專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油田油水井修井和井下作業(yè)的工程技術(shù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
修井作業(yè)機(jī)是油田油、水井生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行井下作業(yè)的主要設(shè)備。 常規(guī)修井機(jī)以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力機(jī)，通過(guò)主變速箱其動(dòng)力分為兩路， 一路通過(guò)絞車(chē)滾筒變速箱帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，完成起、下管柱作業(yè)；另一路 通過(guò)中央傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)修井機(jī)行走。修井和行走不同時(shí)工作。常規(guī)修井 機(jī)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，其工作速度提升能力等性能已基本滿(mǎn)足油田修井作業(yè) 的需要，但尚存在能量利用不合理及其它不盡人意之處，如
1、 常規(guī)修井機(jī)的額定功率已達(dá)160-269千瓦，而在修井作業(yè)中能 用到額定功率的時(shí)間很少，造成設(shè)備能力的浪費(fèi)；
2、 履帶作業(yè)機(jī)由于本身特點(diǎn)不攜帶井架，且運(yùn)移性能不好；
3、 燃油消耗偏高；
4、 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)噪音高；
5、 由于下放速度過(guò)快易帶來(lái)安全事故隱患，絞車(chē)剎車(chē)轂散熱不良，
影響其使用壽命。
目前，電動(dòng)修井機(jī)基本上有兩種類(lèi)型 一種是電動(dòng)液壓蓄能修 井機(jī)，采用電動(dòng)、液壓傳動(dòng)、液體蓄能、組合油缸起升技術(shù)，存在 的主要問(wèn)題一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液、氣元件作為主要工作部件，精度要 求高，維修困難；二是蓄能時(shí)間不夠，節(jié)能效果不理想；三是速度控制上難以完全滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工作要求。另一種是電動(dòng)交流變頻修井機(jī)， 雖然能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速和節(jié)能，但修井機(jī)的負(fù)荷范圍大， 難以在整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；另外，變頻器成本高，對(duì)工
作環(huán)境要求高，需要專(zhuān)業(yè)維修，在野外修井現(xiàn)場(chǎng)使用還需要經(jīng)過(guò)實(shí) 踐的考驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操控方便、工作效率高、節(jié)能效果好的 電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 本發(fā)明采用兩個(gè)動(dòng)力源，以井場(chǎng)工業(yè)電源為主動(dòng)力源，用電動(dòng)機(jī) 帶動(dòng)變量泵為動(dòng)力機(jī)組，利用液壓油為傳動(dòng)介質(zhì)，驅(qū)動(dòng)低速大扭矩馬達(dá) 旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)絞車(chē)滾筒變速箱，帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力通過(guò)纏繞在滾 筒上的鋼絲繩傳送到修井機(jī)的起升系統(tǒng)，在電、液控制系統(tǒng)的控制下， 完成預(yù)定工作。將修井機(jī)底車(chē)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為備用動(dòng)力源，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)不 通電或電力系統(tǒng)出問(wèn)題時(shí)，用該發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)分動(dòng)變速系統(tǒng)，帶動(dòng)恒功率 變量泵為低速大扭矩馬達(dá)提供動(dòng)力，完成預(yù)定工作。
