一种氢动力修井机制造技术

本技术涉及修井机技术领域，具体为一种氢动力修井机，在正常作业工况下采用氢燃料电池系统为主对整车的用电设备进行供电，利用电化学反应发电产生电能，给作业机构提供作业电能，整车的能耗低、所产生的大气污染和噪音污染均比较小，绿色清洁，具有零排放、低噪音、传动效率高、集成度高等显著优点，能够充分满足修井机的环保需求；动力电池为辅能够应对整车的特殊工况，保证电能的持续稳定输出，确保用电安全，还可作为能量回收时的储能装置，节约能源。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及修井机，具体为一种氢动力修井机。

技术介绍

1、修井机是修井作业施工中最基本、最常用的设备，主要用于油井检修过程中油管、抽油杆和抽油泵的提升和下放；通井、洗井、侧钻等恢复油水井正常生产和提高原油产量的施工。传统修井机一般采用柴油发动机为动力源，实现修井机相关设备的驱动和整机的移运：作业时，动力由柴油发动机经变速箱、分动箱、万向轴等多级传动机构驱动绞车转动，实现游动系统和作业工具的提升和下放；移运时，切换动力由柴油发动机经变速箱、分动箱、万向轴等传递至底盘车，驱使整机移动。整机机械传动链长，传动效率低，且柴油发动机能耗高、所产生的大气污染和噪音污染均比较大，面对日益严格的车辆排放标准和环保要求，传统修井机已经难以满足环保需求。近年来，电动化被视为碳减排的有效途径而被广泛推广，传统修井机的电动化确实有助于相关问题的解决；同时氢能源、动力电池以及直驱电机等技术的迅速发展，也为相关问题的解决提供了另一种途径。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本技术提供了一种氢动力修井机。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种氢动力修井机，包括底盘车，所述底盘车由行走系统驱动移动；所述底盘车上设有作业机构和动力供给系统；所述作业机构包括绞车总成、与绞车总成相配合的井架、司钻控制房和液压系统；所述动力供给系统包括氢燃料电池系统和动力电池，所述氢燃料电池系统包括依次连接的气源系统、氢燃料电池组、电堆控制模块、dc/ac转换器和变频器；所述动力供给系统与行走系统和作业机构均电性连接，使得在正常工况下，所述氢燃料电池系统能够作为供电源，在特殊工况下动力电池能够作为供电源。

3、进一步地，所述气源系统包括空气系统和氢气系统，所述空气系统用于向所述氢燃料电池组提供洁净空气，所述氢气系统用于向氢燃料电池组提供洁净氢气。

4、进一步地，所述绞车总成包括主电机、由主电机直接驱动的主滚筒和缠绕于主滚筒上的钻井大绳以及绞车架组成；所述主电机与动力供给系统电性连接，使得正常工况条件下，能够利用氢燃料电池系统对主电机进行供电，在特殊工况下采用动力电池进行供电。

5、进一步地，所述液压系统包括通过液压管线相连通的电驱液压站、液压阀组、液压油缸、液压小绞车；所述电驱液压站由电驱液压泵驱动作业，所述电驱液压站运行后能够输出压力液压油，在所述液压阀组的控制下驱动液压油缸、液压小绞车运行。

6、进一步地，所述井架与所述液压油缸相连接，由所述液压油缸驱动实现井架的起升和伸缩功能。

7、进一步地，所述行走系统包括行走电机、变速箱和传动装置，所述行走电机与动力供给系统电性连接，使得行走电机能够由氢燃料电池系统进行驱动，经变速箱和传动装置传动后驱动底盘车的轮胎实现整车行车。

8、进一步地，所述绞车总成还配备有能耗制动电阻及液压盘式刹车系统，以参与绞车总成的减速制动；所述能耗制动电阻镶嵌于主电机的供电电路中；所述液压盘式刹车由盘刹液压站驱动运行，所述盘刹液压站与动力供给系统电性连接，使得在正常工况条件下，氢燃料电池系统能够对盘刹液压站进行供电，在特殊工况下采用动力电池进行供电。

9、进一步地，所述绞车总成配备能够实现多余能量回收的能量回收系统，所述能量回收系统与动力电池电性连接，使得回收的能量能够储存在动力电池中。

10、进一步地，修井机还包括控制中心，所述控制中心与作业机构和动力供给系统均电性连接。

11、与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术所提供的一种氢动力修井机，本装置在正常作业工况下采用氢燃料电池系统为主对整车的用电设备进行供电，利用电化学反应发电产生电能，给作业机构提供作业电能，整车的能耗低、所产生的大气污染和噪音污染均比较小，绿色清洁，具有零排放、低噪音、传动效率高、集成度高等显著优点，能够充分满足修井机的环保需求；动力电池为辅能够应对整车的特殊工况，保证电能的持续稳定输出，确保用电安全，还可作为能量回收时的储能装置，节约能源。

