履带式交流变频电驱动通井机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种履带式交流变频电驱动通井机，主要由变频电机、行走变速箱、滚筒变速箱、滚筒总成、电控系统和操作室组成，变频电机输出端通过传动轴与行走变速箱连接，行走变速箱通过花键轴与滚筒变速箱连接，所述滚筒变速箱的输出端连接有滚筒总成；通井机还包括用于向变频电机进行供电的控制蓄电池储能系统和电源管理系统，蓄电池储能系统和电源管理系统分别与电控系统并联。本实用新型结构合理，噪音小、降低能耗，节能环保，成本低，故障率低，安全性高，整机提升力大，提升速度快，作业效率高，能降低工人劳动强度。
【专利说明】
履带式交流变频电驱动通井机
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油修井机、石油通井机等作业设备领域，具体涉及一种履带式交流变频电驱动通井机。
【背景技术】
[0002]目前，现有的履带式通井机是油田修井作业的重要设备，普通石油通井机存在以下缺点:1、采用柴油机作动力，能耗大，污染大，污染严重，不符合节能、环保的发展趋势。2、机械传动系统复杂，例如，柴油发动机至滚筒绞车传动路线为:柴油机—主离合器—行走变速箱—滚筒变速箱—轮边齿轮传动—滚筒。其中，滚筒变速箱为8正8倒档结构。整个机械传动效率低，主离合器、滚筒变速箱故障率高，柴油机、传动系统维护、保养成本高。3、刹车采用带式刹车作为主刹车，刹车块磨损大，更换繁琐，维护费用高。4、柴油机排放大量废气、污染环境，噪音大，作业过程中容易出现跑、冒、滴、漏，环保问题严重。5、操作过程复杂，工人劳动强度高。所以已经不能满足现在修井作业的要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，噪音小、降低能耗，节能环保，成本低，故障率低，安全性高，整机提升力大，提升速度快，作业效率高，能降低工人劳动强度的履带式交流变频电驱动通井机。
[0004]其技术方案是:履带式交流变频电驱动通井机，主要由变频电机、行走变速箱、滚筒变速箱、滚筒总成、电控系统和操作室组成，所述变频电机输出端通过传动轴与行走变速箱连接，所述行走变速箱通过花键轴与滚筒变速箱连接，所述滚筒变速箱的输出端连接有滚筒总成；
[0005]所述通井机还包括用于向变频电机进行供电的控制蓄电池储能系统和电源管理系统，所述蓄电池储能系统和电源管理系统分别与电控系统并联。
[0006]所述滚筒变速箱包括箱体，所述箱体内设有通过齿轮啮合传动的输入轴总成、中间轴总成和输出轴总成。
[0007 ]所述中间轴总成包括通过齿轮啮合传动的一轴总成、二轴总成和三轴总成。
[0008]所述滚筒总成包括与滚筒变速箱输出轴连接的输入轴，所述输入轴上设有输入齿轮，所述输入齿轮与过渡齿轮啮合连接，所述过渡齿轮上固定连接有过渡齿轮轴，所述过渡齿轮轴通过齿轮啮合有滚筒传动齿轮，所述滚筒传动齿轮上安装有滚筒轴，所述滚筒轴的外侧安装有滚筒体，所述滚筒轴上位于滚筒体的一端还设有滚筒离合器，所述滚筒离合器的外周表面嗤合有离合器齿圈。
[0009]本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点:结构合理，整机采用全电驱方式，以交流变频电机作发动机，为整机行走、作业提供动力，而且噪音小、降低能耗，节能环保，成本低，故障率低，安全性高；该机自带蓄电池储能系统及其管理系统作为电源补偿，可以解决油田井场变压器容量小问题；电控系统采用交流变频技术，整机提升力大，提升速度快，作业效率高，并具有完善的保护措施。作业操作系统采用集中式控制，手柄、按钮式操作，极大降低了工人劳动强度。
【附图说明】
