CN215057194U - 一种分布驱动全电驱动自动化修井机 - Google Patents

Abstract

一种分布驱动全电驱动自动化修井机，车辆底盘的前部设有驾驶室、电池组、底盘能量管理系统和井架前支架，中部设有上装设备电控柜、液压系统和旋转电机，旋转电机连接变速器，变速器通过联轴器连接分动箱，分动箱的后设有绞车系统，底盘后部设有旋转司钻房，井架支撑与井架总成活动连接，钢缆的一端连接绞车系统和死绳固定器，钢缆的另一端绕过天车滑轮组后连接游车大钩；井架支撑的内部安设有上卸扣液压钳，井架支撑的尾部安设有修井作业平台。本实用新型采用电能替代传统的柴油驱动，设备自带能源管理装置可合理的分配设备自带的电能，整个设备集环保、自动化、节能为一体，大幅提高了修井作业工作效率的同时也满足了绿色施工的要求。

Description

一种分布驱动全电驱动自动化修井机

技术领域

本实用新型属石油化工设备技术领域，特别涉及一种分布驱动全电驱动自动化修井机。

背景技术

修井机是用于对已开发的油井进行修理作业的主要设备，其主要功能为实现抽油杆、油管在油井内的提升和下放作业，修井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源。按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式。

目前，国内修井机多以柴油机为动力，由柴油机带动变速箱或变扭器来驱动绞车，实现起下管柱及修井作业。该类修井机自动化程度低，使用柴油机作业不仅污染严重，并且功率浪费严重，随着环保要求越发严格，使用新能源进行替代作业已经迫在眉睫，此外，国内各油田作业队结构性缺员严重，老龄化的加剧，致使又脏又苦又累的修井业招工难，用工成本大幅提高。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供一种分布驱动全电驱动自动化修井机，该设备采用电能替代传统的柴油驱动，设备自带能源管理装置可合理的分配设备自带的电能，整个设备集环保、自动化、节能为一体，大幅提高了修井作业工作效率的同时也满足了绿色施工的要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：

一种分布驱动全电驱动自动化修井机，包括有车辆底盘、底盘能量管理系统和修井作业平台，车辆底盘的前端安设驾驶室，驾驶室的后方设有电池组、底盘能量管理系统和井架前支架，车辆底盘的中部设有上装设备电控柜、液压系统和旋转电机，旋转电机连接变速器，变速器通过联轴器连接分动箱，分动箱的后方设置绞车系统；

车辆底盘的后部设有旋转司钻房，旋转司钻房的后方设有井架支撑，井架支撑的下端与车辆底盘固定连接，井架支撑的上端与井架总成活动连接，井架总成的顶部设有天车滑轮组，钢缆的一端连接绞车系统和死绳固定器，钢缆的另一端绕过天车滑轮组后连接游车大钩；井架支撑的内部安设有上卸扣液压钳，井架支撑的尾部安设有修井作业平台。

优选的方案中，分动箱包括分动箱输入传动轴、分动箱下输出传动轴和分动箱上输出传动轴；分动箱输入传动轴通过联轴器连接变速器，分动箱下输出传动轴连接底盘车桥系统，分动箱的分动箱上输出传动轴连接绞车系统。

优选的方案中，分动箱设有两种工作模式，分别为车辆行驶工作模式和修井作业工作模式，当分动箱切换为车辆行驶工作模式时，驱动力从分动箱输入传动轴传入后从分动箱下输出传动轴传出，最后将驱动力传送到底盘车桥系统并驱动修井机行驶；当分动箱切换为修井作业工作模式时，驱动力从分动箱输入传动轴传入后从分动箱上输出传动轴传出，最后将驱动力传送到绞车系统驱动绞车系统工作。

优选的方案中，绞车系统包括有绞车电机、联轴器、齿轮箱、液压盘刹和绞车主滚筒；绞车电机的输出端通过联轴器与齿轮箱的输入端相连，齿轮箱的输出端与绞车主滚筒的传动轴连接，绞车主滚筒的两端装有液压盘刹。

