一种燃气动力变频控制的全电动钻机的制作方法

本发明涉及石油钻机技术领域，具体涉及一种燃气动力变频控制的全电动钻机。

背景技术：

随着油田高产高效目标的提出，钻井现场水平井、斜井的开发越来越多，对钻机设备要求也越来越高。传统的机械钻机主要通过柴油机进行驱动，但是柴油机的工作状态和输出参数不易调节，且在连续的作业过程中柴油机会存在输出功率不稳定的状态。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种便于控制的燃气动力变频控制的全电动钻机。

为了解决上述问题，本实用新型包括动力系统、电控制系统、驱动系统和钻机主体，所述的钻机主体包括起升系统、旋转系统、循环系统、井架底座、辅助设备和井控设备，所述的动力系统为燃气发电系统，所述的燃气发电系统包括燃气供气装置、燃气发动机和发电机，所述的电控制系统包括VFD变频器和MCC电机控制中心，所述的驱动系统包括用于驱动起升系统的第一变频驱动电机和用于驱动旋转系统的第二变频驱动电机，所述的第一变频驱动电机和第二变频驱动电机均通过VFD变频器与MCC电机控制中心连接。

作为优化，本实用新型所述的燃气供气装置包括若干燃气储存罐和用于储存燃气储存罐的储存室，所述的储存室内设置有用于检测燃气密度的燃气传感器，所有燃气储存罐均通过输气管与燃气发动机连接，且每个燃气储存罐上均设置有压力传感器和电磁阀；燃气发动机的排气口上连接有热交换箱，所有输气管均通过热交换箱与燃气发动机的进气口连接，所述的热交换箱包括外箱体和位于外箱体内部的内箱体，所述的内箱体与外箱体之间不连通，外箱体的两端设置有外箱体连接口，内箱体的两端设置有内箱体连接口，所述的内箱体连接口均穿出至外箱体之外，所述的内箱体的纵截面为若干相连接的S型，所述的燃气发动机的排气口与外箱体连接口连接，所述的输气管与内箱体连接口连接。

作为优化，本实用新型所述的燃气发动机的排气口与外箱体连接口之间的连接管上设置有放空管和第一排气蝶阀，所述的第一排气蝶阀设置在放空管远离燃气发动机的排气口的一侧，所述的放空管上设置有第二排气蝶阀。

作为优化，本实用新型所述的燃气储存罐均通过支撑架设置在储存室内，所述的支撑架上设置有多层阶梯，所述的每层阶梯上均设置有若干用于放置燃气储存罐的固定筒，所述的固定筒包括第一半筒和第二半筒，所述的第一半筒固定连接在阶梯上，所述的第二半筒的下部与第一半筒铰接，且第二半筒的上部与第一半筒之间设置有锁扣元件，所述的储存室还设置有用于装卸燃气储存罐的电动吊装装置。

作为优化，本实用新型所述的电动吊装装置包括吊装架、绕线滚筒和驱动电机，所述的吊装架包括下支架和上支架，上支架与下支架转动连接，绕线滚筒上缠绕有吊绳，上支架的顶部设置有滑轮，所述的吊绳穿过滑轮连接有吊钩。

作为优化，本实用新型所述的起升系统包括绞车和通过钢丝绳与绞车连接的提升组件，所述的旋转系统包括转盘和钻杆，所述的第一变频驱动电机通过第一变速箱与绞车连接，所述的第二变频驱动电机通过第二变速箱与转盘连接。

本发明的有益效果是：本实用新型通过MCC电机控制中心便于对第一变频驱动电机和第二变频驱动电机的工作状态进行检测和控制，相对于传统机械钻机相比，电驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更安全方便等优越性，通过燃气发电系统供电也能减少污染物的产生，还能够减少对工业电网的依赖。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图；