[0010]下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0011]图1是本实用新型的结构不意图；
[0012]图2是本实用新型传动系统不意图；
[0013]图3是本实用新型电控系统的示意图；
[0014]图4是本实用新型滚筒变速箱的结构示意图；
[0015]图5是本实用新型滚筒总成的结构示意图。
[0016]图中:1.变频电机;2.行走变速箱;3.滚筒变速箱;4.滚筒总成;5.电控系统;6.操作室；7.蓄电池储能系统;8.电源管理系统；31.箱体;32.输入轴总成;33.输出轴总成；35.一轴总成;36.二轴总成;37.三轴总成;41.输入轴;42.输入齿轮;43.过渡齿轮;44.过渡齿轮轴;45.滚筒传动齿轮;46.滚筒轴;47.滚筒体;48.滚筒离合器;49.离合器齿圈。
【具体实施方式】
[0017]参照图1-图5，履带式交流变频电驱动通井机，主要由变频电机1、行走变速箱2、滚筒变速箱3、滚筒总成4、电控系统5和操作室6组成，所述变频电机I输出端通过传动轴与行走变速箱2连接，所述行走变速箱2通过花键轴与滚筒变速箱3连接，所述滚筒变速箱3的输出端连接有滚筒总成4;以交流变频电动机代替原来的柴油机为整车行走、作业提供动力，增加电控系统等操作控制。且节约能源，降低成本。每台车每年度可比柴油机节约费用百分之20以上。安全环保，污染小，排放低，噪音少。
[0018]通井机还包括用于向变频电机I进行供电的控制蓄电池储能系统7和电源管理系统8，所述蓄电池储能系统7和电源管理系统8分别与电控系统5并联。其中，电控系统5为变频控制器，以PLC控制技术为核心，实现数控、电控、气控一体化设计，全面提升修井一体化设计水平，并为修井作业创建数字化，智能化，信息化作业平台。刹车采用电机能耗制动和电机“悬停”，能实现快速、平稳起放，精确控制游钩位置以及零速度“悬停”。保护措施齐全，安全性好。由于其为已知技术，在此不再赘述。
[0019]上述的滚筒变速箱3包括箱体31，所述箱体31内设有通过齿轮啮合传动的输入轴总成32、中间轴总成和输出轴总成33。如图4所示。
[0020]其中，中间轴总成包括通过齿轮啮合传动的一轴总成35、二轴总成36和三轴总成37 ο滚筒变速箱3由8轴改为4轴档箱，由电控气缸挂档，减少了驾驶室内操纵杆数量。操作台配有1寸液晶显示屏，整机当前参数，包括钩载钩速、电机转速、电流电压、电量剩余、整机功率等一目了然，使操作简单方便，提高舒适性。
[0021]其中，如图5所示，滚筒总成4包括与滚筒变速箱3输出轴连接的输入轴41，所述输入轴41上设有输入齿轮42，所述输入齿轮42与过渡齿轮43啮合连接，所述过渡齿轮43上固定连接有过渡齿轮轴44，所述过渡齿轮轴44通过齿轮啮合有滚筒传动齿轮45，所述滚筒传动齿轮45上安装有滚筒轴46，所述滚筒轴46的外侧安装有滚筒体47，所述滚筒轴46上位于滚筒体47的一端还设有滚筒离合器48，所述滚筒离合器48的外周表面啮合有离合器齿圈49 ο滚筒总成4为内封闭式传动，减少作业噪音污染。
[0022]本实用新型以电控柜、电池包作为电源补偿系统，与井口变压器并联使用。其中蓄电池储能系统7为电池包。通井机作业工况主要分为起管柱、液压钳上卸扣、下管柱3个工作流程。本实用新型的工作原理为:
[0023]1、起管柱时，变频电机I功率较大，需要供电量较大，此时，蓄电池储能系统7和电源管理系统8并联向电控系统供电，满足变频电机I大功率提升的用电需求；
[0024]2、液压钳上卸扣时，需要供电量较小，此时，网电单独供电，网电多出来的电能还可由电控系统5控制自动向动力电池包充电。
[0025]3、下放管柱时，所需能量也较少，网电多余的电量可自动向电池包充电；另外，下放时的势能使变频电机I变成发电机，由电控系统5控制转向电池包充电。
