超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶超級(jí)電容蓄能的電動(dòng)修井機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]石油修井機(jī)是對(duì)油田井下管柱或者井身進(jìn)行維修的專業(yè)化機(jī)械特種設(shè)備，主要用于抽油栗、抽油桿和油管的起下。傳統(tǒng)的修井機(jī)均采用車載柴油機(jī)作為動(dòng)力來源，行駛和作業(yè)共用一套動(dòng)力系統(tǒng)，傳統(tǒng)修井機(jī)多采用車載柴油機(jī)+液力傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)，液力傳動(dòng)箱配有液力變矩器和機(jī)械變速箱。
[0003]以車載柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳統(tǒng)修井機(jī)，存在如下問題:
[0004](I)污染嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國各油田共有修井機(jī)4000余臺(tái)，年消耗柴油近20萬噸，柴油燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，以XJ90Z型修井機(jī)為例，排污5噸/年以上，造成環(huán)境污染；
[0005](2)工作效率低。柴油機(jī)自身的工作效率僅為30%，機(jī)械傳動(dòng)效率為60%左右，而且柴油機(jī)空載時(shí)間為運(yùn)行時(shí)間的3倍以上，工作方式落后。
[0006]傳統(tǒng)修井機(jī)不符合國家節(jié)能降耗的產(chǎn)業(yè)政策，也不符合環(huán)境保護(hù)的要求。隨著國家對(duì)節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)要求提高，傳統(tǒng)柴油式修井機(jī)需要進(jìn)行技術(shù)升級(jí)換代。
[0007]隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)的迅猛發(fā)展，交流變頻調(diào)速性能已完全達(dá)到石油修井工藝對(duì)修井機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速性能的要求。將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到車載電動(dòng)修井機(jī)之中，是當(dāng)代石油修井機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。電動(dòng)修井機(jī)實(shí)現(xiàn)了低價(jià)清潔的電能代替柴油作為修井機(jī)的主動(dòng)力源，使用電動(dòng)機(jī)作為修井機(jī)的動(dòng)力源易于實(shí)現(xiàn)精確控制、遠(yuǎn)程控制，減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。電動(dòng)修井機(jī)采用井場電源為動(dòng)力，但我國油田井場變壓器大部分功率較小，不能滿足電動(dòng)修井機(jī)功率要求，若依據(jù)井場電網(wǎng)容量匹配電動(dòng)修井機(jī)功率，則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)修井機(jī)功率小、作業(yè)效率低。因此，我們研制了一種帶超級(jí)電容蓄能的電動(dòng)修井機(jī)，以滿足油田修井要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種可利用油田井場現(xiàn)有的功率較小的變壓器穩(wěn)定工作，且性能非常安全可靠，作業(yè)效率高，更加節(jié)能環(huán)保的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)。
[0009]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，包括修井機(jī)專用汽車底盤、修井機(jī)專用汽車底盤的前端設(shè)有駕駛室，駕駛室后座的下方設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)，修井機(jī)專用汽車底盤上安裝有空壓機(jī)、液壓站、電控室、井架和修井操作室，修井操作室位于修井機(jī)專用汽車底盤的后部，井架的后端與倒三角支架的頂部鉸接相連，倒三角支架的底端安裝在修井機(jī)專用汽車底盤的尾部；
[0010]所述汽車底盤上設(shè)有超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置，超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置包括整流電路單元，整流電路單元通過串聯(lián)有電路通斷開關(guān)的電線與市電電網(wǎng)相連，整流電路單元分別與逆變單元和雙向DC-DC變換器相連，雙向DC-DC變換器通過電路與超級(jí)電容器相連，逆變單元與變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)相連；
[0011]所述變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與絞車單元的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)相連。