图2为燃气供气装置的结构示意图；

图3为换热箱的结构示意图；

图4为支撑架的结构示意图。

其中：1、储存室，2、燃气储存罐，3、压力传感器，4、电磁阀，5、输气管，6、热交换箱，7、第一排气蝶阀，8、第二排气蝶阀，9、放空管，10、燃气发动机，11、发电机，12、支撑架，13、固定筒，6-1、外箱体，6-2、内箱体，6-3、内箱体连接口，6-4、外箱体连接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示的燃气动力变频控制的全电动钻机，包括动力系统、电控制系统、驱动系统和钻机主体，所述的钻机主体包括起升系统、旋转系统、循环系统、井架底座、辅助设备和井控设备，所述的动力系统为燃气发电系统，所述的燃气发电系统包括燃气供气装置、燃气发动机10和发电机11，所述的电控制系统包括VFD变频器和MCC电机控制中心，所述的驱动系统包括用于驱动起升系统的第一变频驱动电机和用于驱动旋转系统的第二变频驱动电机，所述的第一变频驱动电机和第二变频驱动电机均通过VFD变频器与MCC电机控制中心。所述的起升系统包括绞车和通过钢丝绳与绞车连接的提升组件，所述的旋转系统包括转盘和钻杆，所述的第一变频驱动电机通过第一变速箱与绞车连接，所述的第二变频驱动电机通过第二变速箱与转盘连接。通过MCC电机控制中心便于对第一变频驱动电机和第二变频驱动电机的工作状态进行检测和控制，相对于传统机械钻机相比，电驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更安全方便等优越性，通过燃气发电系统供电也能减少污染物的产生，还能够减少对工业电网的依赖。

如图2和图3所示，本实施例所述的燃气供气装置包括若干燃气储存罐2和用于储存燃气储存罐2的储存室1，所述的储存室1内设置有用于检测燃气密度的燃气传感器，燃气传感器检测储存室1内的燃气密度高于设定值时，会通过警报装置发出警报，提醒工作人员及时检查是否存在燃气泄漏的情况，所有燃气储存罐2均通过输气管5与燃气发动机10连接，且每个燃气储存罐2上均设置有压力传感器和电磁阀，压力传感器用于检测燃气储存罐2内的燃气量，当工作状态的燃气储存罐2的压力低于设定值时，控制系统控制该燃气储存罐2的电磁阀4关闭，同时控制其他充满状态的燃气储存罐2的电磁阀4打开；燃气发动机10的排气口上连接有热交换箱6，所有输气管5均通过热交换箱6与燃气发动机10的进气口连接，所述的热交换箱6包括外箱体6-1和位于外箱体6-1内部的内箱体6-2，所述的内箱体6-2与外箱体6-1之间不连通，外箱体6-1的两端设置有外箱体连接口6-4，内箱体6-2的两端设置有内箱体连接口6-3，所述的内箱体连接口6-3均穿出至外箱体6-1之外，所述的内箱体6-2的纵截面为若干相连接的S型，所述的燃气发动机10的排气口与外箱体连接口6-4连接，所述的输气管5与内箱体连接口6-3连接。所述的燃气发动机10的排气口与外箱体连接口6-4之间的连接管上设置有放空管9和第一排气蝶阀7，所述的第一排气蝶阀7设置在放空管9远离燃气发动机10的排气口的一侧，所述的放空管9上设置有第二排气蝶阀8。在冬季温度较低的时候，为了让燃气的燃烧更充分，将第一排气蝶阀7打开，关闭第二排气蝶阀8，通过尾气的余热对燃气进行预热，让燃气在进入燃气发动机10内后燃烧更为充分。

如图4所示，本实施例所述的燃气储存罐2均通过支撑架12设置在储存室1内，所述的支撑架12上设置有多层阶梯，所述的每层阶梯上均设置有若干用于放置燃气储存罐2的固定筒13，所述的固定筒13包括第一半筒和第二半筒，所述的第一半筒固定连接在阶梯上，所述的第二半筒的下部与第一半筒铰接，且第二半筒的上部与第一半筒之间设置有锁扣元件，所述的储存室1还设置有用于装卸燃气储存罐2的电动吊装装置。所述的电动吊装装置包括吊装架、绕线滚筒和驱动电机，所述的吊装架包括下支架和上支架，上支架与下支架转动连接，绕线滚筒上缠绕有吊绳，上支架的顶部设置有滑轮，所述的吊绳穿过滑轮连接有吊钩，通过对电动吊装装置对燃气储存罐进行装卸。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。