优选的方案中，旋转司钻房通过旋转轴与车辆底盘的上端面相连，旋转司钻房和车辆底盘之间接有液压伸缩杆，液压伸缩杆控制旋转司钻房向外旋转展开和回收。

优选的方案中，上卸扣液压钳通过伸缩杆与井架支撑的内部相连接，上卸扣液压钳上设有扭矩传感器，扭矩传感器与旋转司钻房内的控制系统相连，司钻在司钻房内根据扭矩传感器的反馈值选择不同大小的扭矩。

优选的方案中，液压系统包括有液压油箱、电驱液压泵、盘刹液压站和液压管路系统；液压油箱通过液压管路系统连接盘刹液压站和电驱液压泵，为自动化修井机上各路液压元件提供液压源。

本专利可达到以下有益效果：

1、设备行驶及作业过程均采用电能替代采油驱动作业，解决了柴油机驱动设备的动力浪费严重、噪音污染和排放污染等问题；

2、设备自带底盘能量管理系统，能合理的分配设备自带的电能，实现设备的行驶和工作模式的自由切换，并且能有效的避免能源消耗；

3、设备中的司钻控制室能自由向外伸展和回收，操作者在设备工作中可将控制室向外展开到合适的角度，便于司钻对整个修井工作进行监控和调整；

4、设备集运输、作业平台、起吊设备等为一体，整套设备一体化和自动化程度较高，减少了设备部件的运输成本并且大幅提高了整个修井作业的工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型整体结构正视图；

图2为本实用新型整体结构俯视图；

图3为本实用新型分动箱传动结构示意图；

图4为本实用新型绞车系统结构示意图；

图5为本实用新型旋转司钻房结构示意图；

图6为本实用新型上卸扣液压钳结构示意图；

图7为本实用新型液压系统结构示意图。

图中：车辆底盘1、驾驶室2、电池组3、底盘能量管理系统4、井架前支架5、电控柜6、旋转电机7、变速器8、分动箱9、分动箱输入传动轴9-1、分动箱下输出传动轴9-2、分动箱上输出传动轴9-3、绞车系统10、绞车电机10-1、联轴器10-2、齿轮箱10-3、液压盘刹10-4、绞车主滚筒10-5、旋转司钻房11、井架支撑12、井架总成13、天车滑轮组14、死绳固定器15、钢缆16、游车大钩17、修井作业平台18、上卸扣液压钳19、伸缩杆19-1、扭矩传感器19-2、液压系统20、液压油箱20-1、电驱液压泵20-2、盘刹液压站20-3、液压管路系统20-4。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种分布驱动全电驱动自动化修井机，包括有车辆底盘1、底盘能量管理系统4和修井作业平台18，车辆底盘1的前端安设驾驶室2，驾驶室2的后方设有电池组3、底盘能量管理系统4和井架前支架5，电池组3为整套设备的行驶和作业提供电能，底盘能量管理系统4对可电能进行合理的分配与调节，井架前支架5配合井架支撑12对井架总成13进行稳固；

车辆底盘1的中部设有上装设备电控柜6、液压系统20和旋转电机7，旋转电机7连接变速器8，变速器8通过联轴器连接分动箱9，分动箱9的后方设置绞车系统10；

车辆底盘1的后部设有旋转司钻房11，旋转司钻房11的后方设有井架支撑12，井架支撑12的下端与车辆底盘1固定连接，井架支撑12的上端与井架总成13活动连接，井架总成13可围绕井架支撑12的连接轴旋转，进而实现井架支撑12的折叠回收和展开，井架总成13的顶部设有天车滑轮组14，钢缆16的一端连接绞车系统10和死绳固定器15，钢缆16的另一端绕过天车滑轮组14后连接游车大钩17，绞车系统10通过钢缆16可控制游车大钩17的起升和降落，游车大钩17负责抓取井口的管柱，井架支撑12的内部安设有上卸扣液压钳19，井架支撑12的尾部安设有修井作业平台18；上卸扣液压钳19和修井作业平台18用于辅助修井作业。

