带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机制造技术

一种带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，包括：供能单元；执行单元，在纯提升时间内执行修井作业中的负荷提升；蓄能器，与供能单元相连接，在辅助时间内储存供能单元提供的能量，在纯提升时间内释放储存的能量；以及调速单元，设置于供能单元和执行单元之间，控制修井机处于工作状态或卸荷状态，并对执行单元的提升速度进行调节。本实用新型专利技术的修井机在整个提升周期内不实施提升作业的2/3～3/4的时间内通过蓄能器储存能量，将修井机的动力传动路径变为电机-蓄能器-执行机构，不需要增加额外的能源供应，就能满足执行机构的大负荷、高速提升需要，从而降低整套设备的装机功率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于油田施工的修井机
，尤其涉及一种带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机。
技术介绍
修井作业是石油开发过程中必不可少的一部分，其中的主要设备是在修井作业中用于提升的修井机。修井机的主要功能是完成提升作业，包括原动机、变速系统、提升系统、 控制系统等，上述系统安装于专用底盘车之上，组成具有高度机动性的石油专用设备。其主要作业功能是完成井内管柱的提升与下放。目前完成修井机提升功能的常用执行机构有两种，一是绞车上的快绳与井架上的定滑轮组(天车)连接，带动动滑轮组(游车)完成起升和下放。驱动绞车的原动机可以是电动机或柴油机。另一种是通过液压泵驱动特种油缸完成起升和下放作业，驱动液压泵的原动机可分为电动机和柴油机。在使用过程中，以柴油机作为原动力的修井机(普通修井机)和以电能作为原始能源供给的修井机(电动修井机) 的能耗费用有很大的差别，电动修井机的能耗费用只占普通修井机的1/3左右。造成这个结果的原因是内燃机的做功原理决定的，按柴油机平均热值42MJ/kg进行推论，柴油机在能量转换过程中，大约只有30% 40%左右的能量换成机械能。采用电动机作为原动力， 一般情况下，80%以上的电能转换成机械能。因此，为了降低能耗基用，减少废气排放，将修井机原始驱动力有柴油机改为电动机，就成为节能、减排、节支的重要途径。但是，只采用电动机的修井机因为是以电能作为原始能源供给，最需要解决的就是电动功率与井均变压器匹配问题。因现有的修井机是直接驱动执行机构，这就要求配备有较大功率的原动机，如额定负荷为40吨的修井机，其原动机配备功率需要达到200kw。这样往往会超出变压器的容量，但是若另匹配变压器，将存在设备成本上升且使用不方便的缺陷。
技术实现思路
本技术的第一目的是提供一种带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，能够降低能耗费用。本技术的第二目的是提供一种带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，可提高设备的通用化程度，降低制造成本。实现本技术目的的技术方案是带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机具有提升作业周期，每个提升作业周期包括纯提升时间和辅助时间。修井机包括供能单元，向修井机提供能源；执行单元，在纯提升时间内执行修井作业中的负荷提升；在提升作业周期内，供能单元始终保持运转状态；修井机还包括蓄能器，与供能单元相连接，在辅助时间内储存供能单元提供的能量，在纯提升时间内释放储存的能量；以及调速单元，设置于供能单元和执行单元之间，控制修井机处于工作状态或卸荷状态，并对执行单元的提升速度进行调节。供能单元包括电动机和/或柴油机，以及与电动机和/或柴油机相连接的液压泵。蓄能器为活塞式蓄能器或胶囊式蓄能器，与供能单元的液压泵相连接。执行单元包括依次相互连接的多个液缸、滑轮系统及游车大钩。调速单元至少包括控制阀，控制修井机处于工作状态或卸荷状态；以及多个换向阀，其数量与执行单元的液缸数量相同，并且换向阀与液缸一一对应分别相互连接以控制液缸的上升、停止或下放。调速单元还包括对液路系统进行压力调节和控制的溢流阀。多个液缸相互并联。液缸为2个，2个液缸同时动作可获得最大提升能力。2个液缸中只有一个液缸动作可获得最大提升速度。本技术与现有技术比较具有的有益效果是1、由于增加了蓄能器，使得能量以“电动机一蓄能器一执行机构”的路线进行传递，可以在确保作业时效的前提下，实现修井机系统的输入功率倍增，实现节能、降低能耗费用50%以上。2、由于增加了蓄能器，不需要增加能源供应，从而降低整套设备的装机功率。3、由于降低了整套设备的装机功率，使得仅有供电系统即可满足大部分修井机的使用要求，比如在为抽油机使用而配备的井场的情况下，仍然可使用本技术的修井机， 这样使得本技术的修井机适用范围广、推广应用前景好。本技术修井机通过两个换向阀对双液缸进行换向控制和调速，系统简单可靠；而且液缸本身通用性好、标准化水平高，可以降低整套设备的造价。本技术修井机的能源设备既可以采用电机，也可以采用柴油机，或者以电机为主柴油机驱动液压泵为辅，在井场满足供电条件时采用电驱动，若井场不具备供电条件， 则采用柴油机驱动，可以使设备在实现节能的同时，具有更广泛的适应性。