[實用新型]一種用飛輪儲能的電動鉆機/修井機微電網系統

有效

• 申請號: 201821524127.3
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN209119966U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 程波;段曉飛;馬繼光;馮旭驊;王普平;賀運航;陳湘陵;師遠征;成小強
• 申請（專利權）人: 西安寶美電氣工業有限公司
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02J3/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本實用新型公開了一種用飛輪儲能的電動鉆機/修井機微電網系統，包括動力系統，動力系統依次連接有第一變流器和負載系統，動力系統和第一變流器通過600VAC母排連接，600VAC母排上還依次連接有第二變流器和飛輪儲能裝置，還包括與飛輪儲能裝置連接的智能微電網管理系統；本實用新型一種用飛輪儲能的電動鉆機/修井機微電網系統，將電動鉆機實現智能管理，使提高能源使用效率和智能電網系統成為電動鉆機動力系統的發展方向，解決了傳統電動鉆機由于電網管理手段技術落后而造成的固定資產投入高、燃油利用率低的問題。

技術領域

本實用新型屬于石油電動鉆機動力系統技術領域，具體涉及一種用飛輪儲能的電動鉆機/修井機微電網系統。

背景技術

在日常鉆井工作中，由于鉆井工況功率變化很大，為了滿足脈沖式的功率需要(如:起鉆工況)，不得不增加一臺發電機組在網運行，以滿足鉆井工況的需求，在鉆機運行的大部分時間內，為鉆井設備提供動力的柴油發電機組經常處于“大馬拉小車”的運行情況，通常只有10–30％的額定功率卻產生高指數的燃料消耗、額外排放，造成低效和高成本，這種情況伴隨整個鉆井周期，增加的機組不僅增加購置成本，并且在空載或輕載時，造成大量燃油浪費；鉆機在作業過程中經常出現負載功率突加、突減現象，對動力系統具有較大的沖擊性，功率突變引發柴油發電機組燃油燃燒不充分，導致所謂“柴油機冒黑煙”現象，不僅大量浪費燃油,而且造成環境污染，同時導致發電機母線電壓和機組頻率發生較大波動，對電氣設備造成危害；鉆井作業過程中存在大量勢能，目前沒有進行回收利用，而是通過能耗制動變成熱量釋放，造成能量浪費。

為了解決傳統電動鉆機由于電網管理技術手段落后而造成的固定資產投入高、燃油利用率低、大氣污染嚴重等問題成為用戶迫切的需求；電動鉆機實現智能管理，提高能源使用效率的微電網系統已經成為電動鉆機動力系統的發展方向；目前存在的技術方案是將儲能裝置通過增加一臺調峰電機實現與機械鉆機的結合，達到節能效果，但其無法與600VAC母排或交流電動鉆機結合使用。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用飛輪儲能的電動鉆機/修井機微電網系統，解決了傳統電動鉆機由于電網管理手段技術落后而造成的固定資產投入高、燃油利用率低的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，用飛輪儲能的電動鉆機/修井機微電網系統，包括動力系統，動力系統依次連接有第一變流器和負載系統，動力系統和第一變流器通過600VAC母排連接，600VAC母排上還依次連接有第二變流器和飛輪儲能裝置，還包括與飛輪儲能裝置連接的微電網管理系統,飛輪儲能裝置包括柜體，柜體內部底面分別設置有隔離變壓器、真空泵和真空容器，真空容器位于隔離變壓器和真空泵的中間，空容器內部設置有轉軸，轉軸從上至下依次套接設置有第一徑向磁軸承、電機、第一軸向磁軸承、飛輪、第二軸向磁軸承和第二徑向磁軸承，柜體內側壁還分別固定設置有磁軸承控制器、電機接口、磁軸承直流電源、磁軸承UPS電源和輔助系統控制開關，柜體內部頂面還設置有風扇，第一徑向磁軸承、第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承和第二徑向磁軸承均分別與磁軸承直流電源連接，第一徑向磁軸承、第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承和第二徑向磁軸承還分別與磁軸承UPS電源連接，第一徑向磁軸承、第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承和第二徑向磁軸承還分別與磁軸承控制器連接，輔助系統控制開關與隔離變壓器、真空泵、磁軸承控制器、磁軸承直流電源、磁軸承UPS電源、風扇均分別連接，電機接口分別與電機和微電網管理系統連接。

本實用新型的特點還在于：

微電網管理系統包括依次連接的操作顯示終端、微電網PLC，所述微電網PLC與電機接口連接。

轉軸的兩端還分別設置有保護軸承。

第二變流器為雙向變流器。

動力系統包括多個柴油發電機組。

負載系統為電動鉆機、直流鉆機或修井機中的任意一種。

本實用新型的有益效果是：