一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，由交流母線、直流母線、控制線、AC/DC整流器、DC/AC逆變器、AC/AC變頻器、三相交流變頻電機(jī)或直流電機(jī)、超級(jí)電容模組蓄能裝置、控制器組成，通過(guò)控制器分別對(duì)AC/DC整流器、超級(jí)電容模組蓄能裝置及DC/AC逆變器、AC/AC變頻器進(jìn)行控制，并接收其反饋信號(hào)，使超級(jí)電容模組蓄能裝置充放電，實(shí)現(xiàn)倍增電機(jī)功率配備，適應(yīng)油田井場(chǎng)現(xiàn)有容量有限的供電條件，滿足油田修井提升大噸位管柱快速高效的作業(yè)要求。超級(jí)電容模組蓄能裝置還具有快充快放、高效環(huán)保，壽命長(zhǎng)、故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆采機(jī)械中的修井設(shè)備，具體是一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]修井機(jī)是油田廣泛采用的一種油水井修井作業(yè)設(shè)備。目前，我國(guó)的傳統(tǒng)修井機(jī)動(dòng)力采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，存在修井作業(yè)高能耗，高噪音，高污染等三高問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，近年國(guó)內(nèi)研發(fā)的網(wǎng)電修井機(jī)以低能耗、低噪音、低污染展示了較強(qiáng)的優(yōu)越性。但網(wǎng)電修井機(jī)取電受到油田井場(chǎng)供電條件限制。油田現(xiàn)有井場(chǎng)供電條件是為抽油機(jī)用電需求而設(shè)計(jì)，抽油機(jī)電機(jī)額電功率一般不超過(guò)60KW。而修井機(jī)修井作業(yè)需100KW以上的功率匹配，才能滿足正常提升管柱重量與速度的要求，達(dá)到傳統(tǒng)作業(yè)機(jī)的提升能力與水平?，F(xiàn)有網(wǎng)電作業(yè)機(jī)的主動(dòng)力電機(jī)有圍繞井場(chǎng)現(xiàn)有供電條件而設(shè)計(jì)為50KW左右，作業(yè)速度低于傳統(tǒng)作業(yè)速度，影響作業(yè)時(shí)效；也有電機(jī)功率設(shè)計(jì)為100KW以上，但不能適應(yīng)大部分50KW左右的井場(chǎng)供電條件。因此，有必要對(duì)網(wǎng)電作業(yè)機(jī)進(jìn)行功率補(bǔ)償，利用油田井場(chǎng)50KW左右的供電容量，滿足IOOKff以上的電機(jī)用電需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中油田井場(chǎng)現(xiàn)有供電容量不足，提供一種能夠滿足網(wǎng)電修井機(jī)施工要求的修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]第一種方案，本發(fā)明由井場(chǎng)交流母線、AC/DC整流器、直流母線、控制器、控制線、超級(jí)電容模組蓄能裝置、直流電機(jī)組成。其中AC/DC整流器通過(guò)交流母線與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器與直流電機(jī)通過(guò)直流母線串聯(lián)連接；超級(jí)電容模組蓄能裝置通過(guò)直流母線并聯(lián)在AC/DC整流器與直流電機(jī)之間的直流母線上；控制器通過(guò)控制線分別與AC/DC整流器、超級(jí)電容模組蓄能裝置連接。
[0006]超級(jí)電容模組蓄能裝置的功率是直流電機(jī)功率的二分之一。
[0007]若修井機(jī)的電機(jī)為三相交流變頻電機(jī)，本實(shí)用新型可采用第二種方案，即本發(fā)明由AC/DC整流器、DC/AC逆變器、超級(jí)電容模組蓄能裝置、控制器、三相交流變頻電機(jī)及交流母線、直流母線、控制線組成。AC/DC整流器通過(guò)交流母線與井場(chǎng)電源連接，并通過(guò)直流母線與DC/AC逆變器、超級(jí)電容模組蓄能裝置連接，DC/AC逆變器通過(guò)交流母線與三相交流變頻電機(jī)連接，控制器通過(guò)控制線分別與AC/DC整流器、DC/AC逆變器、超級(jí)電容模組蓄能裝置連接。
[0008]所述的超級(jí)電容模組蓄能裝置的功率為三相交流變頻電機(jī)功率的二分之一。
[0009]本實(shí)用新型第三種方案是在第二種方案的基礎(chǔ)上，在井場(chǎng)電源的交流母線上通過(guò)AC/AC變頻器并聯(lián)另一部三相交流變頻電機(jī)。
[0010]所述的超級(jí)電容模組蓄能裝置的功率與兩部三相交流變頻電機(jī)功率相同。[0011]本實(shí)用新型適應(yīng)油田井場(chǎng)現(xiàn)有容量有限的供電條件，實(shí)現(xiàn)倍增電機(jī)功率配備，滿足油田修井提升大噸位管柱快速高效的作業(yè)要求。超級(jí)電容模組蓄能裝置相對(duì)其他蓄能技術(shù)具有快充快放、高效環(huán)保，壽命長(zhǎng)、故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型第一種方案結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型第二種方案結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型第三種方案結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1為本實(shí)用新型的第一種實(shí)施方式。本實(shí)用新型由井場(chǎng)交流母線1、AC/DC整流器2、直流母線、控制器6、控制線、超級(jí)電容模組蓄能裝置5、直流電機(jī)4a組成。其中AC/DC整流器2通過(guò)交流母線I與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器2與直流電機(jī)4a通過(guò)直流母線3a串聯(lián)連接；超級(jí)電容模組蓄能裝置5通過(guò)直流母線3b并聯(lián)在AC/DC整流器2與直流電機(jī)4a之間的直流母線3a上；控制器6通過(guò)控制線7a、控制線7b分別與AC/DC整流器2、超級(jí)電容模組蓄能裝置5連接。
