[实用新型]一种机械钻机负载调峰装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械钻机负载调峰装置，属石油工程钻井装备技术领域。 

背景技术

石油钻井用机械钻机通常配置3-4台柴油机，通过链条并车箱或联动机并车之后驱动钻井机械设备，钻机在运行中，经常处于周期性脉冲负载的工作状况，这种负载反馈到柴油机上就产生脉冲载荷，在负载波峰状态下，会使柴油机过载，从而导致柴油机寿命降低，并且造成使钻机传动系统速度不稳定，若柴油机响应时间过长，甚至会憋熄柴油机组，为了适应这种脉冲载荷，目前采用增加并网柴油机的数量，增大动力容量的方式来解决脉冲负载对并网柴油机组的冲击，在负载波谷状态下，并网柴油机组容量过剩，则会产生“大马拉小车”的状况，没有能量储存设备和手段，柴油机组的利用效率低下，浪费了动力资源。 

由于机械钻机在设计和应用中没有负载调峰方法和设备，无法对负载实现削峰补谷，在实际应用中存在以下缺点：一是机械钻机在动力选型方面受到了限制，不能选用抗负载冲击能力较差的天然气发动机，而天然气发动机的经济性和环保性远优于柴油机；二是在周期性脉冲负载运行过程中，需要投入运行大容量的动力来提供保障，造成了动力利用率低下，能耗成本的增加；三是在动力机组空负载或轻负载时，没有储能措施，动力机组的利用率低。 

发明内容

   鉴于上述不足，本实用新型提供一种能够平抑突变负载对发动机组冲击的机械钻机负载调峰装置。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：本实用新型由离合器、角传动箱、机械飞轮、动力并车装置、发动机组、泥浆泵、绞车组成，离合器与动力并车装置相联，角传动箱与离合器及机械飞轮通过传动轴连接。 

本实用新型的有益效果是：能够平抑机械钻机冲击负载对动力系统中发动机的冲击，在机械钻机周期性冲击负载运行期间，可以相应减少动力系统中发动机的运行数量，提高发动机的利用效率，降低运行成本；在石油机械钻机动力选型设计时，可提供更宽的选型范围，如可以将天然气发动机作为石油机械钻机的动力配置，提高石油机械钻机的经济性和环保性。 

附图说明

图1 为本实用新型结构框图。 

图中 1-离合器，2-角传动箱，3-机械飞轮， 4-动力并车装置，5-发动机组，6-泥浆泵，7-绞车。 

具体实施方式

实施例1，如图1所示，本实用新型由离合器1、角传动箱2、机械飞轮3、动力并车装置4、发动机组5、泥浆泵6、绞车7组成，其中离合器1与动力并车装置4相联，角传动箱2与离合器1及机械飞轮3通过传动轴连接。 

在钻机运行过程中， 当动力系统中发动机组5处于轻载或空载时，发动机组5转速上升至设定转速，并通过离合器1和角传动箱2将机械飞轮3加速到设计的储能转速，当钻机有突加负载，如绞车7提升钻具，挂合泥浆泵6时，发动机组5转速下降，高速旋转的机械飞轮3在减速过程中通过角传动箱2和离合器1释放能量，由于机械飞轮3的输出特性比发动机组5的输出特性硬，突加负载主要由机械飞轮3承担，从而平抑了突加负载对发动机的冲击。 

本装置在石油机械钻机中的一个典型应用为起下钻工况的应用，在不采用本装置的情况下，一般需要两台车进行作业，采用本装置后，只需要一台车就能完成起下钻作业；另一个典型应用为石油机械钻机动力发动机的选型，在不采用本装置的情况下，只能采用柴油发动机或双燃料发动机，无法采用天然气发动机，采用本装置后，可以采用天然气发动机，充分利用天然气发动机运行成本低，环保性好的优势。