車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油工程機(jī)械領(lǐng)域，主要是涉及在油田或氣田修井機(jī)作業(yè)使用的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]修井機(jī)是油田或氣田對(duì)油井進(jìn)行維修作業(yè)的專業(yè)化機(jī)械設(shè)備，其工作原理一般是靠修井機(jī)自身的動(dòng)力或者液壓馬達(dá)與卷筒變速箱連接，驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)修井機(jī)的升降作業(yè)。用于完成油管、抽油桿、抽油栗、采油工具和井下工具等的起升與下放工作。傳統(tǒng)的修井機(jī)都是采用柴油機(jī)作為動(dòng)力，行駛和作業(yè)共用一套動(dòng)力系統(tǒng)。目前的車載電動(dòng)修井機(jī)，仍存在現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力差、對(duì)井場(chǎng)電源功率配置要求較高等不足。電動(dòng)修井機(jī)工作時(shí)，因卷筒功率在零到最大值之間波動(dòng)，所以給電網(wǎng)造成了電壓波動(dòng)及閃變等電能污染。老井場(chǎng)沒(méi)有考慮抽油機(jī)以外的大功率用電需求，所配變壓器容余不足，有的井場(chǎng)甚至就沒(méi)有電源可供，給電動(dòng)修井機(jī)的大規(guī)模推廣使用帶來(lái)困難。在實(shí)際作業(yè)中，無(wú)論是提升作業(yè)還是下放作業(yè)，都需要有被吊物的裝卸時(shí)間。而修井機(jī)提升和下放作業(yè)時(shí)間與人工裝卸時(shí)間之比大約是1:2，這意味著柴油機(jī)將有66%左右時(shí)間處于空載運(yùn)行狀態(tài)，極大地降低了柴油機(jī)功率的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，該修井機(jī)利用油氣田現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)的電力、底車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力及蓄電裝置的電力，組成復(fù)合動(dòng)力電，通過(guò)變頻與程控的雙動(dòng)力單元平行并列輸入與切換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)電的并網(wǎng)或分離，驅(qū)動(dòng)變頻電動(dòng)機(jī)工作。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的，主要由汽車底盤、動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成、控制系統(tǒng)和液壓升降井架組成；汽車底盤包括發(fā)動(dòng)機(jī)、行走部分和汽車駕駛室；動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成、控制系統(tǒng)和液壓井架均安裝在汽車底盤上，其特征是:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)后取力裝置與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)通過(guò)電纜與電源控制柜連接；網(wǎng)電通過(guò)電纜與電源控制柜連接；電源控制柜的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接；變速箱由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，變速箱的輸出軸與卷筒連接，卷筒通過(guò)鋼絲繩與井架上的吊鉤連接，卷筒旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)卷筒上鋼絲繩的收放及修井機(jī)吊鉤的升降作業(yè)。
[0005]電源控制柜有兩個(gè)輸出端，為了將修井機(jī)空載運(yùn)行時(shí)剩余的電力用于電力不足時(shí)的補(bǔ)充，電源控制柜的另一個(gè)輸出端與蓄電裝置連接，蓄電裝置的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接。
[0006]所述變速箱是動(dòng)力換擋變速箱，動(dòng)力換擋裝置的離合器設(shè)置在變速箱的傳動(dòng)軸上，是由液壓系統(tǒng)控制的碟簧分離，液壓壓緊的摩擦離合器；有一個(gè)輸入軸的變速箱由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有兩個(gè)輸入軸的變速箱由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)需要高速小提升力時(shí)直接用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變速箱，當(dāng)需要低速大提升力時(shí)用液壓馬達(dá)工作驅(qū)動(dòng)變速箱。為了保證修井機(jī)作業(yè)性能的穩(wěn)定，所述電動(dòng)機(jī)是變頻電動(dòng)機(jī)。
[0007]在卷筒上設(shè)置有制動(dòng)器總成，制動(dòng)器是液壓鉗式制動(dòng)器，安全鉗是由彈簧夾緊的液壓分離制動(dòng)器，工作鉗是由彈簧分離液壓夾緊的液壓制動(dòng)器。卷筒上設(shè)置有防碰撞感應(yīng)裝置，該裝置能將滾筒的旋轉(zhuǎn)信號(hào)通過(guò)電腦轉(zhuǎn)換成鋼絲繩及起降吊鉤的位移信號(hào)，由此限定吊鉤最高起升位置，防止起升過(guò)高發(fā)生碰撞。動(dòng)力換擋裝置、液壓馬達(dá)和制動(dòng)器總成均通過(guò)液壓管路與液壓站連接。
[0008]在變頻器控制柜上設(shè)置有雙動(dòng)力單元平行并列輸入與切換裝置，使變頻電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力電源在網(wǎng)電單獨(dú)供電與網(wǎng)電和蓄電裝置復(fù)合供電之間進(jìn)行切換，或者在發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電與發(fā)電機(jī)和蓄電裝置復(fù)合供電之間進(jìn)行切換。