此種電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)由底車(chē)、絞車(chē)、井架及游動(dòng)系統(tǒng)、操作室、 電機(jī)、液壓變量泵、變速箱及液壓馬達(dá)、多路換向閥、發(fā)動(dòng)機(jī)分動(dòng)箱、 液壓油箱、控制閥組、液壓小絞車(chē)、電纜巻筒、電氣柜、制動(dòng)系統(tǒng)、電 控系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成，絞車(chē)設(shè)置在底車(chē)中后部，其一側(cè)設(shè)有變速箱及 液壓馬達(dá)和多路換向閥，井架及游動(dòng)系統(tǒng)、操作室和液壓小絞車(chē)分別設(shè) 置在底車(chē)后部；底車(chē)前部設(shè)有駕駛室和發(fā)動(dòng)機(jī)，其后方兩側(cè)分別設(shè)有高、低壓電氣柜，并設(shè)有蓄能器和電纜巻筒，底車(chē)中部一側(cè)設(shè)有電機(jī)和液壓 變量泵，另一側(cè)設(shè)有液壓油箱，中間設(shè)有控制閥組；制動(dòng)系統(tǒng)、電控系 統(tǒng)分別設(shè)置在修井機(jī)各工作部件相應(yīng)部位，輔助系統(tǒng)主要是底車(chē)前后支 腿和液壓鉗，分別設(shè)置在底車(chē)前后部。油水井修井作業(yè)時(shí)，由底車(chē)將該 修井機(jī)開(kāi)到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)并停放到適當(dāng)位置后，將井場(chǎng)電源接到電氣柜上， 然后合閘接通兩組電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵從液壓油箱泵油傳送到 液壓閥件及集成板塊，進(jìn)入液壓控制系統(tǒng)，通過(guò)多路控制閥使前后液壓 千斤支腿支撐地面承受載荷，繼而通過(guò)控制閥使液壓油缸將井架伸出旋 轉(zhuǎn)立起后坐在井架底座上，固定好銷(xiāo)軸后，再利用控制閥將井架升高至
18m，固定好軸銷(xiāo)和井架繃?yán)K，則安裝準(zhǔn)備工作完畢。
正常起下作業(yè)時(shí)，操作手坐入操作室內(nèi)，通過(guò)手動(dòng)控制閥控制液壓 閥件，使液壓油按照需要的動(dòng)作到達(dá)絞車(chē)一側(cè)的液壓馬達(dá)，帶動(dòng)變速箱、 滾筒正反旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)起下系統(tǒng)(鋼絲繩、井架游動(dòng)滑車(chē))完成起下管、 桿作業(yè)；起下作業(yè)剎車(chē)時(shí)，可以通過(guò)操作室內(nèi)的液壓剎車(chē)控制手柄對(duì)起 下作業(yè)速度進(jìn)行有效的控制。在正常起下作業(yè)過(guò)程中，液壓系統(tǒng)的部分 能量進(jìn)入蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存，當(dāng)系統(tǒng)需要能量補(bǔ)充時(shí)，蓄能器內(nèi)的高壓氣體 膨脹，使液壓油回流補(bǔ)充到系統(tǒng)中。作業(yè)完畢后，按照準(zhǔn)備工作的相反 順序收繃?yán)K——縮回井架一一旋轉(zhuǎn)放倒井架到車(chē)上——收起前后支腿 ——切斷配電箱電源即可開(kāi)走搬家。
本發(fā)明提供的電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)操作控制方便，采用泵控系統(tǒng)， 無(wú)節(jié)流損失，能耗小，能源利用率和工作效率高，節(jié)能效果明顯，在現(xiàn) 場(chǎng)缺乏電源的情況下還可利用備用動(dòng)力工作，保證油水井修井作業(yè)的正
常進(jìn)行。


圖l為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)(俯視)示意圖。圖2、圖3分別為其動(dòng) 力傳動(dòng)示意圖和電控系統(tǒng)原理圖。圖中，制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、輔助系 統(tǒng)未畫(huà)出。
具體實(shí)施例方式
如圖所示，本發(fā)明由底車(chē)l、電氣柜2、 15、電纜巻筒3、電機(jī)4、 液壓泵5、變速箱及液壓馬達(dá)6、多路換向閥7、液壓小絞車(chē)8、井架及 游動(dòng)系統(tǒng)9、操作室IO、絞車(chē)ll、控制閥組12、液壓油箱13、蓄能器 14、底車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)16、駕駛室17和制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)組成， 其結(jié)構(gòu)、組裝關(guān)系如下絞車(chē)11設(shè)置在底車(chē)中后部，其一側(cè)設(shè)有變速 箱及液壓馬達(dá)6和多路換向閥7，井架及游動(dòng)系統(tǒng)9、操作室10和液壓 小絞車(chē)8分別設(shè)置在底車(chē)后部，底車(chē)前部設(shè)有駕駛室17和發(fā)動(dòng)機(jī)16， 其后方兩側(cè)分別設(shè)有高、低壓電氣柜2，并設(shè)有蓄能器14和電纜巻筒3， 底車(chē)中部一側(cè)設(shè)有電機(jī)4和液壓變量泵5，另一側(cè)設(shè)有液壓油箱13，中 間設(shè)有控制閥組12;制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)分別設(shè)置在修井機(jī)各工作部件 相應(yīng)部位，輔助系統(tǒng)主要是底車(chē)前后支腿和液壓鉗，分別設(shè)置在底車(chē)l 前后部。