[0017]超級(jí)電容模組蓄能裝置5的功率是直流電機(jī)4a功率的二分之一，從而倍增井場(chǎng)交流網(wǎng)電供電容量。
[0018]若修井機(jī)的動(dòng)力為三相交流變頻電機(jī)，可采用圖2所示的為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式。即本發(fā)明由交流母線、AC/DC整流器2、直流母線、DC/AC逆變器8、三相交流變頻電機(jī)4b、超級(jí)電容模組蓄能裝置5、控制器6、控制線組成。其中AC/DC整流器2通過(guò)交流母線I與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器2通過(guò)直流母線3a、交流母線Ia與DC/AC逆變器8、三相交流變頻電機(jī)4b依次串聯(lián)連接；超級(jí)電容模組蓄能裝置5通過(guò)直流母線3b并聯(lián)在AC/DC整流器2與DC/AC逆變器8之間的直流母線3a上；控制器6通過(guò)控制線7a、控制線7b、控制線7c分別與AC/DC整流器2、超級(jí)電容模組蓄能裝置5、DC/AC逆變器8連接。
[0019]所述的超級(jí)電容模組蓄能裝置5的功率為三相交流變頻電機(jī)4b功率的二分之一，從而倍增井場(chǎng)交流網(wǎng)電供電容量。
[0020]圖3為本實(shí)用新型的第三種實(shí)施方式。本發(fā)明由交流母線、直流母線、控制線、AC/DC整流器2、DC/AC逆變器8、AC/AC變頻器9、三相交流變頻電機(jī)4b、三相交流變頻電機(jī)4c、超級(jí)電容模組蓄能裝置5、控制器6組成。其中，AC/DC整流器2通過(guò)交流母線I與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器2、DC/AC逆變器8、三相交流變頻電機(jī)4b通過(guò)直流母線3a、交流母線Ia依次串聯(lián)連接；三相交流變頻電機(jī)4c通過(guò)交流母線lc、AC/AC變頻器9、交流母線Ib連接到交流母線I ;超級(jí)電容模組蓄能裝置5通過(guò)直流母線3b并聯(lián)在AC/DC整流器2與DC/AC逆變器8之間的直流母線3a上；控制器6通過(guò)控制線7a、控制線7b、控制線7c、控制線7d分別與AC/DC整流器2、超級(jí)電容模組蓄能裝置5、DC/AC逆變器8、AC/AC變頻器9連接；三相交流變頻電機(jī)4b和三相交流變頻電機(jī)4c通過(guò)修井機(jī)上的并車箱與修井機(jī)的絞車相連。
[0021]所述的超級(jí)電容模組蓄能裝置5的功率與三相交流變頻電機(jī)4b和三相交流變頻電機(jī)4c的功率相同，從而倍增井場(chǎng)交流網(wǎng)電供電容量。[0022]在作業(yè)過(guò)程中，控制器6通過(guò)控制線分別對(duì)上述三個(gè)實(shí)施方式中的AC/DC整流器
2、超級(jí)電容模組蓄能裝置5及DC/AC逆變器8、AC/AC變頻器9進(jìn)行控制，并接收其反饋信號(hào)。
[0023]在修井機(jī)首次提升管柱前或兩次提升管柱之間的間歇時(shí)間(即單根油管卸扣與擺放等輔助時(shí)間)，井場(chǎng)交流網(wǎng)電通過(guò)AC/DC整流器2對(duì)超級(jí)電容模組蓄能裝置5供電，使超級(jí)電容模組蓄能裝置5充電；當(dāng)修井機(jī)提升管柱時(shí)，第一種實(shí)施方式是在控制器6控制下，井場(chǎng)交流網(wǎng)電經(jīng)AC/DC整流器2轉(zhuǎn)換為直流電，與超級(jí)電容模組蓄能裝置5提供的直流電并聯(lián)，對(duì)直流電機(jī)4a供電，且在控制器控制下速度可調(diào)，滿足修井機(jī)提升功率要求；第二種方案是在控制器6控制下，井場(chǎng)交流網(wǎng)電經(jīng)AC/DC整流器2整流為直流電，與超級(jí)電容模組蓄能裝置5提供的直流電并聯(lián)，經(jīng)DC/AC逆變器8逆變調(diào)頻，對(duì)交流變頻電機(jī)4b供電，從而倍增供電容量，滿足修井機(jī)提升功率要求；第三種方案是在控制器6控制下，井場(chǎng)交流網(wǎng)電經(jīng)AC/AC變頻器9調(diào)頻，驅(qū)動(dòng)三相交流變頻電機(jī)4c，與此同時(shí)，超級(jí)電容模組蓄能裝置5提供直流電，經(jīng)DC/AC逆變器8逆變調(diào)頻，對(duì)三相交流變頻電機(jī)4b供電，三相交流變頻電機(jī)4b和三相交流變頻電機(jī)4c通過(guò)機(jī)械并車箱將動(dòng)力傳遞給絞車，滿足修井機(jī)電機(jī)功率要求，從而提升作業(yè)機(jī)性能。
【權(quán)利要求】
