[實(shí)用新型]一種用于修井機(jī)直流電機(jī)驅(qū)動的電容管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520081522.9
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN204424966U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許志武;錢存彬
• 申請（專利權(quán)）人: 克拉瑪依市建業(yè)有限責(zé)任公司;成都坤寶石油科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及修井作業(yè)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于修井機(jī)直流電機(jī)驅(qū)動的電容管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

油田各型作業(yè)機(jī)目前普遍以柴油機(jī)為動力，柴油機(jī)工作效率僅為50%左右，不但能源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，作業(yè)成本高，而且還存在噪聲污染等一系列環(huán)保問題。在當(dāng)前國家大力推行清潔生產(chǎn)，實(shí)施環(huán)境評價的大環(huán)境下，有必要優(yōu)化目前的作業(yè)機(jī)驅(qū)動方式，使油田企業(yè)作業(yè)施工環(huán)節(jié)更加節(jié)能環(huán)保。

目前普遍推行電力驅(qū)動作業(yè)機(jī)。電驅(qū)作業(yè)機(jī)是以電動機(jī)作為驅(qū)動動力、模塊化設(shè)計的新型作業(yè)機(jī)。該作業(yè)機(jī)采用電機(jī)作為動力源，根據(jù)修井作業(yè)設(shè)備的技術(shù)要求，有必要將電動機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)與作業(yè)操作控制系統(tǒng)有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化及智能自動化控制。

在修井作業(yè)中，無論是提升作業(yè)還是下放作業(yè)，都需要有被吊物的裝卸時間。通過現(xiàn)場調(diào)研統(tǒng)計，修井機(jī)提升和下放作業(yè)時間與裝卸時間之比大約是1：2，電機(jī)將有66%左右時間處于空載或者低功率運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)功率利用率低，需要增加功率補(bǔ)償裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于修井機(jī)直流電機(jī)驅(qū)動的電容管理系統(tǒng)，利用超級電容器為電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)做功率補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)使用小功率的網(wǎng)電帶動大功率變頻電動機(jī)以驅(qū)動絞車進(jìn)行修井作業(yè)。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種用于修井機(jī)直流電機(jī)驅(qū)動的電容管理系統(tǒng)，它包括電容管理主板、電容管理從板、由N個超級電容模組依次串聯(lián)組成的超級電容器、雙向DC-DC變換器和電流信號采集器。

電容管理主板通過CAN總線與電容管理從板連接，電容管理主板還與上位機(jī)連接，電容管理從板的電流檢測端與電流信號采集器的信號輸出端連接，電流信號采集器接在超級電容器的負(fù)極端，電容管理從板的總電壓/絕緣檢測端與超級電容器的正極端連接，電容管理從板的電容信息采集端分別通過N個信號端子與N個超級電容模組的信號輸出端一一對應(yīng)連接，電容管理從板的變換器控制輸出端與雙向DC-DC變換器的控制輸入端連接，雙向DC-DC變換器的高壓側(cè)與電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)連接，雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)正極與超級電容器的正極連接，雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)負(fù)極與超級電容器的負(fù)極連接。

所述的電流信號采集器為電流傳感器或分流器。

所述的信號端子的電壓信號輸入端與超級電容模組的電壓信號輸出端連接，信號端子的過壓信號輸入端與超級電容模組的過壓信號輸出端連接，信號端子的溫度信號輸入端與超級電容模組的溫度信號輸出端連接，信號端子的輸出端與電容管理從板的電容信息采集端連接。

所述的雙向DC-DC變換器包括DC-DC輸出電路，DC-DC輸出電路包括直流輸出電容C1、預(yù)充電電阻、預(yù)充電繼電器和總正繼電器。

直流輸出電容C1的一端分別與雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)正極、預(yù)充電電阻的一端和總正繼電器的一端連接。

直流輸出電容C1的另一端與超級電容器的負(fù)極連接；預(yù)充電電阻的另一端與預(yù)充電繼電器的一端連接，預(yù)充電繼電器的另一端分別與總正繼電器的另一端和超級電容器的正極連接。

所述的電容管理主板為EV02B。

所述的電容管理從板為EV04C。

所述的超級電容模組的外殼為鋁合金，超級電容模組為表面經(jīng)過陽極氧化處理的超級電容模組。

它還包括顯示屏，所述的顯示屏與電容管理主板連接。

所述的顯示屏為觸摸顯示屏。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型利用超級電容器為電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)做功率補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)使用小功率的網(wǎng)電帶動大功率變頻電動機(jī)以驅(qū)動絞車進(jìn)行修井作業(yè)。

當(dāng)修井平臺需要功率補(bǔ)償時，如進(jìn)行提升作業(yè)時，由電容管理從板控制雙向DC/DC變換器為升壓模式，由超級電容器對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)放電，補(bǔ)充變頻電動機(jī)所需功率。當(dāng)修井平臺處于待機(jī)、制動或小功率運(yùn)行時，如進(jìn)行卸管、下放作業(yè)時，由電容管理從板控制雙向DC/DC變換器為降壓模式，由電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)對超級電容器進(jìn)行充電，同時吸收部分制動功率。當(dāng)修井平臺停電時，超級電容還可提供一定能量，使修井機(jī)能夠完成提升復(fù)位步驟。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種用于修井機(jī)直流電機(jī)驅(qū)動的電容管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。