优选的方案如图3所示，分动箱9包括有分动箱输入传动轴9-1、分动箱下输出传动轴9-2和分动箱上输出传动轴9-3；分动箱输入传动轴9-1通过联轴器连接变速器8，分动箱下输出传动轴9-2连接底盘车桥系统，分动箱9的分动箱上输出传动轴9-3连接绞车系统10；

分动箱9设有两种工作模式，分别为车辆行驶工作模式和修井作业工作模式，当分动箱9切换为车辆行驶工作模式时，驱动力从分动箱输入传动轴9-1传入后从分动箱下输出传动轴9-2传出，最后将驱动力传送到底盘车桥系统并驱动修井机行驶；当分动箱9切换为修井作业工作模式时，驱动力从分动箱输入传动轴9-1传入后从分动箱上输出传动轴9-3传出，最后将驱动力传送到绞车系统10驱动绞车系统10工作，当分动箱9出现故障或分动箱9所传递的驱动力不足时，底盘能量管理系统4可直接给绞车系统10提供电能驱动其继续工作。

优选的方案如图4所示，绞车系统10包括有绞车电机10-1、联轴器10-2、齿轮箱10-3、液压盘刹10-4和绞车主滚筒10-5；绞车电机10-1的输出端通过联轴器10-2与齿轮箱10-3的输入端相连，齿轮箱10-3的输出端与绞车主滚筒10-5的传动轴连接，绞车主滚筒10-5的两端装有液压盘刹10-4，工作时，绞车系统10中的联轴器可利用从分动箱上输出传动轴9-3传递过来的驱动力驱动绞车主滚筒10-5旋转，也可通过底盘能量管理系统4给绞车电机10-1提供电源让其旋转，绞车电机10-1再通过联轴器10-2和齿轮箱10-3带动绞车主滚筒10-5旋转，液压盘刹10-4设于主滚筒10-5两侧对主滚筒10-5起制动作用，防止绞车电机10-1停止工作时主滚筒10-5因惯性作用继续旋转。

优选的方案如图5所示，旋转司钻房11通过旋转轴11-1与车辆底盘1的上端面相连，旋转司钻房11和车辆底盘1之间接有液压伸缩杆11-2，液压伸缩杆11-2控制旋转司钻房11向外旋转展开和回收，工作时，司钻可控制司钻控制室旋转移动到合适的位置，以便于司钻选择最合适的视角来对修井作业进行全程监控。

优选的方案如图6所示，上卸扣液压钳19通过伸缩杆19-1与井架支撑12的内部相连接，上卸扣液压钳19上设有扭矩传感器19-2，扭矩传感器19-2与旋转司钻房11内的控制系统相连，司钻在司钻房内根据扭矩传感器19-2的反馈值选择不同大小的扭矩。

优选的方案如图7所示，根据权利要求1所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：液压系统20包括有液压油箱20-1、电驱液压泵20-2、盘刹液压站20-3和液压管路系统20-4；液压油箱20-1通过液压管路系统20-4连接盘刹液压站20-3和电驱液压泵20-2，为自动化修井机上各路液压元件提供液压源。

整个装置的工作原理如下：

1、设备行驶时，分动箱9切换为行驶状态模式，电池组3提供电源，分动箱下输出传动轴9-2传递动力驱动车辆行驶；

2、到达作业地点后，车辆停止行驶并展开两侧支腿，井架总成13围绕井架支撑12旋转并处于竖直状态，修井作业平台18展开处于平放工作位；

3、进行修井作业时，分动箱9切换为作业状态模式，电池组3提供电源，分动箱上输出传动轴9-3传递驱动力驱动绞车系统10工作，或者由底盘能量管理系统4传递电能驱动绞车系统10工作；

