[實用新型]一種鉆機直流微網電控裝置

有效

• 申請號: 201721348394.5
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN207453954U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 陳健;張超平;劉洪亮;陳國華;黃勇;馬偉;付海華;張鴻雁
• 申請（專利權）人: 中石化四機石油機械有限公司;中石化石油機械股份有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 荊州市技經專利事務所 42219
• 代理人: 王春玲

一種鉆機直流微網電控裝置，輔助發電機與升壓變壓器相連，升壓變壓器與可控電流源AC/DC模塊一相連，組成的輔發供電系統與直流母線相連；絞車滾筒與勢能回收電機相連、勢能回收電機與可控電流源AC/DC模塊二相連，組成的勢能回收系統與直流母線相連；電容管理系統CMS與超級電容器組相連，組成的超級電容儲能系統與直流母線相連；調峰電機與電機驅動器相連，組成的調峰電機系統與直流母線相連；主控制系統與司鉆操作臺、觸摸屏HMI、輔發供電系統、勢能回收系統、超級電容儲能系統以及調峰電機系統進行通訊，組成控制網絡。本實用新型利用超級電容來儲存多余的電能，并回收勢能，達到節能減排的目的。

技術領域

本實用新型涉及到油田作業設備領域，特別涉及到鉆機電控裝置。

背景技術

目前，國內各大油田使用的大型模塊鉆機主要為機械驅動鉆機（發動機驅動鏈傳鉆機、發動機驅動電驅復合驅動鉆機）和電驅鉆機（直流電機驅動鉆機、交流變頻電機驅動鉆機）幾種。機械驅動鉆機作為一定時代的生力軍，在早期深井石油開發中起到了至關重要的作用，因此，國內各大油田這種鉆機的數量還是很大的。機械驅動鉆機通常是由3臺或者4臺發動機，通過液力耦合器與并車廂相連，并車后的能量帶動鉆井泵、絞車及轉盤（復合驅動鉆機的轉盤采用電驅動），游車下放時絞車脫開離合器依靠剎車達到減速或者停止的目的。

傳統機械驅動鉆機使用液力耦合器后，使用滑差功能將多臺發動機并在一起使用，但是每臺液力耦合器的輸入和輸出端能量差在100KW以上，占到發動機功率的10%~15%，存在能量的大量浪費。通過剎車方式消耗游車下放的勢能，也產生了很大的能量浪費；輔助發電機除供給井場輔助設備用電外，基本還富余150~200KW，沒有充分發揮其效能。另外，在絞車非提升工況下，發動機一直工作，導致了能量的大量浪費。因此，在目前迫切需要在大量存在的機械驅動鉆機上做好節能降耗。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種鉆機直流微網電控裝置，該裝置充分發揮發動機及輔助發電機的效率，同時將游動系統的勢能回收變成電能供絞車提升時使用，達到節能的目的。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種鉆機直流微網電控裝置，其特征在于：包括輔助發電機、升壓變壓器、可控電流源AC/DC模塊一、絞車滾筒、勢能回收電機、可控電流源AC/DC模塊二、超級電容器組、電容管理系統CMS、直流母線、電機驅動器、調峰電機、主控制系統、觸摸屏HMI、司鉆操作臺，其中：輔助發電機與升壓變壓器相連，升壓變壓器與可控電流源AC/DC模塊一相連，組成輔發供電系統與直流母線相連，用于將輔助發電機除供給井場輔助設備用電外多余的電能轉化為與直流母線電壓相等的直流電；

絞車滾筒與勢能回收電機相連，勢能回收電機與可控電流源AC/DC模塊二相連，組成勢能回收系統與直流母線相連；將游吊系統的勢能，通過勢能回收電機發電、可控電流源AC/DC變流，得到與直流母線電壓相等的直流電；

電容管理系統CMS與超級電容器組相連，組成的超級電容儲能系統與直流母線相連；用于在直流母線上存在多余電能時儲存的電能，需要電能時向直流母線釋放電能；

調峰電機與電機驅動器相連，組成的調峰電機系統與直流母線相連；利用直流母線提供的電能提升或輔助提升管柱，且利用絞車非提升時間發電發動機動力供給直流母線；

主控制系統與司鉆操作臺、觸摸屏HMI、輔發供電系統、勢能回收系統、超級電容儲能系統以及調峰電機系統進行通訊，組成控制網絡，主控制系統實時監視鉆機絞車離合器、發動機離合器、泥漿泵離合器等狀況，觸摸屏安裝在司鉆房操作臺上，顯示絞車的工作狀態，顯示超級電容的充、放電過程以及各超級電容模塊的電壓、電流、溫度狀態。

本實用新型的積極效果為：