CN206942685U - 一种超级电容储能低碳环保自走式修井机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超级电容储能低碳环保自走式修井机。所述修井机的自走式底盘上装有天然气发动机，天然气罐通过支架装于自走式底盘的一侧，天然气发动机通过联轴器和取力器与发电机相连接，电能管理装置和超级电容储能装置分别装在发电机组的两侧，自走式底盘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自走底盘的中后部，司钻控制房装在自走式底盘的左侧后部，井架装在自走底盘的右侧后部。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，天然气驱动自走式底盘应用，实现PM2.5零排放，达到低碳环保效果。

Description

一种超级电容储能低碳环保自走式修井机

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，出现了利用超级电容储能的电动修井机。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解决现有修井机存在有污染高、能量浪费、充放电不平衡等问题的超级电容储能低碳环保自走式修井机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种超级电容储能低碳环保自走式修井机，包括自走式底盘、天然气发动机、联轴器、天然气罐、多挡齿轮变速绞车、司钻控制房、取力器、电能管理装置、网电插口、发电机组、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，所述修井机的自走式底盘上装有天然气发动机，天然气罐通过支架装于自走式底盘的一侧，并通过管线与天然气发动机相连通，天然气发动机通过联轴器和取力器与发电机组相连接，电能管理装置和超级电容储能装置分别装在发电机组的两侧，自走式底盘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自走式底盘的中后部，司钻控制房装在自走式底盘的左侧后部，井架装在自走式底盘的右侧后部。

所述的多挡齿轮变速绞车内装有变速箱电机，变速箱电机的输入轴与变速箱相连接，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通过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上装有网电插口，其输入端用电缆分别与超级电容储能装置和发电机组相连接，输出端与变速箱电机相连接。

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、修井设备采用专用自走式底盘一体化运输，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，底盘取力发电机组作为补充动力，调节起升油管时超级电容储能装置充放电平衡，提高作业效率；

3、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；

4、超级电容储能装置可储存提升管柱间隙网电及发电机组提供的电能，补充井场网电容量不足；

5、改修井机能将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、本实用新型正视结构示意图；

图2、本实用新型俯拆除井架后的视结构示意图；

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具体实施方式进行清楚、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收放在自走式底盘1上，收起前液压支腿20和后液压支腿21，将装在自走式底盘1上的天然气发动机2启动，并由天然气罐4通过管线提供天然气燃料，再由联轴器3通过取力器7挂合底盘驱动轴及四个车轮，实现修井机的转场运输作业。

2、修井机作业状态

在修井机进行作业前，放下安装在自走式底盘1前部的前液压支腿20和安装在后部的后液压支腿21，竖起井架22，然后对自走式底盘1进行调平，将取力器7与发电机组11进行挂合，井场网电通过电缆连接网电插口9，为修井机提供动力，当起升吨位较小时，无需开启天然气发动机2，当起升吨位较大时，启动天然气发动机2，并通过取力器7带动发电机组11发电，通过电能管理装置8与网电并网共同为变速箱电机14提供电能。

当进行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，利用通过网电插口9输入的网电、发电机组11和超级电容储能装置10共同为装在多档齿轮变速绞车5内的变速箱电机14提供电能，变速箱电机14由变速箱12的输入轴13通过变速箱12，将动力传输至变速箱12的输出轴17处，并带动主滚筒15正向旋转。当提出一根管柱时，电能管理装置8停止向变速箱电机14供电，此时辅助刹车机构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10开始储存发电机组11和网电提供的电能，以供提升管柱时使用，弥补井场电网不足的缺陷。井口操作工将管柱摆放在地面，用钢丝绳19所连接的游车大钩18与井口内的下一根管柱相连接，进入下一个起升管柱的循环作业。

当进行下放管柱作业时，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和钢丝绳19向下运动，此时带动主滚筒15反向旋转，由变速箱12的输出轴17经变速箱12将动力输至变速箱12的输入轴13处，并由输入轴13带动变速箱电机14反转发电，发出的电能储存在超级电容储能装置10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，井口作业工连接另一根管柱，此时超级电容储能装置10释放电能，并驱动变速箱电机14正向旋转，通过钢丝绳19将游车大钩18提升至高位置，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，此时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。

电能管理装置8在整个操作过程中实时监控整机及超级电容储能装置10的能量状态，控制电能的流向，优化发电机组11的控制模式，使发电机组11处于经济油耗模式，实现电能的智能化自动管理。

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低碳环保自走式修井机，包括自走式底盘（1）、天然气发动机（2）、联轴器（3）、天然气罐（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）、网电插口（9）、超级电容储能装置（10）、发电机组（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：所述修井机的自走式底盘（1）上装有天然气发动机（2），天然气罐（4）通过支架装于自走式底盘（1）的一侧，并通过管线与天然气发动机（2）相连通，天然气发动机（2）通过联轴器（3）和取力器（7）与发电机组（11）相连接，电能管理装置（8）和超级电容储能装置（10）分别装在发电机组（11）的两侧，自走式底盘（1）前部装有前液压支腿（20）后部装有后液压支腿（21），多挡齿轮变速绞车（5）装在自走式底盘（1）的中后部，司钻控制房（6）装在自走式底盘（1）的左侧后部，井架（22）装在自走式底盘（1）的右侧后部。

2.根据权利要求1所述的超级电容储能低碳环保自走式修井机，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），变速箱电机（14）的输入轴（13）与变速箱（12）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）上所装的钢丝绳（19）通过井架（22）端部的滑轮组与游车大钩（18）相连接。

3.根据权利要求1所述的超级电容储能低碳环保自走式修井机，其特征在于：所述的电能管理装置（8）上装有网电插口（9），其输入端用电缆分别与超级电容储能装置（10）和发电机组（11）相连接，输出端与变速箱电机（14）相连接。

4.根据权利要求1所述的超级电容储能低碳环保自走式修井机，其特征在于：所述的超级电容储能装置（10）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低碳环保自走式修井机，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或空气悬挂，或平衡梁悬挂与空气悬挂的组合。