CN210608816U

CN210608816U - 一种石油钻机用网电装置

Info

Publication number: CN210608816U
Application number: CN201922146694.0U
Authority: CN
Inventors: 刘洁生
Original assignee: Huaxing Zhikong Beijing Energy Co Ltd
Current assignee: Huaxing Zhikong Beijing Energy Co Ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2029-12-04

Abstract

本实用新型公开了一种石油钻机用网电装置，包括运输吊装用底座，底座上设有动力驱动机构、动力控制机构、整流机构和散热机构；合力箱输入端上安装有永磁同步电机，输出端上安装有连接法兰；连接法兰通过万向轴与钻机链条箱连接；整套装置通过水冷式散热器集中冷却；整流电源与电网或发电机组连接，整流电源将400V或600V交流电源转换为直流电源，电机控制器将直流电转换为交流电，电机控制器控制永磁同步电机，永磁同步电机安装在合力箱上，为网电装置提供动力；本实用新型结构简单，较现有网电装置制造成本低，整个电机工作过程中都在高效区运行，同时可以根据负载变化调节电机的运行数量，达到节能的目的，减少运行成本。

Description

一种石油钻机用网电装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻机驱动装备技术领域，尤其涉及一种石油钻机用网电装置。

背景技术

目前，石油钻机配备大容量的独立能源动力系统，国内石油钻机采用柴油机作为原动力，为钻机的起升系统、泥浆循环系统、钻头旋进系统等提供充足的动力。由于机械石油钻机的传动方式是柴油发动机通过液力耦合器、离合器与链条并车箱连接，实现动力输入。主要由链条并车箱的输出端离合器通过万向轴与泥浆泵、绞车、转盘驱动发电机负载连接。但是，由于钻机的工作机组的转速、功率、负荷特性参数差别大而复杂，工况复杂，所以，需要在柴油发动机与工作机之间设置复杂的并车传动系统，实现变速、变矩、离合等功能。由此，存在着油耗高、噪声大、能源消耗大，运行成本高的缺点。

近年来网电钻机得到应用，克服了以上缺点，现有网电钻机主要由一台1000-1200kW、460-600V、1429r/min 的三相异步电动机和一台调速型液力耦合器及底座联轴器等组成，电气控制系统设有高压配电系统和低压配电系统。现有网电钻机有高压房、低压房以及动力装置等部件，数量多、体积大给搬家运输增加工作量，同时整套系统电控系统制作及维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种石油钻机用网电装置，具有噪声低、轻污染，提高钻机搬迁效率，降低成本，便于维护保养等优点。

本实用新型采用的技术方案为：

一种石油钻机用网电装置，包括运输吊装用底座，底座上设有动力驱动机构、动力控制机构、整流机构和散热机构；所述的动力驱动机构包括合力箱和多台永磁同步电机，合力箱的每个输入端连接一台永磁同步电机，合力箱的输出端通过传动法兰连接万向轴的一端，万向轴的另一端连接到钻机并车链条箱；多台永磁同步电机环形均匀分布在合力箱的周围；所述的动力控制机构包括电机控制柜，电机控制柜内设有多部电机控制器，每部电机控制器分别控制一台永磁同步电机；所述的整流机构包括整流电源柜，整流电源柜的受电端连接电网或者发电机组的送电端，整流电源柜的输电端为装置供电；所述的散热机构包括水冷散热器、冷水进水管路和回水管路，水冷散热器的出水口连接冷水进水管路的进水口，冷水进水管路分布在装置的各个元器件上，冷水进水管路的出水口连接回水管路的进水口，回水管路的出水口连接水冷散热器的进水口，回水管路铺设在底座上。

所述的合力箱设于底座的左端部，合力箱的输出轴朝向左端；所述的电机控制柜设于合力箱右侧；所述的整流电源柜设于电机控制柜右侧；所述的水冷散热器设于整流电源柜右侧。

所述的永磁同步电机采用2-4个，转速范围为0-2500r/min。

所述的合力箱为行星结构齿轮减速箱，减速比为3-4。

本实用新型的整流电源与电网或发电机组连接，整流电源将400V或600V交流电源转换为直流电源，电机控制器将直流电转换为交流电,电机控制器控制永磁同步电机，永磁同步电机安装在合力箱上，为网电装置提供动力，根据所需要提供的功率大小，永磁同步电机数量为2-4个，布置在合力箱输入端，合力箱输出端安装有传动法兰，传动法兰通过万向轴与原钻机并车链条箱相连。

进一步，为解决电机、合力箱及整流电源、电机控制器的散热问题，本实用新型利用整体散热水箱进行降温处理，散热水箱安装在网电钻机底座上，预埋进回水管线，提高散热效率。

本实用新型结构简单，较现有网电装置制造成本低，整个电机工作过程中都在高效区运行，同时可以根据负载变化调节电机的运行数量，达到节能的目的，减少运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的合力箱结构示意图；

图3为本实用新型的电机分布结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括运输吊装用底座6，底座6上设有动力驱动机构、动力控制机构、整流机构和散热机构。

所述的动力驱动机构包括合力箱1和多台永磁同步电机2，合力箱1的每个输入轴1-3连接一台永磁同步电机2，合力箱1的输出端通过传动法兰1-1连接万向轴7的一端，万向轴7的另一端连接到钻机并车链条箱8；所述的合力箱1为行星结构齿轮减速箱，减速比为3-4。所述的永磁同步电机2采用2-4个，转速范围为0-2500r/min。合力箱1设于底座6的左端部，多台永磁同步电机2环形均匀分布在合力箱1的周围，合力箱1的输出轴1-2朝向左端。

