专利名称：一种超级电容组蓄能式电机调速通井机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田油水井修井作业的机械设备。
技术背景
在油水井修井和井下作业过程中，需要使用作业通井机将井内油 管提升至地面或将油管下放到井内，通过油管起下作业最终达到施工 目的。目前，现场使用的通井机有两种类型， 一种通井机采用柴油发 动机带动，另一种通井机为交流变频电动机带动，前者的缺点是需要 耗用大量柴油，能源利用率低，维修费用高，而且在间断工作时不能 频繁启动；后者的缺点则是受施工现场电源容量的限制，安全性能较 差
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以节能降耗、提高能源利用率 并可克服柴油发动机式通井机间断工作时不能频繁启动和高压电源 变频通井机受电源容量限制等缺点和不足的超级电容组蓄能式电机 调速通井机。
本实用新型的上述目的是这样实现的。此种作业通井机由电源空 气开关、充电电源模块、电容组蓄能器、限流器、直流调速模块、控 制面板、主电机、联轴器、变速箱、动力传动系统、绞车离合器、绞 车、辅助刹车离合器、超越式离合器、辅助刹车直流电机、充电器、 蓄能器、底车系统、液压系统、井架系统组成，空气开关输入端与抽油机380V三相交流外接电源相接，输出端与充电电源模块相连；充 电电源模块的另一端与电容组蓄能器相连，电容组蓄能器通过限流器 与直流调速模块相连，直流调速模块输出端分别与控制面板和主电机 相连；主电机通过联轴器、变速箱、动力传动系统与绞车一端的绞车 离合器相连；绞车另一端设有由辅助刹车离合器、超越式离合器、辅 助刹车直流电机、充电器、蓄能器构成的辅助刹车系统，其中，辅助 刹车离合器、超越式离合器依次与绞车相连，超越式离合器与辅助刹 车直流电机相连，辅助刹车直流电机、充电器、蓄能器依次相连；上 述各部件分别设置、安装在底车系统上，底车系统上还安装有液压系 统和井架系统。
此种电机调速通井机的工作过程如下油井起管施工作业时，首 先将380V三相交流电源接到电源空气开关的接入端，脱开辅助刹车 的离合器，根据抽油机的电源所能带动的用电负荷，设定充电电源模 块输入电流的最大值，根据施工作业中的负荷大小及提升速度确定变 速箱的档位，在工作前先充电5-10分钟再开始工作。提升油管时，主 电机的电流由两部分组成， 一部分是充电电源模块将电源电流整流为 直流供给主电机，另一部分是电容组蓄能器对主电机所需电流进行补 充。主电机在这两部分电流的供给下，通过联轴器、变速箱、动力传 动系统构成的传动单元和绞车离合器带动绞车转动，绞车拉动钢丝绳 通过天车、游车等井架系统提升油管，进行施工作业。当上升停止及 下放油管时，绞车离合器脱开，主电机不转动，当主电机所需电流小 于充电电流模块输入电流的最大值时，电源电流通过充电电源模块得到反馈信号自动充电；当电容组蓄能器蓄能到最大值时，充电电源模 块得到反馈信号自动停止充电。当施工作业往井下下放油管时，提升 力很小，下放制动力加大，需要使用辅助刹车，使用辅助刹车时，将 辅助刹车离合器接合；上提油管时，主电机由充电电源模块和电容组 蓄能器提供的电能转动，主电机通过变速箱、传动系统、绞车离合器 带动绞车正转，绞车正转时，超越式离合器自动脱开，辅助刹车直流 电机不转动，实现上提油管；下放时，主电机不转动，绞车离合器脱 开，绞车在游车、油管等自重的作用下反转，绞车带动辅助刹车离合 器、超越式离合器从而带动辅助刹车电机转动并发电，通过充电器给 蓄能器充电，实现蓄能辅助制动，最后主刹车和辅助刹车同时制动实 现刹车并刹死。
本实用新型设计合理，操作方便，工作可靠，利用它可以节能降 耗，大大提高能耗利用率，避免因间断用电造成的脉动电流对电网的 损害。此种通井机采用主电机无级调速与机械变速相结合，使得输出 扭矩范围增大，转速范围变宽，可满足不同工况施工作业的需要。由 于绞车部位增加了一个辅助刹车系统，因而可以将部分动能转化为电 能，减少能量消耗，并可减轻主刹车制动力，延长主刹车的工作寿命。