[0009]控制系統(tǒng)有電源控制柜、蓄電裝置控制柜、變頻器控制柜以及發(fā)動(dòng)機(jī)、卷筒和液壓站的控制部分均與程控柜連接，由作業(yè)操控室統(tǒng)一控制進(jìn)行修井作業(yè)。
[0010]本實(shí)用新型的液壓站是由液壓油箱、電機(jī)、高壓油栗、液壓閥、感應(yīng)器和管線等集成的液壓站模塊；卷筒變速箱總成是由變頻電機(jī)、液壓馬達(dá)、變速箱、滾筒、制動(dòng)器等集成的卷筒變速箱模塊；以及各個(gè)控制柜模塊是為了安裝、調(diào)試、檢測(cè)和維修的方便而單獨(dú)模塊化設(shè)計(jì)的。每個(gè)模塊都可以自由拆卸和組合，這樣每個(gè)模塊都可以在安裝前檢測(cè)與調(diào)試，大大降低了整車安裝調(diào)試難度，也為使用中的故障檢測(cè)與維修提供了方便。
[0011]修井機(jī)在進(jìn)行提升和下放油管作業(yè)時(shí)，將有66%的時(shí)間要用于油管的拆卸和安裝，這時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)處于空載運(yùn)行的狀態(tài)。蓄電裝置可將這部分空載運(yùn)行所剩余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，用于修井機(jī)提升或下放作業(yè)或井場(chǎng)電力不足的補(bǔ)充。在正常情況下，利用井場(chǎng)電網(wǎng)的電力驅(qū)動(dòng)修井機(jī)作業(yè)。當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)出井場(chǎng)出現(xiàn)電源功率不足時(shí)，可自動(dòng)或人工啟動(dòng)蓄電裝置作為輔助電源來(lái)完成修井作業(yè)。當(dāng)遇到井場(chǎng)停電或到?jīng)]有電源的井場(chǎng)進(jìn)行修井作業(yè)時(shí)，啟動(dòng)底車發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)后取力裝置驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電作為電源來(lái)完成修井作業(yè)。這樣既縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)到滾筒的傳動(dòng)鏈，又可以通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)在最佳節(jié)能狀態(tài)下怠速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，既大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的能源消耗也起到了節(jié)能減排的功效。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，是利用電能作為動(dòng)力源，其電能分別來(lái)至電網(wǎng)電力、蓄電裝置電力或底車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)所提供的電力。用電能作為修井機(jī)的動(dòng)力源，極大地縮短了動(dòng)力傳動(dòng)鏈、提高了能源利用率、降低了裝機(jī)總功率及設(shè)備故障率、提高了設(shè)備出勤率、降低了噪聲及環(huán)境污染、真正做到了節(jié)能環(huán)保?？蓮V泛應(yīng)用于各種油氣田現(xiàn)場(chǎng)的修井作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖中1是汽車底盤、2是發(fā)動(dòng)機(jī)后取力裝置、3是發(fā)電機(jī)、4是井架前支架、5是電源控制柜、6是蓄電裝置及控制柜、7是程控柜、8是變頻器及變頻控制柜、9是液壓站、10是卷筒變速箱總成、11是液壓井架、12是作業(yè)操控室、13是汽車駕駛室。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，主要由汽車底盤1、動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成10、控制系統(tǒng)和液壓升降井架11組成；汽車底盤1包括發(fā)動(dòng)機(jī)、行走部分和汽車駕駛室13 ;動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成、控制系統(tǒng)和液壓井架均安裝在汽車底盤上。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)后取力裝置2與發(fā)電機(jī)3連接，發(fā)電機(jī)3通過(guò)電纜與電源控制柜5連接；網(wǎng)電通過(guò)電纜與電源控制柜5連接；電源控制柜的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接；變速箱由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，變速箱的輸出軸與卷筒連接，卷筒通過(guò)鋼絲繩與井架11上的吊鉤連接，卷筒旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)卷筒上鋼絲繩的收放及修井機(jī)吊鉤的升降作業(yè)。電源控制柜5有兩個(gè)輸出端，為了將修井機(jī)空載運(yùn)行時(shí)剩余的電力用于電力不足時(shí)的補(bǔ)充，電源控制柜5的另一個(gè)輸出端與蓄電裝置連接，蓄電裝置的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接。
[0015]卷筒變速箱總成10的變速箱是動(dòng)力換擋變速箱，動(dòng)力換擋裝置的離合器設(shè)置在變速箱的傳動(dòng)軸上，是由液壓系統(tǒng)控制的碟簧分離，液壓壓緊的摩擦離合器；有一個(gè)輸入軸的變速箱由變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有兩個(gè)輸入軸的變速箱由變頻電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在卷筒上設(shè)置有制動(dòng)器總成，制動(dòng)器是液壓鉗式制動(dòng)器，安全鉗是由彈簧夾緊的液壓分離制動(dòng)器，工作鉗是由彈簧分離液壓夾緊的液壓制動(dòng)器。卷筒上設(shè)置有防碰撞感應(yīng)裝置。動(dòng)力換擋裝置、液壓馬達(dá)和制動(dòng)器總成均通過(guò)液壓管路與液壓站9連接。