所述的动力控制机构包括电机控制柜3，电机控制柜3内设有多部电机控制器，每部电机控制器分别控制一台永磁同步电机2，电机控制柜3设于合力箱1右侧；所述的整流机构包括整流电源柜4，整流电源柜4的受电端连接电网或者发电机组的送电端，整流电源柜4的输电端为装置供电，整流电源柜4设于电机控制柜3右侧；所述的散热机构包括水冷散热器5、冷水进水管路5-1和回水管路5-2，水冷散热器5的出水口连接冷水进水管路5-1的进水口，冷水进水管路5-1分布在装置的各个元器件上，冷水进水管路5-1的出水口连接回水管路5-2的进水口，回水管路5-2的出水口连接水冷散热器5的进水口，回水管路5-2铺设在底座6上；水冷散热器5设于整流电源柜4右侧。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，为本实用新型的一个实施例，其中的永磁同步电机2采用4台。为了方便搬迁与吊装，将整体设备放置在底座6上，底座6上设有吊环，形成一体化动力控制装置，方便运输。

本实施例的永磁同步电机2采用4台，分布在合力箱1的左右两侧的前后方，相当于四角分配，合力箱1为行星结构齿轮减速箱，减速比为3-4，将每个永磁同步电机2的小功率动力通过合力箱1的作用进行合力输出大功率电能，为石油钻机提供能量。传动法兰1-1安装在合力箱1的输出轴1-2上，传动法兰1-1通过万向轴7与钻机并车链条箱8连接。合力箱1设于底座6的左端部，合力箱1的输出轴1-2朝向左端，方便与钻机并车链条箱8连接。

电机控制柜3内设有多部电机控制器，每部电机控制器分别通过连接电缆I3-1控制一台永磁同步电机2，每台电机分别控制的目的是根据负载情况，选择电机的运转数量，从而达到节能的目的；同时，电机控制器将直流电转换为交流电，为电机提供电能。当负载较小时，选择两台电机工作，另外两台可以空转，较小能量的损耗；当负载较大时，4台电机同时运转，提高供电功率。其次，将电机控制柜3设于合力箱1右侧，近距离靠近电机，方便工作人员操控，并能及时有效的查看电机的运转状态和各项工作参数，比如电机的转速、电机温度等等。当一台电机或者控制器出现故障时，不影响其他电机的正常运转，保证工作效率，而且，故障电机不需要维修，采用更替的方式解决，减小维修时间，保证工作效率。当然，现有的永磁同步电机2由于经济实用，对于原有柴油电机而言，经济投入也是较小的。

本实用新型的整流电源柜4的受电端连接电网或者发电机组的送电端，整流电源将400V或600V交流电源转换为直流电源，电机控制器将直流电转换为交流电，通过连接电缆II4-1为电机提供电能；整流电源为整个装置中的各个需要供电的原件设备提供所需的电能。

本实用新型为解决电机、合力箱1及整流电源、电机控制器的散热问题，设计有整体散热水箱，水冷散热器5安装在网电钻机底座6上，预埋进回水管线，提高散热效率。其中，冷水进水管路5-1根据元器件的需要，预埋在底座6上，通过如图1所示的向上延伸的支管路进行盘绕或者灌入设备，从而达到降温的作用。

本实用新型的工作原理和工作过程为：将电网或发电机组与整流电源柜4进行连接，整流后经电机控制器控制永磁同步电机2，根据工况需要启动不同数量的永磁同步电机2，通过合力箱1将动力组合起来通过万向轴7将动力提供给钻机链条箱，满足钻机不同工况功率需求，工作过程中合力箱1、整流电源、电机控制器、永磁同步电机2都通过水冷式散热器集中冷却。该石油钻机网电装置结构简单，操作方便，降低网电装置制造和运行成本，节约能源，提高拆安装效率，减少环境污染。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种石油钻机用网电装置，其特征在于：包括运输吊装用底座，底座上设有动力驱动机构、动力控制机构、整流机构和散热机构；所述的动力驱动机构包括合力箱和多台永磁同步电机，合力箱的每个输入端连接一台永磁同步电机，合力箱的输出端通过传动法兰连接万向轴的一端，万向轴的另一端连接到钻机并车链条箱；多台永磁同步电机环形均匀分布在合力箱的周围；所述的动力控制机构包括电机控制柜，电机控制柜内设有多部电机控制器，每部电机控制器分别控制一台永磁同步电机；所述的整流机构包括整流电源柜，整流电源柜的受电端连接电网或者发电机组的送电端，整流电源柜的输电端为装置供电；所述的散热机构包括水冷散热器、冷水进水管路和回水管路，水冷散热器的出水口连接冷水进水管路的进水口，冷水进水管路分布在装置的各个元器件上，冷水进水管路的出水口连接回水管路的进水口，回水管路的出水口连接水冷散热器的进水口，回水管路铺设在底座上。

2.根据权利要求1所述的石油钻机用网电装置，其特征在于：所述的合力箱设于底座的左端部，合力箱的输出轴朝向左端；所述的电机控制柜设于合力箱右侧；所述的整流电源柜设于电机控制柜右侧；所述的水冷散热器设于整流电源柜右侧。

3.根据权利要求1所述的石油钻机用网电装置，其特征在于：所述的永磁同步电机采用2-4个，转速范围为0-2500r/min。

4.根据权利要求1所述的石油钻机用网电装置，其特征在于：所述的合力箱为行星结构齿轮减速箱，减速比为3-4。