[發明專利]一種節能電動鉆井絞車及其能量回饋方法

在審

• 申請號: 202011212894.2
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112249947A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 郭坤;李超;劉家榮;王玉超;翁煒;黃玉文;劉文武;楊鵬;馮美貴;蔣睿;賀云超;張德龍;郭強;徐軍軍;歐陽志勇;史新慧;張培豐;趙志濤;吳爍
• 申請（專利權）人: 北京探礦工程研究所
• 主分類號: B66D1/12
• 分類號: B66D1/12;B66D1/28;H02J7/14;B66D1/60
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

本發明涉及一種節能電動鉆井絞車及其能量回饋方法，該節能電動鉆井絞車包括：發電一體式電動機、儲能電源、逆變器、連接裝置和絞車；儲能電源的電源輸出端通過逆變器與發電一體式電動機的電源輸入端連接，發電一體式電動機的電源輸入端還與井場電源連接，發電一體式電動機的動力輸出軸通過連接裝置與絞車連接。本發明采用發電一體式電動機驅動的節能電動鉆井絞車，采用儲能電源與井場電源分時驅動鉆井絞車，結構簡潔，保證了維修保養的方便性；性能上等同常規驅動的電動鉆井絞車。實現了電力能源的重復利用，大幅降低的鉆井施工的總能源成本。適宜在勘探鉆井設備進行推廣，包含地質鉆機、石油鉆機、水井鉆機的絞車裝置，經濟效果顯著。

技術領域

本發明涉及石油鉆井及地質鉆探裝備領域，具體涉及一種節能電動鉆井絞車及其能量回饋方法。

背景技術

鉆井絞車裝置是石油鉆井與地質鉆探機臺上的主要提升設備，它是一種可以提升和下放鉆柱的裝置，具備速度調節功能。其起鉆過程中消耗大量的電力能源，在下下鉆過程中大多采用以下制動形式：通過摩擦片、摩擦帶、流體阻尼制動發熱消耗下鉆中產生的巨大能量；也有一類絞車采用能耗制動的形式，下鉆中產生在能量通過制動電阻發熱進行散失。

已有的絞車傳動裝置，其存在以下缺點

1.鉆井絞車作為鉆探裝備中的主要裝備，能源消耗較大，直接制約鉆探施工能源成本；

2鉆井絞車在起鉆的過程中消耗較多的電力能源；

3.鉆井絞車在下鉆的過程中產生的能量通過發熱散失，無法有效利用。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種節能電動鉆井絞車及其能量回饋方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種節能電動鉆井絞車，包括：發電一體式電動機、儲能電源、逆變器、連接裝置和絞車；

所述儲能電源的電源輸出端通過所述逆變器與所述發電一體式電動機的電源輸入端連接，所述發電一體式電動機的電源輸入端還與井場電源連接，所述發電一體式電動機的動力輸出軸通過連接裝置與所述絞車連接。

本發明的有益效果是：采用發電一體式電動機驅動的節能電動鉆井絞車，采用儲能電源與井場電源分時驅動鉆井絞車，結構簡潔，保證了維修保養的方便性；性能上等同常規驅動的電動鉆井絞車。實現了電力能源的重復利用，大幅降低的鉆井施工的總能源成本。適宜在勘探鉆井設備進行推廣，包含地質鉆機、石油鉆機、水井鉆機的絞車裝置，經濟效果顯著。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述儲能電源采用聚合鋰電池組或者磷酸鐵鋰電池組。

進一步，所述連接裝置采用聯軸器或者變速箱。

進一步，所述發電一體式電動機的上方設置有防護罩。

第二方面，為實現上述發明目的，本發明還提供一種基于上述的節能電動鉆井絞車的能量回饋方法，包括：

在鉆井絞車進行下鉆作業時，通過鉆井絞車的鉆柱帶動大鉤反拉絞車回轉，進而驅動發電一體式電動機回轉發電，發出的電能傳輸至儲能電源進行存儲；

當儲能電源的電量達到預定范圍時，所述儲能電源在鉆井絞車進行起鉆作業過程中回饋輸入，作為發電一體式電動機的電力供應，從而驅動絞車提升。

進一步，所述儲能電源的總容量根據發電一體式電動機的功率核定。

進一步，所述預定范圍為總容量的40％-80％，所述儲能電源在自身總容量的40％-80％區間工作，驅動絞車提升。

進一步，該方法還包括：