超級電容蓄能式電動修井機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶超級電容蓄能的電動修井機。
【背景技術】
[0002]石油修井機是對油田井下管柱或者井身進行維修的專業(yè)化機械特種設備，主要用于抽油栗、抽油桿和油管的起下。傳統(tǒng)的修井機均采用車載柴油機作為動力來源，行駛和作業(yè)共用一套動力系統(tǒng)，傳統(tǒng)修井機多采用車載柴油機+液力傳動箱結構，液力傳動箱配有液力變矩器和機械變速箱。
[0003]以車載柴油發(fā)動機為動力的傳統(tǒng)修井機，存在如下問題:
[0004](I)污染嚴重。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國各油田共有修井機4000余臺，年消耗柴油近20萬噸，柴油燃燒會產(chǎn)生大量的有害氣體，以XJ90Z型修井機為例，排污5噸/年以上，造成環(huán)境污染；
[0005](2)工作效率低。柴油機自身的工作效率僅為30%，機械傳動效率為60%左右，而且柴油機空載時間為運行時間的3倍以上，工作方式落后。
[0006]傳統(tǒng)修井機不符合國家節(jié)能降耗的產(chǎn)業(yè)政策，也不符合環(huán)境保護的要求。隨著國家對節(jié)能減排的標準要求提高，傳統(tǒng)柴油式修井機需要進行技術升級換代。
[0007]隨著交流變頻調(diào)速技術的迅猛發(fā)展，交流變頻調(diào)速性能已完全達到石油修井工藝對修井機傳動系統(tǒng)調(diào)速性能的要求。將交流變頻調(diào)速技術應用到車載電動修井機之中，是當代石油修井機的發(fā)展趨勢。電動修井機實現(xiàn)了低價清潔的電能代替柴油作為修井機的主動力源，使用電動機作為修井機的動力源易于實現(xiàn)精確控制、遠程控制，減少操作人員的勞動強度。電動修井機采用井場電源為動力，但我國油田井場變壓器大部分功率較小，不能滿足電動修井機功率要求，若依據(jù)井場電網(wǎng)容量匹配電動修井機功率，則會導致電動修井機功率小、作業(yè)效率低。因此，我們研制了一種帶超級電容蓄能的電動修井機，以滿足油田修井要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種可利用油田井場現(xiàn)有的功率較小的變壓器穩(wěn)定工作，且性能非常安全可靠，作業(yè)效率高，更加節(jié)能環(huán)保的超級電容蓄能式電動修井機。
[0009]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，包括修井機專用汽車底盤、修井機專用汽車底盤的前端設有駕駛室，駕駛室后座的下方設有發(fā)動機，修井機專用汽車底盤上安裝有空壓機、液壓站、電控室、井架和修井操作室，修井操作室位于修井機專用汽車底盤的后部，井架的后端與倒三角支架的頂部鉸接相連，倒三角支架的底端安裝在修井機專用汽車底盤的尾部；
[0010]所述汽車底盤上設有超級電容功率補償裝置，超級電容功率補償裝置包括整流電路單元，整流電路單元通過串聯(lián)有電路通斷開關的電線與市電電網(wǎng)相連，整流電路單元分別與逆變單元和雙向DC-DC變換器相連，雙向DC-DC變換器通過電路與超級電容器相連，逆變單元與變頻調(diào)速電動機相連；
[0011]所述變頻調(diào)速電動機的動力輸出軸與絞車單元的動力輸入軸傳動相連。
[0012]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，其中絞車單元包括減速箱，所述變頻調(diào)速電動機的動力輸出軸通過聯(lián)軸器與減速箱的動力輸入軸相連，減速箱的動力輸入軸沿左右水平方向設置，減速箱的動力輸出軸沿左右水平方向設置，動力輸出軸沿軸線方向穿過絞車滾筒的中心，動力輸出軸穿過絞車滾筒的一端通過鍵連接或離合器與絞車滾筒的端部傳動相連，絞車滾筒的一端或二端設有用于剎住絞車滾筒的液壓盤剎或帶式剎車，絞車滾筒上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩向外延伸至所述井架的前端。
[0013]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，其中所述絞車滾筒采用軸承座安裝在絞車底座上，絞車底座安裝在修井機專用汽車底盤的中部或后部；所述減速箱為具有一個或多個輸出轉速的減速箱，減速箱固定在絞車底座上，變頻調(diào)速電動機固定在絞車底座上或修井機專用汽車底盤上。
[0014]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，其中所述發(fā)動機帶有全功率取力器，發(fā)動機的全功率取力器與傳動軸的前端相連，傳動軸的后端與發(fā)電機的驅動軸相連，發(fā)電機安裝在修井機專用汽車底盤的前部或中部，所述發(fā)電機的定子繞組通過串聯(lián)有電路通斷開關的電線與整流電路單元相連。
[0015]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，包括修井機專用汽車底盤、修井機專用汽車底盤的前端設有駕駛室，駕駛室后座的下方設有發(fā)動機，修井機專用汽車底盤上安裝有空壓機、液壓站、電控室、井架和修井操作室，修井操作室位于修井機專用汽車底盤的后部，井架的后端與倒三角支架的頂部鉸接相連，倒三角支架的底端安裝在修井機專用汽車底盤的尾部；
[0016]所述汽車底盤上設有超級電容功率補償裝置，超級電容功率補償裝置包括整流電路單元，整流電路單元通過串聯(lián)有電路通斷開關的電線與市電電網(wǎng)相連，整流電路單元與直流電動機和雙向DC-DC變換器相連，雙向DC-DC變換器通過電路與超級電容器相連；
[0017]超級電容功率補償裝置包括整流電路單元，整流電路單元與直流電動機和雙向DC-DC變換器相連，雙向DC-DC變換器通過電路與超級電容器相連；
[0018]所述直流電動機的動力輸出軸與絞車單元的動力輸入軸傳動相連。