4、绞车系统10通过钢缆16对游车大钩17进行升降，游车大钩17负责抓取井口管柱，上卸扣液压钳在工作时通过伸缩杆19-1伸出并辅助修井作业。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分布驱动全电驱动自动化修井机，包括有车辆底盘（1）、底盘能量管理系统（4）和修井作业平台（18），其特征在于：车辆底盘（1）的前端安设驾驶室（2），驾驶室（2）的后方设有电池组（3）、底盘能量管理系统（4）和井架前支架（5），车辆底盘（1）的中部设有上装设备电控柜（6）、液压系统（20）和旋转电机（7），旋转电机（7）连接变速器（8），变速器（8）通过联轴器连接分动箱（9），分动箱（9）的后方设置绞车系统（10）；

车辆底盘（1）的后部设有旋转司钻房（11），旋转司钻房（11）的后方设有井架支撑（12），井架支撑（12）的下端与车辆底盘（1）固定连接，井架支撑（12）的上端与井架总成（13）活动连接，井架总成（13）的顶部设有天车滑轮组（14），钢缆（16）的一端连接绞车系统（10）和死绳固定器（15），钢缆（16）的另一端绕过天车滑轮组（14）后连接游车大钩（17）；井架支撑（12）的内部安设有上卸扣液压钳（19），井架支撑（12）的尾部安设有修井作业平台（18）。

2.根据权利要求1所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：分动箱（9）包括有分动箱输入传动轴（9-1）、分动箱下输出传动轴（9-2）和分动箱上输出传动轴（9-3）；分动箱输入传动轴（9-1）通过联轴器连接变速器（8），分动箱下输出传动轴（9-2）连接底盘车桥系统，分动箱（9）的分动箱上输出传动轴（9-3）连接绞车系统（10）。

3.根据权利要求2所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：分动箱（9）设有两种工作模式，分别为车辆行驶工作模式和修井作业工作模式，当分动箱（9）切换为车辆行驶工作模式时，驱动力从分动箱输入传动轴（9-1）传入后从分动箱下输出传动轴（9-2）传出，最后将驱动力传送到底盘车桥系统并驱动修井机行驶；当分动箱（9）切换为修井作业工作模式时，驱动力从分动箱输入传动轴（9-1）传入后从分动箱上输出传动轴（9-3）传出，最后将驱动力传送到绞车系统（10）驱动绞车系统（10）工作，绞车系统（10）也可通过底盘能量管理系统（4）供电工作。

4.根据权利要求1所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：绞车系统（10）包括有绞车电机（10-1）、联轴器（10-2）、齿轮箱（10-3）、液压盘刹（10-4）和绞车主滚筒（10-5）；绞车电机（10-1）的输出端通过联轴器（10-2）与齿轮箱（10-3）的输入端相连，齿轮箱（10-3）的输出端与绞车主滚筒（10-5）的传动轴连接，绞车主滚筒（10-5）的两端装有液压盘刹（10-4）。

5.根据权利要求1所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：旋转司钻房（11）通过旋转轴（11-1）与车辆底盘（1）的上端面相连，旋转司钻房（11）和车辆底盘（1）之间接有液压伸缩杆（11-2），液压伸缩杆（11-2）控制旋转司钻房（11）向外旋转展开和回收。

6.根据权利要求1所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：上卸扣液压钳（19）通过伸缩杆（19-1）与井架支撑（12）的内部相连接，上卸扣液压钳（19）上设有扭矩传感器（19-2），扭矩传感器（19-2）与旋转司钻房（11）内的控制系统相连，司钻在司钻房内根据扭矩传感器（19-2）的反馈值选择不同大小的扭矩。

7.根据权利要求1所述的分布驱动全电驱动自动化修井机，其特征在于：液压系统（20）包括有液压油箱（20-1）、电驱液压泵（20-2）、盘刹液压站（20-3）和液压管路系统（20-4）；液压油箱（20-1）通过液压管路系统（20-4）连接盘刹液压站（20-3）和电驱液压泵（20-2），为自动化修井机上各路液压元件提供液压源。

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