图1为本实用新型的总体结构和外观图。 图2为工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。如图所示，本实用新型由三相电源空气开关l、充电电源模块2、 电容组蓄能器3、限流器4、直流调速模块5、控制面板6、主电机7、 联轴器8、变速箱9、动力传动系统IO、绞车离合器ll、绞车12、辅 助刹车离合器13、超越式离合器14、辅助刹车直流电机15、充电器 16、蓄能器17、底车系统18、液压系统19、井架系统20组成，其结 构连接关系如下三相交流电源空气开关1输入端与抽油机380V三 相交流外接电源相接，输出端与充电电源模块2相连；充电电源模块 2另一端与电容组蓄能器3相连，电容组蓄能器3通过限流器4与直 流调速模块5相连，直流调速模块5输出端分别与控制面板6和主电 机7相连；主电机7通过联轴器8、变速箱9、动力传动系统10与绞 车12上的绞车离合器11相连;绞车12另一端设有由辅助刹车离合器 13、超越式离合器14、辅助刹车直流电机15、充电器16、蓄能器17 构成的辅助刹车系统，其中，辅助刹车离合器13、超越式离合器14 依次与绞车12相连，超越式离合器14与辅助刹车直流电机15相连， 辅助刹车直流电机15、充电器16、蓄能器17依次相连；上述各部件 分别设置、安装在底车系统18上；底车系统18上还安装有液压系统 19和井架系统20。其中，充电电源模块2由整流集成模块和反馈控 制面板、信息采集板构成，外接输入电源为380V的三相交流电源， 通过整流输出直流，为蓄能器3充电，同时为直流调速模块提供一定 的功率支持，该单元能根据蓄能器的反馈信号来控制充电电流，并能 根据输入电源的电容量来设定，控制输入电流的大小。电容组蓄能器 3由超级电容组串、并联组成，其输入电流为充电电源模块整流后的直流电，控制元件输出电流为充电电流和蓄能器电容组放电电流之和
的直流电。直流调速模块5由直流电压转换装置DC-DC模块和电流 传感器组成，根据通井机的动力和速度需要给主电机提供电能，并限 制电容组蓄能器输出的最大电流。控制面板6由触摸屏、按钮开关指 示灯和相关仪表组成，作用是控制系统运行，反映整个系统的运行状 态，提供各部分实时状态，执行操作人员指令。主电机7采用直流电 机，其最大输出功率可达到电源输入功率的3-4倍。绞车12采用常规 的通井机绞车，其一端设有常规的绞车离合器ll，另一端设有辅助刹 车离合器13、超越式离合器14、辅助刹车直流电机15、充电器16和 蓄能器17构成的辅助刹车系统。
权利要求1、一种超级电容组蓄能式电机调速通井机，由三相电源空气开关(1)、充电电源模块(2)、电容组蓄能器(3)、限流器(4)、直流调速模块(5)、控制面板(6)、主电机(7)、联轴器(8)、变速箱(9)、动力传动系统(10)、绞车离合器(11)、绞车(12)、辅助刹车离合器(13)、超越式离合器(14)、辅助刹车直流电机(15)、充电器(16)、蓄能器(17)、底车系统(18)、液压系统(19)、井架系统(20)组成，其特征在于三相交流电源空气开关(1)输入端与抽油机380V三相交流外接电源相接，输出端与充电电源模块(2)相连；充电电源模块(2)另一端与电容组蓄能器(3)相连，电容组蓄能器(3)通过限流器(4)与直流调速模块(5)相连，直流调速模块(5)输出端分别与控制面板(6)和主电机(7)相连；主电机(7)通过联轴器(8)、变速箱(9)、动力传动系统(10)与绞车(12)上的绞车离合器(11)相连；绞车(12)另一端设有由辅助刹车离合器(13)、超越式离合器(14)、辅助刹车直流电机(15)、充电器(16)、蓄能器(17)构成的辅助刹车系统，其中，辅助刹车离合器(13)、超越式离合器(14)依次与绞车(12)相连，超越式离合器(14)与辅助刹车直流电机(15)相连，辅助刹车直流电机(15)、充电器(16)、蓄能器(17)依次相连；上述各部件分别设置、安装在底车系统(18)上；底车系统(18)上还安装有液压系统(19)和井架系统(20)。
专利摘要本实用新型涉及一种超级电容组蓄能式电机调速通井机，由电源空气开关、充电电源模块、电容组蓄能器、直流调速模块、控制面板、主电机、联轴器、变速箱、动力传动系统、绞车离合器、绞车、辅助刹车离合器、超越式离合器、辅助刹车直流电机、充电器、蓄能器、底车系统、液压系统、井架系统组成，空气开关输入输出端分别与外接电源和充电电源模块相连；充电电源模块、电容组蓄能器、直流调速模块、主电机依次相连；主电机通过联轴器、变速箱、动力传动系统与绞车相连，绞车另一端设有由辅助刹车离合器、超越式离合器、辅助刹车直流电机构成的辅助刹车系统。该该通井机工作可靠，利用它可以节能降耗，避免因间断用电造成脉动电源对电网的损害。
文档编号E21B19/00GK201269053SQ200820218538
公开日2009年7月8日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者宣士奇, 华 李 申请人:宣士奇