超级电容蓄能式电动修井机制造技术

一种超级电容蓄能式电动修井机，包括修井机专用汽车底盘、修井机专用汽车底盘上安装有空压机、液压站、电控室、井架和修井操作室，井架后端与倒三角支架的顶部铰接相连，倒三角支架的底端安装在修井机专用汽车底盘的尾部；汽车底盘上设有超级电容功率补偿装置，超级电容功率补偿装置包括整流电路单元，整流电路单元通过串联有电路通断开关的电线与市电电网相连，整流电路单元分别与逆变单元和双向DC-DC变换器相连，双向DC-DC变换器通过电路与超级电容器相连，逆变单元与变频调速电动机相连。其目的是提供一种可利用油田井场现有的功率较小的变压器稳定工作，且性能非常安全可靠，作业效率高，更加节能环保的超级电容蓄能式电动修井机。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种带超级电容蓄能的电动修井机。
技术介绍
石油修井机是对油田井下管柱或者井身进行维修的专业化机械特种设备，主要用于抽油泵、抽油杆和油管的起下。传统的修井机均采用车载柴油机作为动力来源，行驶和作业共用一套动力系统，传统修井机多采用车载柴油机+液力传动箱结构，液力传动箱配有液力变矩器和机械变速箱。以车载柴油发动机为动力的传统修井机，存在如下问题：(1)污染严重。据不完全统计，全国各油田共有修井机4000余台，年消耗柴油近20万吨，柴油燃烧会产生大量的有害气体，以XJ90Z型修井机为例，排污5吨/年以上，造成环境污染；(2)工作效率低。柴油机自身的工作效率仅为30％，机械传动效率为60％左右，而且柴油机空载时间为运行时间的3倍以上，工作方式落后。传统修井机不符合国家节能降耗的产业政策，也不符合环境保护的要求。随着国家对节能减排的标准要求提高，传统柴油式修井机需要进行技术升级换代。随着交流变频调速技术的迅猛发展，交流变频调速性能已完全达到石油修井工艺对修井机传动系统调速性能的要求。将交流变频调速技术应用到车载电动修井机之中，是当代石油修井机的发展趋势。电动修井机实现了低价清洁的电能代替柴油作为修井机的主动力源，使用电动机作为修井机的动力源易于实现精确控制、远程控制，减少操作人员的劳动强度。电动修井机采用井场电源为动力，但我国油田井场变压器大部分功率较小，不能满足电动修井机功率要求，若依据井场电网容量匹配电动修井机功率，则会导致电动修井机功率小、作业效率低。因此，我们研制了一种带超级电容蓄能的电动修井机，以满足油田修井要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可利用油田井场现有的功率较小的变压器稳定工作，且性能非常安全可靠，作业效率高，更加节能环保的超级电容蓄能式电动修井机。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，包括修井机专用汽车底盘、修井机专用汽车底盘的前端设有驾驶室，驾驶室后座的下方设有发动机，修井机专用汽车底盘上安装有空压机、液压站、电控室、井架和修井操作室，修井操作室位于修井机专用汽车底盘的后部，井架的后端与倒三角支架的顶部铰接相连，倒三角支架的底端安装在修井机专用汽车底盘的尾部；所述汽车底盘上设有超级电容功率补偿装置，超级电容功率补偿装置包括整流电路单元，整流电路单元通过串联有电路通断开关的电线与市电电网相连，整流电路单元分别与逆变单元和双向DC-DC变换器相连，双向DC-DC变换器通过电路与超级电容器相连，逆变单元与变频调速电动机相连；所述变频调速电动机的动力输出轴与绞车单元的动力输入轴传动相连。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，其中绞车单元包括减速箱，所述变频调速电动机的动力输出轴通过联轴器与减速箱的动力输入轴相连，减速箱的动力输入轴沿左右水平方向设置，减速箱的动力输出轴沿左右水平方向设置，动力输出轴沿轴线方向穿过绞车滚筒的中心，动力输出轴穿过绞车滚筒的一端通过键连接或离合器与绞车滚筒的端部传动相连，绞车滚筒的一端或二端设有用于刹住绞车滚筒的液压盘刹或带式刹车，绞车滚筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳向外延伸至所述井架的前端。