[0026]4、本实用新型除了下放时进行蓄能外，每次作业前电池包进行充电，动力电池采用稀土锂乾电池，充电时间仅需30-40min。
[0027]本实用新型与普通履带式通井机、石油修井机相比，具有以下优点:
[0028]1、节能、环保，使用成本低。
[0029]普通履带式通井机、石油修井机采用柴油发动机作动力，耗油量大，尾气排放污染严重。履带式电动通井机用清洁、相对廉价的电力资源代替比较贵的燃油资源，而且，履带式电动通井机在提升、下放油管的空作时间，变频电机零速运行，解决传统柴油驱通井机、修井机功率利用不合理的问题，降低使用成本，实现了修井作业的零排放，减少污染，满足现代化施工的环保要求。经测试证明，履带式电动通井机的节能率可达70%以上。
[0030]2、故障率低，维修成本低。
[0031]普通履带式通井机、石油修井机利用柴油发动机驱动，采用液力、机械传动形式，结构复杂，传动效率低、故障率高、维护成本高。履带式电动通井机仅滚筒等几处需要保养，整机故障率低，维修成本低。
[0032]3、操作先进，使用方便，提升力大，提升速度快。
[0033]采用先进的交流变频电驱动技术，手柄、按钮式操作，集中控制，使用方便。经测试，履带式电动通井机比普通履带通井机工作效率高10%以上。
[0034]4、采用蓄电池电源补偿系统，解决井口变压器容量不足问题。
[0035]履带式电动通井机用蓄电池包作为电源补偿来弥补油田井场变压器容量不足问题，从而解除了井口箱变的现场高压接线方式，替代为380V低压接线。蓄电池采用稀土锂钇电池，体积小，质量轻、充电快捷，经久耐用，免维护。
[0036]5、电控系统技术先进，安全性好。
[0037]采用数字化控制技术，以PLC控制技术为核心，实现数控、电控、气控一体化设计，全面提升修井一体化设计水平，并为修井作业创建数字化，智能化，信息化作业平台。刹车采用电机能耗制动和电机“悬停”，能实现快速、平稳起放，精确控制游钩位置以及零速度“悬停”。保护措施齐全，安全性好。
[0038]本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.履带式交流变频电驱动通井机，主要由变频电机、行走变速箱、滚筒变速箱、滚筒总成、电控系统和操作室组成，其特征在于:所述变频电机输出端通过传动轴与行走变速箱连接，所述行走变速箱通过花键轴与滚筒变速箱连接，所述滚筒变速箱的输出端连接有滚筒总成； 所述通井机还包括用于向变频电机进行供电的控制蓄电池储能系统和电源管理系统，所述蓄电池储能系统和电源管理系统分别与电控系统并联。2.根据权利要求1所述的履带式交流变频电驱动通井机，其特征在于:所述滚筒变速箱包括箱体，所述箱体内设有通过齿轮啮合传动的输入轴总成、中间轴总成和输出轴总成。3.根据权利要求2所述的履带式交流变频电驱动通井机，其特征在于:所述中间轴总成包括通过齿轮嗤合传动的一轴总成、二轴总成和三轴总成。4.根据权利要求3所述的履带式交流变频电驱动通井机，其特征在于:所述滚筒总成包括与滚筒变速箱输出轴连接的输入轴，所述输入轴上设有输入齿轮，所述输入齿轮与过渡齿轮啮合连接，所述过渡齿轮上固定连接有过渡齿轮轴，所述过渡齿轮轴通过齿轮啮合有滚筒传动齿轮，所述滚筒传动齿轮上安装有滚筒轴，所述滚筒轴的外侧安装有滚筒体，所述滚筒轴上位于滚筒体的一端还设有滚筒离合器，所述滚筒离合器的外周表面啮合有离合器齿圈。
【文档编号】E21B19/00GK205422582SQ201620215755
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】李君保, 王红占, 崔风水, 吕阿波, 孙刚, 杜金峰, 冯胜利, 姜道华, 赵增辉, 于辉, 谭雪开, 范新冉, 罗章勇
【申请人】胜利油田胜利动力机械集团有限公司