[0012]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，其中絞車單元包括減速箱，所述變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器與減速箱的動(dòng)力輸入軸相連，減速箱的動(dòng)力輸入軸沿左右水平方向設(shè)置，減速箱的動(dòng)力輸出軸沿左右水平方向設(shè)置，動(dòng)力輸出軸沿軸線方向穿過絞車滾筒的中心，動(dòng)力輸出軸穿過絞車滾筒的一端通過鍵連接或離合器與絞車滾筒的端部傳動(dòng)相連，絞車滾筒的一端或二端設(shè)有用于剎住絞車滾筒的液壓盤剎或帶式剎車，絞車滾筒上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩向外延伸至所述井架的前端。
[0013]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，其中所述絞車滾筒采用軸承座安裝在絞車底座上，絞車底座安裝在修井機(jī)專用汽車底盤的中部或后部；所述減速箱為具有一個(gè)或多個(gè)輸出轉(zhuǎn)速的減速箱，減速箱固定在絞車底座上，變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)固定在絞車底座上或修井機(jī)專用汽車底盤上。
[0014]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)帶有全功率取力器，發(fā)動(dòng)機(jī)的全功率取力器與傳動(dòng)軸的前端相連，傳動(dòng)軸的后端與發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸相連，發(fā)電機(jī)安裝在修井機(jī)專用汽車底盤的前部或中部，所述發(fā)電機(jī)的定子繞組通過串聯(lián)有電路通斷開關(guān)的電線與整流電路單元相連。
[0015]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，包括修井機(jī)專用汽車底盤、修井機(jī)專用汽車底盤的前端設(shè)有駕駛室，駕駛室后座的下方設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)，修井機(jī)專用汽車底盤上安裝有空壓機(jī)、液壓站、電控室、井架和修井操作室，修井操作室位于修井機(jī)專用汽車底盤的后部，井架的后端與倒三角支架的頂部鉸接相連，倒三角支架的底端安裝在修井機(jī)專用汽車底盤的尾部；
[0016]所述汽車底盤上設(shè)有超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置，超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置包括整流電路單元，整流電路單元通過串聯(lián)有電路通斷開關(guān)的電線與市電電網(wǎng)相連，整流電路單元與直流電動(dòng)機(jī)和雙向DC-DC變換器相連，雙向DC-DC變換器通過電路與超級(jí)電容器相連；
[0017]超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置包括整流電路單元，整流電路單元與直流電動(dòng)機(jī)和雙向DC-DC變換器相連，雙向DC-DC變換器通過電路與超級(jí)電容器相連；
[0018]所述直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與絞車單元的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)相連。
[0019]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，其中絞車單元包括減速箱，所述直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器與減速箱的動(dòng)力輸入軸相連，減速箱的動(dòng)力輸入軸沿左右水平方向設(shè)置，減速箱的動(dòng)力輸出軸沿左右水平方向設(shè)置，動(dòng)力輸出軸沿軸線方向穿過絞車滾筒的中心，動(dòng)力輸出軸穿過絞車滾筒的一端通過鍵連接或離合器與絞車滾筒的端部傳動(dòng)相連，絞車滾筒的一端或二端設(shè)有用于剎住絞車滾筒的液壓盤剎或帶式剎車，絞車滾筒上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩向外延伸至所述井架的前端。
[0020]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，其中所述絞車滾筒采用軸承座安裝在絞車底座上，絞車底座安裝在修井機(jī)專用汽車底盤的中部或后部；所述減速箱為具有一個(gè)或多個(gè)輸出轉(zhuǎn)速的減速箱，減速箱固定在絞車底座上，直流電動(dòng)機(jī)固定在絞車底座上或修井機(jī)專用汽車底盤上。
[0021]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)帶有全功率取力器，發(fā)動(dòng)機(jī)的全功率取力器與傳動(dòng)軸的前端相連，傳動(dòng)軸的后端與發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸相連，發(fā)電機(jī)安裝在修井機(jī)專用汽車底盤的前部或中部，所述發(fā)電機(jī)的定子繞組通過串聯(lián)有電路通斷開關(guān)的電線與整流電路單元相連。