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，其中所述绞车滚筒采用轴承座安装在绞车底座上，绞车底座安装在修井机专用汽车底盘的中部或后部；所述减速箱为具有一个或多个输出转速的减速箱，减速箱固定在绞车底座上，变频调速电动机固定在绞车底座上或修井机专用汽车底盘上。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，其中所述发动机带有全功率取力器，发动机的全功率取力器与传动轴的前端相连，传动轴的后端与发电机的驱动轴相连，发电机安装在修井机专用汽车底盘的前部或中部，所述发电机的定子绕组通过串联有电路通断开关的电线与整流电路单元相连。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，包括修井机专用汽车底盘、修井机专用汽车底盘的前端设有驾驶室，驾驶室后座的下方设有发动机，修井机专用汽车底盘上安装有空压机、液压站、电控室、井架和修井操作室，修井操作室位于修井机专用汽车底盘的后部，井架的后端与倒三角支架的顶部铰接相连，倒三角支架的底端安装在修井机专用汽车底盘的尾部；所述汽车底盘上设有超级电容功率补偿装置，超级电容功率补偿装置包括整流电路单元，整流电路单元通过串联有电路通断开关的电线与市电电网相连，整流电路单元与直流电动机和双向DC-DC变换器相连，双向DC-DC变换器通过电路与超级电容器相连；超级电容功率补偿装置包括整流电路单元，整流电路单元与直流电动机和双向DC-DC变换器相连，双向DC-DC变换器通过电路与超级电容器相连；所述直流电动机的动力输出轴与绞车单元的动力输入轴传动相连。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，其中绞车单元包括减速箱，所述直流电动机的动力输出轴通过联轴器与减速箱的动力输入轴相连，减速箱的动力输入轴沿左右水平方向设置，减速箱的动力输出轴沿左右水平方向设置，动力输出轴沿轴线方向穿过绞车滚筒的中心，动力输出轴穿过绞车滚筒的一端通过键连接或离合器与绞车滚筒的端部传动相连，绞车滚筒的一端或二端设有用于刹住绞车滚筒的液压盘刹或带式刹车，绞车滚筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳向外延伸至所述井架的前端。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，其中所述绞车滚筒采用轴承座安装在绞车底座上，绞车底座安装在修井机专用汽车底盘的中部或后部；所述减速箱为具有一个或多个输出转速的减速箱，减速箱固定在绞车底座上，直流电动机固定在绞车底座上或修井机专用汽车底盘上。本技术的超级电容蓄能式电动修井机，其中所述发动机带有全功率取力器，发动机的全功率取力器与传动轴的前端相连，传动轴的后端与发电机的驱动轴相连，发电机安装在修井机专用汽车底盘的前部或中部，所述发电机的定子绕组通过串联有电路通断开关的电线与整流电路单元相连。本技术的超级电容蓄能式电动修井机在使用时，可利用油井附近的市电电网通过变压器、整流电路单元、双向DC-DC变换器向超级电容器供电，超级电容器则可通过双向DC-DC变换器和逆变单元向变频调速电动机供电，同时市电电网也通过变压器、整流电路单元和逆变单元向变频调速电动机供电，由此即可令变频调速电动机在油田井场变压器的功率较小，不能满足电动修井机功率要求的状态下，依然能够借助于超级电容器的补充供电来稳定工作，如果驱动减速箱的动力输入轴的电机采用的是直流电动机，则不需要使用逆变单元，而是让超级电容器可通过双向DC-DC变换器向变频调速电动机供电，同时市电电网也通过变压器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