[0019]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，其中絞車單元包括減速箱，所述直流電動機的動力輸出軸通過聯(lián)軸器與減速箱的動力輸入軸相連，減速箱的動力輸入軸沿左右水平方向設置，減速箱的動力輸出軸沿左右水平方向設置，動力輸出軸沿軸線方向穿過絞車滾筒的中心，動力輸出軸穿過絞車滾筒的一端通過鍵連接或離合器與絞車滾筒的端部傳動相連，絞車滾筒的一端或二端設有用于剎住絞車滾筒的液壓盤剎或帶式剎車，絞車滾筒上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩向外延伸至所述井架的前端。
[0020]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，其中所述絞車滾筒采用軸承座安裝在絞車底座上，絞車底座安裝在修井機專用汽車底盤的中部或后部；所述減速箱為具有一個或多個輸出轉速的減速箱，減速箱固定在絞車底座上，直流電動機固定在絞車底座上或修井機專用汽車底盤上。
[0021]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，其中所述發(fā)動機帶有全功率取力器，發(fā)動機的全功率取力器與傳動軸的前端相連，傳動軸的后端與發(fā)電機的驅動軸相連，發(fā)電機安裝在修井機專用汽車底盤的前部或中部，所述發(fā)電機的定子繞組通過串聯(lián)有電路通斷開關的電線與整流電路單元相連。
[0022]本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機在使用時，可利用油井附近的市電電網(wǎng)通過變壓器、整流電路單元、雙向DC-DC變換器向超級電容器供電，超級電容器則可通過雙向DC-DC變換器和逆變單元向變頻調(diào)速電動機供電，同時市電電網(wǎng)也通過變壓器、整流電路單元和逆變單元向變頻調(diào)速電動機供電，由此即可令變頻調(diào)速電動機在油田井場變壓器的功率較小，不能滿足電動修井機功率要求的狀態(tài)下，依然能夠借助于超級電容器的補充供電來穩(wěn)定工作，如果驅動減速箱的動力輸入軸的電機采用的是直流電動機，則不需要使用逆變單元，而是讓超級電容器可通過雙向DC-DC變換器向變頻調(diào)速電動機供電，同時市電電網(wǎng)也通過變壓器、整流電路單元向直流電動機供電，進而即可進行相關作業(yè)。因此，本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機具有可利用油田井場現(xiàn)有的功率較小的變壓器穩(wěn)定工作，且性能非常安全可靠，作業(yè)效率高，更加節(jié)能環(huán)保的特點。
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機作進一步說明。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機的結構示意圖的主視圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機的一種實施方式的工作原理示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機的另一種實施方式的工作原理示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機的又一種實施方式的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1和圖2所示，包括修井機專用汽車底盤1、修井機專用汽車底盤I的前端設有駕駛室2，駕駛室2后座的下方設有發(fā)動機3，修井機專用汽車底盤I上安裝有空壓機5、液壓站29、電控室30、井架9和修井操作室10，修井操作室10位于修井機專用汽車底盤I的后部，井架9的后端與倒三角支架6的頂部鉸接相連，倒三角支架6的底端安裝在修井機專用汽車底盤I的尾部；
[0029]汽車底盤I上設有超級電容功率補償裝置，超級電容功率補償裝置包括整流電路單元11，整流電路單元11通過串聯(lián)有電路通斷開關的電線與市電電網(wǎng)相連，整流電路單元11分別與逆變單元12和雙向DC-DC變換器13相連，雙向DC-DC變換器13通過電路與超級電容器17相連，逆變單元12與變頻調(diào)速電動機18相連；變頻調(diào)速電動機18的動力輸出軸與絞車單元的動力輸入軸傳動相連。
[0030]上述絞車單元包括減速箱19，所述變頻調(diào)速電動機18的動力輸出軸通過聯(lián)軸器與減速箱19的動力輸入軸20相連，減速箱19的動力輸入軸20沿左右水平方向設置，減速箱19的動力輸出軸21沿左右水平方向設置，動力輸出軸21沿軸線方向穿過絞車滾筒22的中心，動力輸出軸21穿過絞車滾筒22的一端通過鍵連接、或如圖2所示的離合器25與絞車滾筒22的端部傳動相連，絞車滾筒22的一端或二端設有用于剎住絞車滾筒22的液壓盤剎或帶式剎車23，絞車滾筒22上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩向外延伸至所述井架9的前端。
[0031]上述絞車滾筒22采用軸承座安裝在絞車底座24上，絞車底座24安裝在修井機專用汽車底盤I的中部或后部；所述減速箱19為具有一個或多個輸出轉速的減速箱，減速箱19固定在絞車底座24上，變頻調(diào)速電動機18固定在絞車底座24上，或者是變頻調(diào)速電動機18固定在修井機專用汽車底盤I上。
[0032]上述發(fā)動機3帶有全功率取力器4，發(fā)動機3的全功率取力器4與傳動軸7的前端相連，傳動軸7的后端與發(fā)電機8的驅動軸相連，發(fā)電機8安裝在修井機專用汽車底盤I的前部或中部，所述發(fā)電機8的定子繞組通過串聯(lián)有電路通斷開關的電線與整流電路單元11相連。
[0033]如圖1和圖3所示，本發(fā)明的超級電容蓄能式電動修井機，也可以是包括修井機專用汽車底盤1、修井機專用汽車底盤I的前端設有駕駛室2，駕駛室2后座的下方設有發(fā)動機3，修井機專用汽車底盤I上安裝有空壓機5、液壓站29、電控室30、井架9和修井操作室10，修井操作室10位