（14）、主滚筒（15）、辅助刹车机构（16）、输出轴（17）、前液压支腿（20）和后液压支腿（21），其特征在于：所述修井机在自走底盘（1）上装有柴油发动机（2），柴油发动机（2）通过联轴器（3）、取力器（7）与发电机（10）相连接，柴油罐（4）用支架安装在自走底盘（1）主梁的一侧，自走底盘（1）的前部装有前液压支腿（20），后部装有后液压支腿（21），超级电容储能装置（11）和电能管理装置（8）分别安装于发电机（10）的两侧，电能管理装置（8）上装有网电插口（9），多挡齿轮变速绞车（5）装于自走底盘（1）的中后部，司钻控制房（6）安装于自走底盘（1）的后部左侧，井架（22）安装于自走底盘（1）的后部右侧。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容储能网电自走式修井机，其特征在于：所述的多挡齿轮变速绞车（5）内装有变速箱电机（14），变速箱（12）的输入轴（13）与变速箱电机（14）相连接，变速箱（12）的输出轴（17）与主滚筒（15）相连接，主滚筒（15）与辅助刹车机构（16）相连接，主滚筒（15）上的钢丝绳（19）经井架（22）端部的滑轮组与游车大钩（18）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种超级电容储能网电自走式修井机，其特征在于：所述的电能管理装置（8）的输入端用电缆分别与发电机（10）和超级电容储能装置（11）相连接，电能管理装置（8）的输出端用电缆与变速箱电机（14）相连接，其控制单元安装于司钻控制房（6）内，并由控制电缆相连接。

4.根据权利要求1所述的一种超级电容储能网电自走式修井机，其特征在于：超级电容储能装置（11）由单一电容模组通过串联或并联的组合构成。

5.根据权利要求1所述的一种超级电容储能网电自走式修井机，其特征在于：所述的前液压支腿（20）和后液压支腿（21）的悬挂方式为钢板弹簧悬挂式或空气悬挂，或平衡梁悬挂与空气悬挂的组合。