履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，主要由變頻電機、行走變速箱、滾筒變速箱、滾筒總成、電控系統(tǒng)和操作室組成，變頻電機輸出端通過傳動軸與行走變速箱連接，行走變速箱通過花鍵軸與滾筒變速箱連接，所述滾筒變速箱的輸出端連接有滾筒總成；通井機還包括用于向變頻電機進行供電的控制蓄電池儲能系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)，蓄電池儲能系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)分別與電控系統(tǒng)并聯(lián)。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，噪音小、降低能耗，節(jié)能環(huán)保，成本低，故障率低，安全性高，整機提升力大，提升速度快，作業(yè)效率高，能降低工人勞動強度。
【專利說明】
履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及石油修井機、石油通井機等作業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有的履帶式通井機是油田修井作業(yè)的重要設(shè)備，普通石油通井機存在以下缺點:1、采用柴油機作動力，能耗大，污染大，污染嚴重，不符合節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展趨勢。2、機械傳動系統(tǒng)復(fù)雜，例如，柴油發(fā)動機至滾筒絞車傳動路線為:柴油機—主離合器—行走變速箱—滾筒變速箱—輪邊齒輪傳動—滾筒。其中，滾筒變速箱為8正8倒檔結(jié)構(gòu)。整個機械傳動效率低，主離合器、滾筒變速箱故障率高，柴油機、傳動系統(tǒng)維護、保養(yǎng)成本高。3、剎車采用帶式剎車作為主剎車，剎車塊磨損大，更換繁瑣，維護費用高。4、柴油機排放大量廢氣、污染環(huán)境，噪音大，作業(yè)過程中容易出現(xiàn)跑、冒、滴、漏，環(huán)保問題嚴重。5、操作過程復(fù)雜，工人勞動強度高。所以已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在修井作業(yè)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)合理，噪音小、降低能耗，節(jié)能環(huán)保，成本低，故障率低，安全性高，整機提升力大，提升速度快，作業(yè)效率高，能降低工人勞動強度的履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機。
[0004]其技術(shù)方案是:履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，主要由變頻電機、行走變速箱、滾筒變速箱、滾筒總成、電控系統(tǒng)和操作室組成，所述變頻電機輸出端通過傳動軸與行走變速箱連接，所述行走變速箱通過花鍵軸與滾筒變速箱連接，所述滾筒變速箱的輸出端連接有滾筒總成；
[0005]所述通井機還包括用于向變頻電機進行供電的控制蓄電池儲能系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)，所述蓄電池儲能系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)分別與電控系統(tǒng)并聯(lián)。
[0006]所述滾筒變速箱包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有通過齒輪嚙合傳動的輸入軸總成、中間軸總成和輸出軸總成。
[0007 ]所述中間軸總成包括通過齒輪嚙合傳動的一軸總成、二軸總成和三軸總成。
[0008]所述滾筒總成包括與滾筒變速箱輸出軸連接的輸入軸，所述輸入軸上設(shè)有輸入齒輪，所述輸入齒輪與過渡齒輪嚙合連接，所述過渡齒輪上固定連接有過渡齒輪軸，所述過渡齒輪軸通過齒輪嚙合有滾筒傳動齒輪，所述滾筒傳動齒輪上安裝有滾筒軸，所述滾筒軸的外側(cè)安裝有滾筒體，所述滾筒軸上位于滾筒體的一端還設(shè)有滾筒離合器，所述滾筒離合器的外周表面嗤合有離合器齒圈。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)合理，整機采用全電驅(qū)方式，以交流變頻電機作發(fā)動機，為整機行走、作業(yè)提供動力，而且噪音小、降低能耗，節(jié)能環(huán)保，成本低，故障率低，安全性高；該機自帶蓄電池儲能系統(tǒng)及其管理系統(tǒng)作為電源補償，可以解決油田井場變壓器容量小問題；電控系統(tǒng)采用交流變頻技術(shù)，整機提升力大，提升速度快，作業(yè)效率高，并具有完善的保護措施。作業(yè)操作系統(tǒng)采用集中式控制，手柄、按鈕式操作，極大降低了工人勞動強度。