[0016]在變頻器控制柜8上設(shè)置有雙動(dòng)力單元平行并列輸入與切換裝置，使變頻電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力電源在網(wǎng)電單獨(dú)供電與網(wǎng)電和蓄電裝置復(fù)合供電之間進(jìn)行切換，或者在發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電與發(fā)電機(jī)和蓄電裝置復(fù)合供電之間進(jìn)行切換。控制系統(tǒng)有電源控制柜、蓄電裝置控制柜、變頻器控制柜以及發(fā)動(dòng)機(jī)、卷筒和液壓站的控制部分均與程控柜連接，由作業(yè)操控室統(tǒng)一控制進(jìn)行修井作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，主要由汽車底盤(1)、動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成(10)、控制系統(tǒng)和液壓升降井架(11)組成；汽車底盤包括發(fā)動(dòng)機(jī)、行走部分和汽車駕駛室(13);動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成、控制系統(tǒng)和液壓井架均安裝在汽車底盤上，其特征是:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)后取力裝置(2)與發(fā)電機(jī)(3)連接，發(fā)電機(jī)通過(guò)電纜與電源控制柜(5)連接；網(wǎng)電通過(guò)電纜與電源控制柜(5)連接；電源控制柜的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接；變速箱由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，變速箱的輸出軸與卷筒連接，卷筒通過(guò)鋼絲繩與井架(11)上的吊鉤連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，其特征是:電源控制柜(5)的另一個(gè)輸出端與蓄電裝置連接，蓄電裝置的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，其特征是:所述變速箱是動(dòng)力換擋變速箱，動(dòng)力換擋裝置的離合器設(shè)置在變速箱的傳動(dòng)軸上，是由液壓系統(tǒng)控制的碟簧分離，液壓壓緊的摩擦離合器；有一個(gè)輸入軸的變速箱由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有兩個(gè)輸入軸的變速箱由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；所述電動(dòng)機(jī)是變頻電動(dòng)機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，其特征是:在卷筒上設(shè)置有制動(dòng)器總成，制動(dòng)器是液壓鉗式制動(dòng)器，安全鉗是由彈簧夾緊的液壓分離制動(dòng)器，工作鉗是由彈簧分離液壓夾緊的液壓制動(dòng)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，其特征是:卷筒上設(shè)置有防碰撞感應(yīng)裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，其特征是:在變頻器控制柜上設(shè)置有雙動(dòng)力單元平行并列輸入與切換裝置，使變頻電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力電源在網(wǎng)電單獨(dú)供電與網(wǎng)電和蓄電裝置復(fù)合供電之間進(jìn)行切換，或者在發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電與發(fā)電機(jī)和蓄電裝置復(fù)合供電之間進(jìn)行切換。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，其特征是:控制系統(tǒng)有電源控制柜、蓄電裝置控制柜、變頻器控制柜以及發(fā)動(dòng)機(jī)、卷筒和液壓站的控制部分均與程控柜連接，由作業(yè)操控室統(tǒng)一控制進(jìn)行修井作業(yè)。
【專利摘要】一種車載復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)修井機(jī)，主要由汽車底盤、動(dòng)力系統(tǒng)、卷筒變速箱總成、控制系統(tǒng)和液壓升降井架組成。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)后取力裝置與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)通過(guò)電纜與電源控制柜連接；網(wǎng)電通過(guò)電纜與電源控制柜連接；電控柜的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接。電源控制柜的另一個(gè)輸出端與蓄電裝置連接，蓄電裝置的輸出端通過(guò)變頻器與變速箱的電動(dòng)機(jī)連接。變速箱由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，變速箱的輸出軸與卷筒連接，卷筒旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)卷筒上鋼絲繩的收放及修井機(jī)吊鉤的升降作業(yè)?？s短了動(dòng)力傳動(dòng)鏈、提高了能源利用率、降低了裝機(jī)總功率及設(shè)備故障率、提高了設(shè)備出勤率、具有噪聲低、環(huán)境污染少和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種油氣田現(xiàn)場(chǎng)的修井作業(yè)。
【IPC分類】E21B19/00, E21B7/02
【公開號(hào)】CN205025379
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520769111
【發(fā)明人】徐素坤, 劉欣
【申請(qǐng)人】徐素坤, 劉欣
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日