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【技术保护点】

1.一种氢动力修井机，其特征在于：包括底盘车，所述底盘车由行走系统驱动移动；所述底盘车上设有作业机构和动力供给系统；所述作业机构包括绞车总成、与绞车总成相配合的井架、司钻控制房和液压系统；所述动力供给系统包括氢燃料电池系统和动力电池，所述氢燃料电池系统包括依次连接的气源系统、氢燃料电池组、电堆控制模块、DC/AC转换器和变频器；所述动力供给系统与行走系统和作业机构均电性连接，使得在正常工况下，所述氢燃料电池系统能够作为供电源，在特殊工况下动力电池能够作为供电源。

2.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述气源系统包括空气系统和氢气系统，所述空气系统用于向所述氢燃料电池组提供洁净空气，所述氢气系统用于向氢燃料电池组提供洁净氢气。

3.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述绞车总成包括主电机、由主电机直接驱动的主滚筒和缠绕于主滚筒上的钻井大绳以及绞车架组成；所述主电机与动力供给系统电性连接，使得正常工况条件下，能够利用氢燃料电池系统对主电机进行供电，在特殊工况下采用动力电池进行供电。

4.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述液压系统包括通过液压管线相连通的电驱液压站、液压阀组、液压油缸、液压小绞车；所述电驱液压站由电驱液压泵驱动作业，所述电驱液压站运行后能够输出压力液压油，在所述液压阀组的控制下驱动液压油缸、液压小绞车运行。

5.根据权利要求4所述的氢动力修井机，其特征在于：所述井架与所述液压油缸相连接，由所述液压油缸驱动实现井架的起升和伸缩功能。

6.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述行走系统包括行走电机、变速箱和传动装置，所述行走电机与动力供给系统电性连接，使得行走电机能够由氢燃料电池系统进行驱动，经变速箱和传动装置传动后驱动底盘车的轮胎实现整车行车。

7.根据权利要求3所述的氢动力修井机，其特征在于：所述绞车总成还配备有能耗制动电阻及液压盘式刹车系统，以参与绞车总成的减速制动；所述能耗制动电阻镶嵌于主电机的供电电路中；所述液压盘式刹车由盘刹液压站驱动运行，所述盘刹液压站与动力供给系统电性连接，使得在正常工况条件下，氢燃料电池系统能够对盘刹液压站进行供电，在特殊工况下采用动力电池进行供电。

8.根据权利要求3或7所述的氢动力修井机，其特征在于：所述绞车总成配备能够实现多余能量回收的能量回收系统，所述能量回收系统与动力电池电性连接，使得回收的能量能够储存在动力电池中。

9.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：修井机还包括控制中心，所述控制中心与作业机构和动力供给系统均电性连接。

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【技术特征摘要】

1.一种氢动力修井机，其特征在于：包括底盘车，所述底盘车由行走系统驱动移动；所述底盘车上设有作业机构和动力供给系统；所述作业机构包括绞车总成、与绞车总成相配合的井架、司钻控制房和液压系统；所述动力供给系统包括氢燃料电池系统和动力电池，所述氢燃料电池系统包括依次连接的气源系统、氢燃料电池组、电堆控制模块、dc/ac转换器和变频器；所述动力供给系统与行走系统和作业机构均电性连接，使得在正常工况下，所述氢燃料电池系统能够作为供电源，在特殊工况下动力电池能够作为供电源。

2.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述气源系统包括空气系统和氢气系统，所述空气系统用于向所述氢燃料电池组提供洁净空气，所述氢气系统用于向氢燃料电池组提供洁净氢气。

3.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述绞车总成包括主电机、由主电机直接驱动的主滚筒和缠绕于主滚筒上的钻井大绳以及绞车架组成；所述主电机与动力供给系统电性连接，使得正常工况条件下，能够利用氢燃料电池系统对主电机进行供电，在特殊工况下采用动力电池进行供电。

4.根据权利要求1所述的氢动力修井机，其特征在于：所述液压系统包括通过液压管线相连通的电驱液压站、液压阀组、液压油缸、液压小绞车；所述电驱液压站由电驱液压泵驱动作业，所述电驱液压站运...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆美章，何亚城，王鑫，郭晓晓，
申请(专利权)人：山东科瑞油气装备有限公司，
类型：新型
国别省市：