【附圖說明】
[0010]下面是結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2是本實用新型傳動系統(tǒng)不意圖；
[0013]圖3是本實用新型電控系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖4是本實用新型滾筒變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5是本實用新型滾筒總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1.變頻電機;2.行走變速箱;3.滾筒變速箱;4.滾筒總成;5.電控系統(tǒng);6.操作室；7.蓄電池儲能系統(tǒng);8.電源管理系統(tǒng)；31.箱體;32.輸入軸總成;33.輸出軸總成；35.一軸總成;36.二軸總成;37.三軸總成;41.輸入軸;42.輸入齒輪;43.過渡齒輪;44.過渡齒輪軸;45.滾筒傳動齒輪;46.滾筒軸;47.滾筒體;48.滾筒離合器;49.離合器齒圈。
【具體實施方式】
[0017]參照圖1-圖5，履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，主要由變頻電機1、行走變速箱2、滾筒變速箱3、滾筒總成4、電控系統(tǒng)5和操作室6組成，所述變頻電機I輸出端通過傳動軸與行走變速箱2連接，所述行走變速箱2通過花鍵軸與滾筒變速箱3連接，所述滾筒變速箱3的輸出端連接有滾筒總成4;以交流變頻電動機代替原來的柴油機為整車行走、作業(yè)提供動力，增加電控系統(tǒng)等操作控制。且節(jié)約能源，降低成本。每臺車每年度可比柴油機節(jié)約費用百分之20以上。安全環(huán)保，污染小，排放低，噪音少。
[0018]通井機還包括用于向變頻電機I進行供電的控制蓄電池儲能系統(tǒng)7和電源管理系統(tǒng)8，所述蓄電池儲能系統(tǒng)7和電源管理系統(tǒng)8分別與電控系統(tǒng)5并聯(lián)。其中，電控系統(tǒng)5為變頻控制器，以PLC控制技術(shù)為核心，實現(xiàn)數(shù)控、電控、氣控一體化設(shè)計，全面提升修井一體化設(shè)計水平，并為修井作業(yè)創(chuàng)建數(shù)字化，智能化，信息化作業(yè)平臺。剎車采用電機能耗制動和電機“懸停”，能實現(xiàn)快速、平穩(wěn)起放，精確控制游鉤位置以及零速度“懸停”。保護措施齊全，安全性好。由于其為已知技術(shù)，在此不再贅述。
[0019]上述的滾筒變速箱3包括箱體31，所述箱體31內(nèi)設(shè)有通過齒輪嚙合傳動的輸入軸總成32、中間軸總成和輸出軸總成33。如圖4所示。
[0020]其中，中間軸總成包括通過齒輪嚙合傳動的一軸總成35、二軸總成36和三軸總成37 ο滾筒變速箱3由8軸改為4軸檔箱，由電控氣缸掛檔，減少了駕駛室內(nèi)操縱桿數(shù)量。操作臺配有1寸液晶顯示屏，整機當(dāng)前參數(shù)，包括鉤載鉤速、電機轉(zhuǎn)速、電流電壓、電量剩余、整機功率等一目了然，使操作簡單方便，提高舒適性。
[0021]其中，如圖5所示，滾筒總成4包括與滾筒變速箱3輸出軸連接的輸入軸41，所述輸入軸41上設(shè)有輸入齒輪42，所述輸入齒輪42與過渡齒輪43嚙合連接，所述過渡齒輪43上固定連接有過渡齒輪軸44，所述過渡齒輪軸44通過齒輪嚙合有滾筒傳動齒輪45，所述滾筒傳動齒輪45上安裝有滾筒軸46，所述滾筒軸46的外側(cè)安裝有滾筒體47，所述滾筒軸46上位于滾筒體47的一端還設(shè)有滾筒離合器48，所述滾筒離合器48的外周表面嚙合有離合器齒圈49 ο滾筒總成4為內(nèi)封閉式傳動，減少作業(yè)噪音污染。
[0022]本實用新型以電控柜、電池包作為電源補償系統(tǒng)，與井口變壓器并聯(lián)使用。其中蓄電池儲能系統(tǒng)7為電池包。通井機作業(yè)工況主要分為起管柱、液壓鉗上卸扣、下管柱3個工作流程。本實用新型的工作原理為:
[0023]1、起管柱時，變頻電機I功率較大，需要供電量較大，此時，蓄電池儲能系統(tǒng)7和電源管理系統(tǒng)8并聯(lián)向電控系統(tǒng)供電，滿足變頻電機I大功率提升的用電需求；
[0024]2、液壓鉗上卸扣時，需要供電量較小，此時，網(wǎng)電單獨供電，網(wǎng)電多出來的電能還可由電控系統(tǒng)5控制自動向動力電池包充電。
[0025]3、下放管柱時，所需能量也較少，網(wǎng)電多余的電量可自動向電池包充電；另外，下放時的勢能使變頻電機I變成發(fā)電機，由電控系統(tǒng)5控制轉(zhuǎn)向電池包充電。
[0026]4、本實用新型除了下放時進行蓄能外，每次作業(yè)前電池包進行充電，動力電池采用稀土鋰乾電池，充電時間僅需30-40min。
