[發(fā)明專利]儲能式混合動力修井機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410252069.3
• 申請日: 2014-05-31
• 公開（公告）號: CN104060949A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建軍;韓洪波;吳彥鋒;王維忠;張子勝;焦金龍;李張英
• 申請（專利權(quán)）人: 中原特種車輛有限公司
• 主分類號: E21B19/00
• 分類號: E21B19/00;E21B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于油田油、水井修井作業(yè)的機械設(shè)備，尤其是一種儲能式混合動力修井機。

背景技術(shù)

修井機主要是油田進行各類油、水井管具起下作業(yè)及井下作業(yè)的常用設(shè)備。目前，按采用能源種類的不同，修井機主要可以分為兩類：一類以柴油驅(qū)動發(fā)動機帶動執(zhí)行機構(gòu)工作，其缺點是燃油能耗大、噪聲污染嚴(yán)重、維護成本高；另一類以電能驅(qū)動電機帶動執(zhí)行機構(gòu)工作，其缺點是受井場電網(wǎng)容量限制，只能選用小功率電機或者單獨架設(shè)電纜，因此執(zhí)行機構(gòu)做功能力較小，與柴油機動力相比，提升負荷小、提升速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供儲能式混合動力修井機，不僅可以采用柴油、電能兩種能源，而且可以突破電機功率限制的瓶頸，提供與柴油機基本等同的做功能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：儲能式混合動力修井機，包括汽車底盤、井架、發(fā)動機模塊、電動機模塊和執(zhí)行機構(gòu)，發(fā)動機模塊安裝在汽車底盤前端，其通過前聯(lián)軸器II與分動箱一動力輸入端連接，分動箱動力輸出端通過后聯(lián)軸器與執(zhí)行機構(gòu)連接，電動機模塊平行布置在發(fā)動機模塊的一側(cè)，并通過前聯(lián)軸器I與分動箱另一動力輸入端聯(lián)接，其特征在于：所述汽車底盤設(shè)置有儲能模塊。

所述發(fā)動機模塊由發(fā)動機和液力變矩器組成，電動機模塊由電動機和變速箱組成。

所述儲能模塊由電容器及其電路組成。

所述儲能模塊為電池。

所述電池為鋰電池。

儲能式混合動力修井機還包括安全保護模塊。

所述安全保護模塊由漏電保護柜和雙接地裝置組成。

所述漏電保護柜放置于地面，雙接地裝置設(shè)置在汽車底盤兩側(cè)。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明提供了儲能式混合動力修井機，主要由汽車底盤、井架、發(fā)動機模塊、電動機模塊、執(zhí)行機構(gòu)、儲能模塊和安全保護模塊組成，使用電機驅(qū)動力時，由儲能模塊和井場電網(wǎng)同時為電動機提供電能，因此可選用大功率電機，使其輸出能力與柴油機輸出能力基本持平，從而保證了電動機動力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的提升負荷及提升速度，可以消除井場電網(wǎng)容量對電動機功率的限制。

用電安全保護模塊由漏電保護柜及雙接地裝置共同構(gòu)成。漏電保護柜放置于地面，通過供電電纜與整機聯(lián)接，并與大地接地良好，井場電網(wǎng)先經(jīng)漏電保護柜保護后再接入整套設(shè)備，確保工業(yè)電網(wǎng)電源副與整套設(shè)備完全隔離。雙接地裝置分別布置在整車兩側(cè)，與大地可靠接地，確保車體任意一點對地電勢差均為“0”，提高整車的安全系數(shù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1去除井架后的俯視圖。

圖中1、汽車底盤，2、井架，3、執(zhí)行機構(gòu)，4、分動箱，5、液力變矩器，6、發(fā)動機，7、儲能模塊，8、漏電保護柜，9、后聯(lián)軸器，10、前聯(lián)軸器I，11、前聯(lián)軸器II，12、變速箱，13、電動機，14、雙接地裝置。

具體實施方式

在圖1、圖2中，儲能式混合動力修井機，主要由汽車底盤1、井架2、發(fā)動機模塊、電動機模塊、執(zhí)行機構(gòu)3、儲能模塊7和安全保護模塊組成。發(fā)動機模塊由發(fā)動機6和液力變矩器5組成，電動機模塊由電動機13和變速箱12組成；儲能模塊7由電容器及其電路組成，也可由其它大容量電池組成，比如鋰電池；安全保護模塊由漏電保護柜8和雙接地裝置14組成。

發(fā)動機模塊安裝在汽車底盤1前端，其通過前聯(lián)軸器II11與分動箱4一動力輸入端連接，分動箱4動力輸出端通過后聯(lián)軸器9與執(zhí)行機構(gòu)3連接，電動機模塊平行布置在發(fā)動機模塊的一側(cè)，并通過前聯(lián)軸器I10與分動箱4另一動力輸入端聯(lián)接，漏電保護柜8放置于地面，雙接地裝置14設(shè)置在汽車底盤兩側(cè)。

使用電機動力模塊正常作業(yè)時，儲能模塊7投入使用。儲能模塊7的作業(yè)過程是：當(dāng)電動機13正轉(zhuǎn)且做功提升管具時，可以同時從儲能模塊7和供電電源取得電力供應(yīng)；當(dāng)電動機13正轉(zhuǎn)停止做功時，井場電網(wǎng)為儲能模塊7進行快速充電；當(dāng)下放管具帶動電動機13反轉(zhuǎn)時，電動機13處于發(fā)電狀態(tài)將管具勢能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能直接給儲能模塊7充電。儲能模塊7一直處于重復(fù)充電-放電的工作狀態(tài)。該儲能模塊7具有充放電時間短、循環(huán)壽命長的特點，采用此種結(jié)構(gòu)，消除了井場電網(wǎng)容量對電動機13功率的限制，可選用大功率電動機13，使其輸出扭矩與發(fā)動機模塊輸出扭矩基本持平，從而保證了電動機模塊動力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)3的提升負荷及提升速度。