[發(fā)明專利]定量泵/馬達(dá)串聯(lián)式節(jié)能修井機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410164896.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN103912224A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張路軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煙臺(tái)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B19/00
• 分類號(hào): E21B19/00;E21B7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣工業(yè)的修井設(shè)備，具體地講是一種定量泵/馬達(dá)串聯(lián)式節(jié)能修井機(jī)。

背景技術(shù)

修井機(jī)最常見(jiàn)的一種作業(yè)是起升和下放管柱的作業(yè)。起升管柱的作業(yè)是間歇性的周期過(guò)程。修井機(jī)機(jī)動(dòng)起升管柱的時(shí)間約占整個(gè)起單根周期的1/4，而卸扣、擺放單根等輔助作業(yè)時(shí)間則占3/4。機(jī)動(dòng)起升管柱需要?jiǎng)恿C(jī)大功率工作，而卸扣、擺放單根等輔助作業(yè)時(shí)動(dòng)力機(jī)小功率工作。常規(guī)修井機(jī)為了滿足快速起升管柱的需要，裝機(jī)功率都較大。大功率動(dòng)力機(jī)大部分時(shí)間是在小功率下工作，經(jīng)濟(jì)性差，動(dòng)力機(jī)磨損嚴(yán)重。

???管柱從井下被提到地面儲(chǔ)存了相當(dāng)?shù)闹亓?shì)能，將管柱下放入井內(nèi)時(shí)，儲(chǔ)存的重力勢(shì)能要釋放出來(lái)，這些能量是相當(dāng)大的。常規(guī)修井機(jī)不能回收這些能量，只能靠制動(dòng)器將其變成熱能消耗掉。

所以常規(guī)修井機(jī)在起升和下放管柱的作業(yè)中都存在著能量浪費(fèi)現(xiàn)象。申請(qǐng)?zhí)枮?1106336.6的中國(guó)專利“液壓蓄能石油修井機(jī)”也可以解決這個(gè)問(wèn)題，該機(jī)取消了常規(guī)修井機(jī)的滾筒、井架，采用三個(gè)升降液壓油缸進(jìn)行管柱的起升和下放作業(yè)，由此帶來(lái)的缺點(diǎn)是三個(gè)升降液壓油缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、安裝不方便。

申請(qǐng)?zhí)枮?00610068974.9、200620010356.4的中國(guó)專利“車背式液壓蓄能修井機(jī)”是對(duì)上述申請(qǐng)?zhí)枮?1106336.6的中國(guó)專利的進(jìn)一步改進(jìn)，該機(jī)取消了常規(guī)修井機(jī)的滾筒、井架，采用一個(gè)主油缸進(jìn)行管柱的起升和下放作業(yè)。該主油缸分為主升腔A、輔助油腔B和輔助油腔C三個(gè)油腔，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工和裝配的難度大、成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服常規(guī)修井機(jī)在起升和下放管柱的作業(yè)中存在的能量浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)克服現(xiàn)有的液壓蓄能修井機(jī)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種定量泵/馬達(dá)串聯(lián)式節(jié)能修井機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：定量泵/馬達(dá)串聯(lián)式節(jié)能修井機(jī)，包括小動(dòng)力機(jī)、大動(dòng)力機(jī)、變速箱、滾筒、游車大鉤、滾筒制動(dòng)器、井架及連接各部分的聯(lián)軸器，其特殊之處在于還包括小液壓泵、大液壓泵、第一單向閥、第二單向閥、溢流閥、液壓蓄能器、第一個(gè)兩位三通換向閥、第二個(gè)兩位三通換向閥、小定量液壓泵/馬達(dá)、大定量液壓泵/馬達(dá)、離合器；所述小定量液壓泵/馬達(dá)的軸與所述大定量液壓泵/馬達(dá)的軸的一端同軸連接，所述大定量液壓泵/馬達(dá)的軸的另一端與所述離合器的主動(dòng)部分相連接，所述離合器的從動(dòng)部分通過(guò)聯(lián)軸器與所述變速箱的輸入軸相連接；?所述小定量液壓泵/馬達(dá)的高壓油口連通所述第一個(gè)兩位三通換向閥的P1口，?所述大定量液壓泵/馬達(dá)的高壓油口連通所述第二個(gè)兩位三通換向閥的P2口；所述第一個(gè)兩位三通換向閥的B1口連通油箱，所述第二個(gè)兩位三通換向閥的B2口連通油箱；所述第一個(gè)兩位三通換向閥的A1口分別與所述第二個(gè)兩位三通換向閥的A2口、所述液壓蓄能器的輸油口、所述溢流閥的進(jìn)油口、所述第一單向閥的出油口和所述第二單向閥的出油口相連通；所述第一單向閥的進(jìn)油口連通所述小液壓泵的高壓油口，所述第二單向閥的進(jìn)油口連通所述大液壓泵的高壓油口；所述小動(dòng)力機(jī)的輸出軸與所述小液壓泵的軸相連，所述大動(dòng)力機(jī)的輸出軸與所述大液壓泵的軸相連。

在起升管柱的輔助作業(yè)期間，動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)液壓泵向液壓蓄能器中充油，儲(chǔ)存能量。在起升管柱時(shí)，動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)液壓泵與液壓蓄能器中的壓力油一起進(jìn)入定量液壓泵/馬達(dá)起升管柱。所以動(dòng)力機(jī)的功率比常規(guī)修井機(jī)大為減小，大約僅為常規(guī)修井機(jī)的1/4。下放管柱時(shí)可將動(dòng)力機(jī)關(guān)機(jī)，管柱在本身重力作用下下放入井內(nèi)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)定量液壓泵/馬達(dá)向液壓蓄能器中充油，也就是將管柱的重力勢(shì)能變?yōu)橐簤盒钅芷髦械膲毫δ軆?chǔ)存起來(lái)，這部分回收的能量可用于提升單根、上扣等輔助作業(yè)用。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、與普遍采用的常規(guī)修井機(jī)相比，可以將動(dòng)力機(jī)功率減小為常規(guī)修井機(jī)的1/4，還可以回收管柱下放時(shí)釋放出來(lái)的重力勢(shì)能。

2、與液壓蓄能修井機(jī)相比，沒(méi)有采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的升降油缸，保留了常規(guī)修井機(jī)的滾筒、井架、變速箱等，只在常規(guī)修井機(jī)上增加定量液壓泵/馬達(dá)、液壓蓄能器等少量部件，就實(shí)現(xiàn)了液壓蓄能修井機(jī)相同的功能，成本低。

3、在起升管柱時(shí)為了更充分利用動(dòng)力機(jī)能量，避免常規(guī)修井機(jī)上存在的“大馬拉小車”現(xiàn)象，配置了三個(gè)力擋，根據(jù)起升管柱重量的不同采用不同的力擋起升，提高了動(dòng)力機(jī)功率利用率。根據(jù)下放管柱重量的不同，采用不同力擋回收能量，提高了管柱重力勢(shì)能的能量回收率。??

附圖說(shuō)明

?附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式