1.一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，由井場(chǎng)交流母線(1)、AC/DC整流器(2)、直流母線、控制器(6)、控制線、超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)、直流電機(jī)(4a)組成，其特征是:AC/DC整流器(2 )通過(guò)交流母線(I)與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器(2 )與直流電機(jī)(4a)通過(guò)第一直流母線(3a)串聯(lián)連接；超級(jí)電容模組蓄能裝置(5 )通過(guò)第二直流母線(3b )并聯(lián)在AC/DC整流器(2)與直流電機(jī)(4a)之間的第一直流母線(3a)上；控制器(6)通過(guò)第一控制線(7a)、第二控制線(7b )分別與AC/DC整流器(2 )、超級(jí)電容模組蓄能裝置(5 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是:超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)的功率是直流電機(jī)(4a)功率的二分之一。
3.一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，由交流母線、AC/DC整流器(2)、直流母線、DC/AC逆變器(8)、三相交流變頻電機(jī)(4b)、超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)、控制器(6)、控制線組成，其特征是:AC/DC整流器(2 )通過(guò)交流母線(I)與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器(2 )通過(guò)第一直流母線(3a)、交流母線(Ia)與DC/AC逆變器(8 )、三相交流變頻電機(jī)(4b )依次串聯(lián)連接；超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)通過(guò)第二直流母線(3b)并聯(lián)在AC/DC整流器(2)與DC/AC逆變器(8)之間的第一直流母線(3a)上；控制器(6)通過(guò)第一控制線(7a)、第二控制線(7b )、第三控制線(7c )分別與AC/DC整流器(2 )、超級(jí)電容模組蓄能裝置(5 )、DC/AC逆變器(8)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是:所述的超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)的功率為三相交流變頻電機(jī)(4b)功率的二分之一。
5.一種修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，由交流母線、直流母線、控制線、AC/DC整流器(2 )、DC/AC逆變器(8 )、AC/AC變頻器(9 )、第一個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4b )、第二個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4c)、超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)、控制器(6)組成，其特征是:AC/DC整流器(2)通過(guò)交流母線(I)與井場(chǎng)電源連接，AC/DC整流器(2)、DC/AC逆變器(8)、第一個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4b)通過(guò)第一直流母線(3a)、第一交流母線(Ia)依次串聯(lián)連接；第二個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4c)通過(guò)第三交流母線(lc)、AC/AC變頻器(9)、第二交流母線(Ib)連接到交流母線(I);超級(jí)電容模組蓄能裝置(5 )通過(guò)第二直流母線(3b )并聯(lián)在AC/DC整流器(2 )與DC/AC逆變器(8)之間的第一直流母線(3a)上；控制器(6)通過(guò)第一控制線(7a)、第二控制線(7b )、第三控制線(7c )、第四控制線(7d)分別與AC/DC整流器(2 )、超級(jí)電容模組蓄能裝置(5 )、DC/AC逆變器(8 )、AC/AC變頻器(9 )連接；第一個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4b )和第二個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4c)通過(guò)修井機(jī)上的并車箱與修井機(jī)的絞車相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的修井機(jī)超級(jí)電容蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是:所述的超級(jí)電容模組蓄能裝置(5)的功率與第一個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4b)和第二個(gè)三相交流變頻電機(jī)(4c)的功率相同。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK203456928SQ201320315759
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】張超平, 朱文琪, 周和平, 萬(wàn)龍, 童明金, 唐道見 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司