超级电容蓄能式电动修井机，其特征在于：包括修井机专用汽车底盘(1)、修井机专用汽车底盘(1)的前端设有驾驶室(2)，驾驶室(2)后座的下方设有发动机(3)，修井机专用汽车底盘(1)上安装有空压机(5)、液压站(29)、电控室(30)、井架(9)和修井操作室(10)，修井操作室(10)位于修井机专用汽车底盘(1)的后部，井架(9)的后端与倒三角支架(6)的顶部铰接相连，倒三角支架(6)的底端安装在修井机专用汽车底盘(1)的尾部；所述汽车底盘(1)上设有超级电容功率补偿装置，超级电容功率补偿装置包括整流电路单元(11)，整流电路单元(11)通过串联有电路通断开关的电线与市电电网相连，整流电路单元(11)分别与逆变单元(12)和双向DC‑DC变换器(13)相连，双向DC‑DC变换器(13)通过电路与超级电容器(17)相连，逆变单元(12)与变频调速电动机(18)相连；所述变频调速电动机(18)的动力输出轴与绞车单元的动力输入轴传动相连。

【技术特征摘要】
1.超级电容蓄能式电动修井机，其特征在于：包括修井机专用汽车底盘(1)、修井机专
用汽车底盘(1)的前端设有驾驶室(2)，驾驶室(2)后座的下方设有发动机(3)，修井机
专用汽车底盘(1)上安装有空压机(5)、液压站(29)、电控室(30)、井架(9)和修井操
作室(10)，修井操作室(10)位于修井机专用汽车底盘(1)的后部，井架(9)的后端与倒
三角支架(6)的顶部铰接相连，倒三角支架(6)的底端安装在修井机专用汽车底盘(1)的
尾部；
所述汽车底盘(1)上设有超级电容功率补偿装置，超级电容功率补偿装置包括整流电路
单元(11)，整流电路单元(11)通过串联有电路通断开关的电线与市电电网相连，整流电路
单元(11)分别与逆变单元(12)和双向DC-DC变换器(13)相连，双向DC-DC变换器(13)
通过电路与超级电容器(17)相连，逆变单元(12)与变频调速电动机(18)相连；
所述变频调速电动机(18)的动力输出轴与绞车单元的动力输入轴传动相连。
2.根据权利要求1所述的超级电容蓄能式电动修井机，其特征在于：绞车单元包括减速
箱(19)，所述变频调速电动机(18)的动力输出轴通过联轴器与减速箱(19)的动力输入轴
(20)相连，减速箱(19)的动力输入轴(20)沿左右水平方向设置，减速箱(19)的动力
输出轴(21)沿左右水平方向设置，动力输出轴(21)沿轴线方向穿过绞车滚筒(22)的中
心，动力输出轴(21)穿过绞车滚筒(22)的一端通过键连接或离合器与绞车滚筒(22)的
端部传动相连，绞车滚筒(22)的一端或二端设有用于刹住绞车滚筒(22)的液压盘刹或带
式刹车(23)，绞车滚筒(22)上缠绕有钢丝绳，钢丝绳向外延伸至所述井架(9)的前端。
3.根据权利要求2所述的超级电容蓄能式电动修井机，其特征在于：所述绞车滚筒(22)
采用轴承座安装在绞车底座(24)上，绞车底座(24)安装在修井机专用汽车底盘(1)的中
部或后部；所述减速箱(19)为具有一个或多个输出转速的减速箱，减速箱(19)固定在绞
车底座(24)上，变频调速电动机(18)固定在绞车底座(24)上或修井机专用汽车底盘(1)
上。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的超级电容蓄能式电动修井机，其特征在于：所
述发动机(3)带有全功率取力器(4)，发动机(3)的全功率取力器(4)与传动轴(7)的
前端相连，传动轴(7)的后端与发电机(8)的驱动轴相连，发电机(8)安装在修井机专用
汽车底盘(1)的前部或中部，所述发电机(8)的定子绕组通过串联有电路通断开关的电线
与整流电路单元(11)相连。
5.超级电容蓄能式电动修井机，其特征在于：包括修井机专用汽车底盘(1)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹悦新，袁李峰，曹瀚轩，周佳伟，于亚明，张丽伟，陈允龙，王培松，马维裕，吴昊，吴彤，赵丽，张立柱，常慧伟，罗高，
申请(专利权)人：盘锦禹帝科技实业有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21