一种修井机变频储能装置的制作方法

本实用新型涉及变频储能设备技术领域，具体为一种修井机变频储能装置。

背景技术：

随着国家对节能减排的标准要求提高，传统柴油式修井机需进行技术升级换代。

但是目前使用的修井机变频储能装置存在以下不足：

1、目前使用的修井机变频储能装置的变频器通过改变电流的电压和频率起到节能的作用，但依旧会有大量的多余功率，造成浪费能源。

2、目前使用的修井机变频储能装置造成的污染较大，且在运行时噪音较大，维护成本比较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种修井机变频储能装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种修井机变频储能装置，包括动力驱动单元、直流单元、储能单元、控制单元和监控系统，所述动力驱动单元包括变频器、电源断路器和放电开关，所述变频器与电源断路器和放电开关电性连接，所述直流单元包括DC/DC直流转换器和显示屏，所述DC/DC直流转换器与变频器电性连接，所述显示屏与和DC/DC直流转换器连接，所述储能单元包括超级电容、电容监测器、电能释放器，所述超级电容与DC/DC直流转换器和电能释放器电性连接，所述电容监测器与超级电容连接，所述控制单元包括操作控制盘，所述操作控制盘与变频器、超级电容和电能释放器连接。

优选的，所述DC/DC直流转换器连接有DC/DC控制器，所述超级电容连接有超级电容管理器。

优选的，所述监控系统包括PLC和触摸屏，所述PLC与触摸屏、DC/DC控制器和超级电容管理器连接。

优选的，所述触摸屏包括有登陆界面窗口、设备运行工况界面窗口，工作状态显示界面窗口、参数设置界面窗口、超级电容数据显示界面窗口、实时曲线界面窗口及报警记录界面窗口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型使井场电网通过变频器经整流、逆变器向电机提供动力。由于井场电网提供的最大功率小于电机的额定功率，超级电容储能系统通过 DC/DC释放能量，补偿绞车所需功率，每一次钻具上提过程，即是储能单元放电过程，每一次卸钻具过程，即是储能单元充电过程，充放电比大约为2:1，如此往复，储能单元始终保持足够的储能容量，满足现场修井要求，节约了能源；

2、本实用新型采用网电修井机，既可消除污染，大大节省能源，又可降低噪音，减少维护成本，还有利于提高生产效率，是一款有利于环保的绿色电动修井装置。

附图说明

图1为本实用新型一种修井机变频储能装置整体系统示意图；

图2为本实用新型一种修井机变频储能装置直流单元示意图；

图3为本实用新型一种修井机变频储能装置储能单元示意图；

图4为本实用新型一种修井机变频储能装置的超级电容功率补偿系统结构示意图。

图中：1、驱动单元；2、直流单元；3、储能单元；4、控制单元；5、监控系统；6、变频器；7、电源断路器；8、放电开关；9、DC/DC直流转换器； 10、显示屏；11、超级电容；12、电容监测器；13、电能释放器；14、操作控制盘；15、DC/DC控制器；16、超级电容管理器；17、PLC；18、触摸屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种修井机变频储能装置，包括动力驱动单元1、直流单元2、储能单元3、控制单元4和监控系统5，所述动力驱动单元1包括变频器6、电源断路器7和放电开关8，所述变频器 6与电源断路器7和放电开关8电性连接，所述直流单元2包括DC/DC直流转换器9和显示屏10，所述DC/DC直流转换器9与变频器6电性连接，所述显示屏10与和DC/DC直流转换器9连接，所述储能单元3包括超级电容11、电容监测器12、电能释放器13，所述超级电容11与DC/DC直流转换器9和电能释放器13电性连接，所述电容监测器12与超级电容11连接，所述控制单元4包括操作控制盘14，所述操作控制盘14与变频器6、超级电容11和电能释放器13连接。

所述DC/DC直流转换器9连接有DC/DC控制器15，用于控制DC/DC直流转换器9；所述超级电容11连接有超级电容管理器16，用于控制超级电容11；所述监控系统5包括PLC17和触摸屏18，所述PLC17与触摸屏18、DC/DC控制器15和超级电容管理器16连接，使DC/DC控制器15和超级电容管理器16 通过通讯总线与监控系统5实时通信，监控系统5监控整个系统的运行状态；所述触摸屏18包括有登陆界面窗口、设备运行工况界面窗口，工作状态显示界面窗口、参数设置界面窗口、超级电容数据显示界面窗口、实时曲线界面窗口及报警记录界面窗口，用于实时显示设备运行及参数检测监控画面。

工作原理：该实用新型通过功率补偿装置并接在变频器6的直流母线上， DC/DC控制器15通过PT采样得到主电路电压电流数据，经核心控制算法计算，对超级电容11储能系统进行充放电及能量管理，充放电过程如下：当网电修井机在井场与变压器接上电源后，合上动力驱动单元1内主断路器，储能单元3通过变频器6整流单元充电，直至超级电容11储能达到额定工作电压，即可开始修井工作，在修井机上提钻具工况下，绞车提升电机启动，井场电网通过变频器6经整流、逆变器向电机提供动力。由于井场电网提供的最大功率小于电机的额定功率，超级电容11储能系统通过DC/DC直流转换器9释放能量，补偿绞车所需功率，在修井下放钻具工况下，绞车离合器脱开，提升电机停止运行，井场电网或柴油发电机向超级电容11提供充电电流，直至超级电容11储存容量达到额定状态，每一次钻具上提过程，即是储能单元3 放电过程，每一次卸钻具过程，即是储能单元3充电过程，充放电比大约为 2:1，如此往复，储能单元3始终保持足够的储能容量，满足现场修井要求，与此同时，电容监控器12对超级电容11各模组实时在线检测，当修井任务完成后，为保证运输途中设备安全，通过按下动力驱动单元1上的放电开关8，使放电电阻接触器吸合，将储能电容上的电荷通过放电电阻释放掉。