附图说明图1为本技术一个实施例中带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机的功能方块图。具体实施方式以下结合附图并以具体实施方式为例，对本技术进行详细说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本专利技术不限于所列出的具体实施方式，只要符合本专利技术的精神，都应该包括于本专利技术的保护范围内。本技术的原理是在修井作业中提升工况需要功率最大，而在一个完整提升周期内，纯提升时间只占整个提升周期的1/4 1/3。基于以上特点，本技术采用液压蓄能技术，增加了蓄能机构，可以将修井机的动力传动路径变为电机一蓄能器一执行机构。整个提升周期内不实施提升作业的2/3 3/4的时间内，利用相对较小的电机向蓄能器提供能量，通过蓄能器向执行机构提供能量；而在占整个提升周期的1/4 1/3的纯提升时间内，由于蓄能器中已储存了满足大负荷、高速提升需要的能量，释放蓄能器中的能量就可以实现对井中重物的高速提升。这样本技术的修井机即可实现执行机构和功率倍增，满足作业时效的需要。如图1为本技术一个实施例中带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机的功能方块图，本技术的带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机主要包括以下几大单元供能单元100，向整个修井机提供能源，在图1所示的实施例中供能单元100包括电机101和液压泵102，电机101连接到井场供电系统中从而提供原始驱动力，由电机101 带动液压泵102。在其他实施例中，也可以将电机101换成柴油机，通过动力转换装置，实现柴油机对液压泵102的驱动，这样做虽然没有电机节能，但是也可以显著降低装机功率要求，实现降低能耗的目的。在另外的实施例中，还可以使修井机的原动机以电机为主，柴油机驱动液压泵为辅，在井场满足供电条件时采用电驱动，若井场不具备供电条件，则采用柴油机驱动，可以使设备在实现节能的同时，具有更广泛的适应性。蓄能器200，该装置为本技术首创，因为在一个完整提升作业周期内，纯提升时间只占整个提升周期的1/4 1/3，蓄能器的作用是在提升周期中的排放管柱、上卸扣等辅助时间内，利用电机101带动液压泵不停地向蓄能器中储存能量。其技术配套要求是蓄能器的最大压力与系统最高压力相适应，在辅助作业时间内储存的能量可以满足纯起升作业消耗能量的80%，其结构形式可以是活塞式，也可以是胶囊式。蓄能器200与供能单元 100的液压泵102相连接，由液压泵102向蓄能器200提供能量。调速单元300，调速单元300包括控制阀301、溢流阀302、换向阀303和换向阀 304，溢流阀302的作用是对液路系统进行压力调节和控制。其中控制阀301的作用是对修井机系统状态进行控制，使修井机系统处于工作状态或卸荷状态。换向阀303的作用是控制液缸401上升、停止或下放。换向阀304的作用是控制液缸402上升、停止或下放。执行单元400，包括液缸401和液缸402及滑轮系统403、游车大钩404。液缸401 和液缸402分别与换向阀303和换向阀304相连接并受其控制。滑轮系统403和游车大钩 404用本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，具有提升作业周期，每个所述提升作业周期包括纯提升时间和辅助时间，所述修井机包括：供能单元，向所述修井机提供能源；以及执行单元，在所述纯提升时间内执行修井作业中的负荷提升；其特征是：在所述提升作业周期内，所述供能单元始终保持运转状态；所述修井机还包括：蓄能器，与所述供能单元相连接，在所述辅助时间内储存所述供能单元提供的能量，在所述纯提升时间内释放储存的能量；以及调速单元，设置于所述供能单元和所述执行单元之间，控制所述修井机处于工作状态或卸荷状态，并对所述执行单元的提升速度进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，具有提升作业周期，每个所述提升作业周期包括纯提升时间和辅助时间，所述修井机包括供能单元，向所述修井机提供能源；以及执行单元，在所述纯提升时间内执行修井作业中的负荷提升；其特征是在所述提升作业周期内，所述供能单元始终保持运转状态；所述修井机还包括蓄能器，与所述供能单元相连接，在所述辅助时间内储存所述供能单元提供的能量，在所述纯提升时间内释放储存的能量；以及调速单元，设置于所述供能单元和所述执行单元之间，控制所述修井机处于工作状态或卸荷状态，并对所述执行单元的提升速度进行调节。2.如权利要求1所述带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，其特征是所述供能单元包括电动机和/或柴油机、以及与所述电动机和/或柴油机相连接的液压泵。3.如权利要求1或2所述带有蓄能器的多液缸电动蓄能修井机，其特征是所述蓄能器为活塞式蓄能器或胶囊式蓄能器，与所述供能单元的液压泵相连接。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树龙，谈献英，王晓林，史永庆，刘世峰，刘炜，顾芳，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12