[实用新型]绞车能量回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种绞车能量回收装置，属于石油钻机装备领域。

背景技术

石油钻机配备大容量的独立能源动力系统，为钻机的起升系统、泥浆循环系统、钻头旋进系统等提供充足的动力。由于钻机的工作机组的转速、功率、负荷特性参数差别大而复杂，工况复杂，需要在柴油发动机与工作机之间设置复杂的并车传动系统，实现变速、变矩、离合等功能。

机械石油钻机的传动方式是柴油发动机通过液力耦合器、离合器与链条并车箱连接，实现动力输入。传动系统由链条并车箱的输出端离合器通过万向轴与泥浆泵、绞车、转盘驱动发电机负载连接。机械钻机钻具的提升、下放工况的断续特征引起的大功率频繁冲击负荷，大冲击负荷影响动力机组的燃油经济性和使用寿命。

目前采用机械调峰装置减少机械石油钻机在负载状态下对柴油机的冲击负荷。现有机械调峰装置包括调峰电机、飞轮储能装置，在下钻或下空游车工况状态时，飞轮储能装置通过调峰电机仅储存柴油机的冗余能量，在起钻或负载状态下，单纯依靠飞轮储能装置释放的能量，仅能达到减少对柴油机的冲击负荷，难以满足并车箱动力要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种绞车能量回收装置，通过吸收储存绞车非工作条件下动力机组轻载时的富余功率，在提升钻具、游车大钩时大功率释放，从而大幅度改善动力机组的运行条件，降低设备动力机组容量，从而达到节能减排的目的。

本实用新型由绞车、电磁刹车制动器、增速箱、发电机组成，电磁刹车制动器一端通过离合器与绞车连接，其另一端经增速箱、发电机、绞车能量回收装置整流器，并通过直流母线连接至飞轮储能装置与调峰电机之间的连接线上，调峰电机双向变流器、飞轮储能装置双向变流器、绞车能量回收装置整流器与直流微电网控制器连接，并受其控制。

所述的增速箱采用行星齿轮减速箱。

本实用新型的有益效果是：通过绞车能量回收装置通过吸收储存绞车非工作条件下动力机组轻载时的富余功率，在提升钻具、游车大钩时大功率释放，提高了发动机效率，减少发动机冲击负荷，延长发动机和传动设备使用寿命。

附图说明

图1为机械-电气混合动力传动系统；

图2为绞车能量回收装置。

具体实施方式

结合附图1、2，本实用新型由绞车1、电磁刹车制动器2、增速箱3、发电机4组成，电磁刹车制动器2一端通过离合器与绞车1连接，其另一端经增速箱3、发电机4、绞车能量回收装置整流器196，并通过直流母线191连接至飞轮储能装置193与调峰电机161之间的连接线190上，调峰电机双向变流器162、飞轮储能装置双向变流器192、绞车能量回收装置整流器196与直流微电网控制器198连接，并受其控制。

所述的增速箱采用行星齿轮减速箱。

正常钻进工况中，开动柴油发动机组，经过链条并车箱驱动泥浆泵、转盘驱动发电机平稳高效工作。转盘驱动发电机为钻杆旋转驱动转盘电动机供电，实现钻进。泥浆泵为通井提供循环泥浆。

下放钻具工况中，柴油机发动机组停止运行，绞车通过电磁刹车制动器2、增速箱3、发电机组4回收钻具下放势能，经绞车能量回收装置整流器196、直流母线191、飞轮储能装置双向变流器192向飞轮储能装置193供电，大转动惯量飞轮装置轴系升速储存能量。提升空游车时，飞轮储能装置193降速发电，经过连接线190驱动调峰电机161运行。调峰电机161输出动力提升空游车或短时提升钻具。

起升钻具工况中，轻负载时，柴油发动机组停止运行，重负载时柴油发动机运行，调峰电机及绞车能量回收装置运行。下放空游车时，绞车能量回收装置回收游车下放势能，经整流器196、直流母线191向飞轮储能装置193供电，飞轮升速储能。在提升钻具时，飞轮储能装置193降速发电，经过直流母线191驱动调峰电机161运行，轻载时，调峰电机161单独输出动力提升钻具；重载时，调峰电机161与柴油发动机组提升钻具。