[0027]本實用新型與普通履帶式通井機、石油修井機相比，具有以下優(yōu)點:
[0028]1、節(jié)能、環(huán)保，使用成本低。
[0029]普通履帶式通井機、石油修井機采用柴油發(fā)動機作動力，耗油量大，尾氣排放污染嚴重。履帶式電動通井機用清潔、相對廉價的電力資源代替比較貴的燃油資源，而且，履帶式電動通井機在提升、下放油管的空作時間，變頻電機零速運行，解決傳統(tǒng)柴油驅(qū)通井機、修井機功率利用不合理的問題，降低使用成本，實現(xiàn)了修井作業(yè)的零排放，減少污染，滿足現(xiàn)代化施工的環(huán)保要求。經(jīng)測試證明，履帶式電動通井機的節(jié)能率可達70%以上。
[0030]2、故障率低，維修成本低。
[0031]普通履帶式通井機、石油修井機利用柴油發(fā)動機驅(qū)動，采用液力、機械傳動形式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動效率低、故障率高、維護成本高。履帶式電動通井機僅滾筒等幾處需要保養(yǎng)，整機故障率低，維修成本低。
[0032]3、操作先進，使用方便，提升力大，提升速度快。
[0033]采用先進的交流變頻電驅(qū)動技術(shù)，手柄、按鈕式操作，集中控制，使用方便。經(jīng)測試，履帶式電動通井機比普通履帶通井機工作效率高10%以上。
[0034]4、采用蓄電池電源補償系統(tǒng)，解決井口變壓器容量不足問題。
[0035]履帶式電動通井機用蓄電池包作為電源補償來彌補油田井場變壓器容量不足問題，從而解除了井口箱變的現(xiàn)場高壓接線方式，替代為380V低壓接線。蓄電池采用稀土鋰釔電池，體積小，質(zhì)量輕、充電快捷，經(jīng)久耐用，免維護。
[0036]5、電控系統(tǒng)技術(shù)先進，安全性好。
[0037]采用數(shù)字化控制技術(shù)，以PLC控制技術(shù)為核心，實現(xiàn)數(shù)控、電控、氣控一體化設(shè)計，全面提升修井一體化設(shè)計水平，并為修井作業(yè)創(chuàng)建數(shù)字化，智能化，信息化作業(yè)平臺。剎車采用電機能耗制動和電機“懸?！?，能實現(xiàn)快速、平穩(wěn)起放，精確控制游鉤位置以及零速度“懸?！?。保護措施齊全，安全性好。
[0038]本實用新型并不限于上述的實施方式，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化，變化后的內(nèi)容仍屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，主要由變頻電機、行走變速箱、滾筒變速箱、滾筒總成、電控系統(tǒng)和操作室組成，其特征在于:所述變頻電機輸出端通過傳動軸與行走變速箱連接，所述行走變速箱通過花鍵軸與滾筒變速箱連接，所述滾筒變速箱的輸出端連接有滾筒總成； 所述通井機還包括用于向變頻電機進行供電的控制蓄電池儲能系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)，所述蓄電池儲能系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)分別與電控系統(tǒng)并聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，其特征在于:所述滾筒變速箱包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有通過齒輪嚙合傳動的輸入軸總成、中間軸總成和輸出軸總成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，其特征在于:所述中間軸總成包括通過齒輪嗤合傳動的一軸總成、二軸總成和三軸總成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的履帶式交流變頻電驅(qū)動通井機，其特征在于:所述滾筒總成包括與滾筒變速箱輸出軸連接的輸入軸，所述輸入軸上設(shè)有輸入齒輪，所述輸入齒輪與過渡齒輪嚙合連接，所述過渡齒輪上固定連接有過渡齒輪軸，所述過渡齒輪軸通過齒輪嚙合有滾筒傳動齒輪，所述滾筒傳動齒輪上安裝有滾筒軸，所述滾筒軸的外側(cè)安裝有滾筒體，所述滾筒軸上位于滾筒體的一端還設(shè)有滾筒離合器，所述滾筒離合器的外周表面嚙合有離合器齒圈。
【文檔編號】E21B19/00GK205422582SQ201620215755
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】李君保, 王紅占, 崔風(fēng)水, 呂阿波, 孫剛, 杜金峰, 馮勝利, 姜道華, 趙增輝, 于輝, 譚雪開, 范新冉, 羅章勇
【申請人】勝利油田勝利動力機械集團有限公司