[0022]本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)在使用時(shí)，可利用油井附近的市電電網(wǎng)通過變壓器、整流電路單元、雙向DC-DC變換器向超級(jí)電容器供電，超級(jí)電容器則可通過雙向DC-DC變換器和逆變單元向變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)供電，同時(shí)市電電網(wǎng)也通過變壓器、整流電路單元和逆變單元向變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)供電，由此即可令變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)在油田井場變壓器的功率較小，不能滿足電動(dòng)修井機(jī)功率要求的狀態(tài)下，依然能夠借助于超級(jí)電容器的補(bǔ)充供電來穩(wěn)定工作，如果驅(qū)動(dòng)減速箱的動(dòng)力輸入軸的電機(jī)采用的是直流電動(dòng)機(jī)，則不需要使用逆變單元，而是讓超級(jí)電容器可通過雙向DC-DC變換器向變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)供電，同時(shí)市電電網(wǎng)也通過變壓器、整流電路單元向直流電動(dòng)機(jī)供電，進(jìn)而即可進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。因此，本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)具有可利用油田井場現(xiàn)有的功率較小的變壓器穩(wěn)定工作，且性能非常安全可靠，作業(yè)效率高，更加節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)的一種實(shí)施方式的工作原理示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)的另一種實(shí)施方式的工作原理示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)的又一種實(shí)施方式的工作原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1和圖2所示，包括修井機(jī)專用汽車底盤1、修井機(jī)專用汽車底盤I的前端設(shè)有駕駛室2，駕駛室2后座的下方設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)3，修井機(jī)專用汽車底盤I上安裝有空壓機(jī)5、液壓站29、電控室30、井架9和修井操作室10，修井操作室10位于修井機(jī)專用汽車底盤I的后部，井架9的后端與倒三角支架6的頂部鉸接相連，倒三角支架6的底端安裝在修井機(jī)專用汽車底盤I的尾部；
[0029]汽車底盤I上設(shè)有超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置，超級(jí)電容功率補(bǔ)償裝置包括整流電路單元11，整流電路單元11通過串聯(lián)有電路通斷開關(guān)的電線與市電電網(wǎng)相連，整流電路單元11分別與逆變單元12和雙向DC-DC變換器13相連，雙向DC-DC變換器13通過電路與超級(jí)電容器17相連，逆變單元12與變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)18相連；變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)18的動(dòng)力輸出軸與絞車單元的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)相連。
[0030]上述絞車單元包括減速箱19，所述變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)18的動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器與減速箱19的動(dòng)力輸入軸20相連，減速箱19的動(dòng)力輸入軸20沿左右水平方向設(shè)置，減速箱19的動(dòng)力輸出軸21沿左右水平方向設(shè)置，動(dòng)力輸出軸21沿軸線方向穿過絞車滾筒22的中心，動(dòng)力輸出軸21穿過絞車滾筒22的一端通過鍵連接、或如圖2所示的離合器25與絞車滾筒22的端部傳動(dòng)相連，絞車滾筒22的一端或二端設(shè)有用于剎住絞車滾筒22的液壓盤剎或帶式剎車23，絞車滾筒22上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩向外延伸至所述井架9的前端。
[0031]上述絞車滾筒22采用軸承座安裝在絞車底座24上，絞車底座24安裝在修井機(jī)專用汽車底盤I的中部或后部；所述減速箱19為具有一個(gè)或多個(gè)輸出轉(zhuǎn)速的減速箱，減速箱19固定在絞車底座24上，變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)18固定在絞車底座24上，或者是變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)18固定在修井機(jī)專用汽車底盤I上。
[0032]上述發(fā)動(dòng)機(jī)3帶有全功率取力器4，發(fā)動(dòng)機(jī)3的全功率取力器4與傳動(dòng)軸7的前端相連，傳動(dòng)軸7的后端與發(fā)電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)軸相連，發(fā)電機(jī)8安裝在修井機(jī)專用汽車底盤I的前部或中部，所述發(fā)電機(jī)8的定子繞組通過串聯(lián)有電路通斷開關(guān)的電線與整流電路單元11相連。
[0033]如圖1和圖3所示，本發(fā)明的超級(jí)電容蓄能式電動(dòng)修井機(jī)，也可以是包括修井機(jī)專用汽車底盤1、修井機(jī)專用汽車底盤I的前端設(shè)有駕駛室2，駕駛室2后座的下方設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)3，修井機(jī)專用汽車底盤I上安裝有空壓機(jī)5、液壓站29、電控室30、井架9和修井操作室10，修井操作室10位