[实用新型]一种飞轮储能低碳节能自走式修井机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气田开发设备。

背景技术

目前，自走式修井机多以柴油机为动力，柴油机排出的硫化物、氮氧化物是PM2.5的重要污染物，当下环境污染问题备受关注，节能减排是当务之急。在国家大力倡导节能环保的背景下，修井机以天然气等低成本清洁能源为动力已成为未来的发展趋势。

修井作业属间歇性作业，常规修井机在起升及下放管柱时，卸扣、摆放单根等辅助作业时间约占3/4，发动机处于空载荷状态运转，造成大量能量浪费；提升管柱时需要较大的功率，操作人员往往猛增油门，发动机出现柴油不完全燃烧冒黑烟现象，造成环境污染。

发明内容

本实用新型提供一种飞轮储能低碳节能自走式修井机，它是一种解决现有柴油机驱动修井机存在的污染高、功率浪费等问题的修井机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种飞轮储能低碳节能自走式修井机，包括在自走式底盘上安装的飞轮储能装置、取力器、发电机、多档齿轮变速绞车、司钻控制室，自走式底盘车驾驶室下方安装天然气发动机，LNG罐通过支架装于自走式底盘主纵梁左侧，通过管线与天然气发动机连接，为其提供燃料；天然气发动机通过联轴器一、取力器连接发电机，取力器可实现行走、作业动力切换，行走时挂合底盘驱动轴，作业时挂合发电机；飞轮储能装置、电能管理装置分别安装于车台面上发电机两侧，纵向布置；司钻控制室安装于自走式底盘左侧中后部；电能管理装置输入端通过电缆与发电机、飞轮储能装置连接，输出端连接电机，与控制电缆连接控制单元安装于司钻控制室内。

多档齿轮变速绞车由电机、联轴器二、多挡变速箱、主滚筒及辅助刹车组成，电机输出轴通过联轴器二与多挡变速箱输入轴连接，多挡变速箱输出轴与主滚筒中心轴共为一体，主滚筒中心轴另一端与辅助刹车相连。

钢丝绳的一端与主滚筒相连接，另一端经过井架总成顶上天车后与游车大钩连接，游车大钩与管柱连接。

本实用新型的有益效果

1. 整机行走、作业动力均由天然气发动机提供，根据不同工况切换，实现动力充分利用。

2. 修井设备使用专用自走底盘一体化运输，拆卸、安装和移运效率高，减少了作业准备时间。

3. 修井机配置飞轮储能装置，储存作业间隙发电机发出的电能，在大功率提升管柱时释放，弥补功率波动，可使发动机始终运转在较高效率。

4. 天然气驱动发动机，可以降低燃料费约20%，同时大幅减少污染综合物的排放，实现PM2.5零排放，达到低碳环保效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型多档齿轮变速绞车俯视图；

图4为本实用新型工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图1-4进一步说明本实用新型的具体实施方式。

参见图1-2，自走式底盘车1驾驶室下方安装天然气发动机2，LNG罐4通过支架挂装于底盘车主纵梁左侧，通过管线与天然气发动机2连接，为其提供燃料；天然气发动机2通过联轴器一3、取力器4连接发电机，取力器7可实现行走、作业动力切换，行走时挂合底盘驱动轴，作业时挂合发电机9；飞轮储能装置10、电能管理装置8分别安装于车台面上发电机9两侧，纵向布置；司钻控制室6安装于自走底盘1左侧中后部，井架总成18装于自走式底盘1的尾部。

上述电能管理装置8输入端通过电缆与发电机9、飞轮储能装置10连接，输出端连接电机13，其控制端安装于司钻控制室6内，由控制电缆连接。

参见图3所示，上述多档齿轮变速绞车5由电机13、联轴器二12、多挡变速箱11、主滚筒14及辅助刹车15组成，电机13输出轴通过联轴器二12与多挡变速箱输11输入轴连接，多挡变速箱11输出轴与主滚筒14中心轴共为一体，主滚筒14中心轴另一端与辅助刹车15相连。

图4中：钢丝绳16的一端与主滚筒14连接，钢丝绳16的另一端经过井架总成18顶上天车后与游车大钩17连接，游车大钩17与管柱19连接。

修井作业状态，取力器7挂合发电机9。起升管柱19作业时操作人员在司钻空置房6内控制电能管理装置8发出提升信号，发电机9、飞轮储能装置10共同为电机13提供电能，驱动其正向旋转。提出一根管柱19后，停止向电机13供电，辅助刹车15刹住主滚筒14。此时，飞轮储能装置10开始储存发电机9发出的电能。井口作业工连接游车大钩与井口内下一根管柱19，进入下一个起升管柱的循环。

下放管柱作业时操作人员控制电能管理装置8发出下放信号，管柱19拉动钢丝绳16向下运动，带动主滚筒14反向旋转，经多档变速箱11带动电机13反转发电，发出的电能储存在飞轮储能装置10内；单根管柱下放完成后，电机13停止转动，井口作业工连接另一根管柱19，飞轮储能装置10释放电能，驱动电机13正向旋转，将游车大钩17提升至高位置，作业工将新管柱另一端与原井口管柱连接，进入下一个下放管柱的循环。该作业过程实现了下放管柱势能回收。