其中，電機(jī)4 —變量液壓泵5 —控制閥組12—低速大扭 矩馬達(dá)一變速箱6—絞車(chē)11—游動(dòng)系統(tǒng)9依次傳動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) (圖2);輔助電機(jī)一齒輪泵一比例減壓閥一制動(dòng)油缸依次傳動(dòng)，構(gòu) 成制動(dòng)系統(tǒng)；輔助系統(tǒng)包括底車(chē)前后支腿和液壓鉗，由功能切換閥、多 路閥、支腿油缸控制支腿的伸出和收回，由功能切換閥操控液壓鉗；電控系統(tǒng)(圖3)包括強(qiáng)電和弱電兩部分，強(qiáng)電部分主電源采用380V50Hz 動(dòng)力電，分別給45kW液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)、22kW液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)、剎車(chē) 與控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)及380V/27V變壓器供電。弱電部分主電源為變壓器 DC24V和底盤(pán)車(chē)DC24V(蓄電池和發(fā)電機(jī))，主要元件有控制器、CAN 手柄、拉力傳感器、絕對(duì)值編碼器及壓力傳感器等。電控系統(tǒng)具有儀表 顯示、安全控制、液壓控制匹配、在線(xiàn)調(diào)試和機(jī)電液一體化等多種功能 特點(diǎn)。
該電動(dòng)液壓作業(yè)修井機(jī)電系統(tǒng)的主要部件中，底車(chē)1采用越野性能 好的自走式專(zhuān)用底車(chē)，液壓支腿具有專(zhuān)門(mén)的機(jī)械鎖緊裝置；電機(jī)4、液 壓泵5、液壓馬達(dá)6選用合適的定型產(chǎn)品；絞車(chē)ll除滾筒外，專(zhuān)門(mén)設(shè)置 了專(zhuān)用比例減壓閥，采用由該比例減壓閥控制的雙面盤(pán)式斷油剎車(chē)。電 氣柜2、 15分別為800X300X1500 mm的高、低壓配電箱。
權(quán)利要求
1、一種電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)，由底車(chē)(1)、電氣柜(2)、(15)、電纜卷筒(3)、電機(jī)(4)、液壓泵(5)、變速箱及液壓馬達(dá)(6)、多路換向閥(7)、液壓小絞車(chē)(8)、井架及游動(dòng)系統(tǒng)(9)、操作室(10)、絞車(chē)(11)、控制閥組(12)、液壓油箱(13)、蓄能器(14)、底車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)(16)、駕駛室(17)和制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)組成，其特征在于絞車(chē)(11)設(shè)置在底車(chē)中后部，其一側(cè)設(shè)有變速箱及液壓馬達(dá)(6)和多路換向閥(7)，井架及游動(dòng)系統(tǒng)(9)、操作室(10)和液壓小絞車(chē)(8)分別設(shè)置在底車(chē)后部，底車(chē)前部設(shè)有駕駛室(17)和發(fā)動(dòng)機(jī)(16)，其后方兩側(cè)分別設(shè)有高、低壓電氣柜(2)，并設(shè)有蓄能器(14)和電纜卷筒(3)，底車(chē)中部一側(cè)設(shè)有電機(jī)(4)和液壓變量泵(5)，另一側(cè)設(shè)有液壓油箱(13)，中間設(shè)有控制閥組(12)；制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)分別設(shè)置在修井機(jī)各工作部件相應(yīng)部位，輔助系統(tǒng)主要是底車(chē)前后支腿和液壓鉗，分別設(shè)置在底車(chē)(1)前后部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)，由底車(chē)、絞車(chē)、井架及游動(dòng)系統(tǒng)、操作室、電機(jī)、液壓變量泵、液壓馬達(dá)及變速箱、多路換向閥、發(fā)動(dòng)機(jī)分動(dòng)箱、液壓油箱、控制閥組、液壓小絞車(chē)、電纜卷筒、電氣柜、制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成，本發(fā)明提供的電動(dòng)液壓修井作業(yè)機(jī)操作控制方便，采用泵控系統(tǒng)，無(wú)節(jié)流損失，能耗小，能源利用率和工作效率高，節(jié)能效果明顯，在現(xiàn)場(chǎng)缺乏電源的情況下還可利用備用動(dòng)力工作，保證油水井修井作業(yè)的正常進(jìn)行。
文檔編號(hào)E21B7/02GK101196100SQ20081001003
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者關(guān)玉雙, 劉秀平, 宋彥武, 銘 韓, 勇 魏 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局