[发明专利]修井机超级电容蓄能驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及钻采机械中的修井设备，具体是一种修井机超级电容蓄能驱动装置。 

背景技术

修井机是油田广泛采用的一种油水井修井作业设备。目前，我国的传统修井机动力采用柴油发动机，存在修井作业高能耗，高噪音，高污染等三高问题。为解决这些问题，近年国内研发的网电修井机以低能耗、低噪音、低污染展示了较强的优越性。但网电修井机取电受到油田井场供电条件限制。油田现有井场供电条件是为抽油机用电需求而设计，抽油机电机额电功率一般不超过60KW。而修井机修井作业需100KW以上的功率匹配，才能满足正常提升管柱重量与速度的要求，达到传统作业机的提升能力与水平。现有网电作业机的主动力电机有围绕井场现有供电条件而设计为50KW左右，作业速度低于传统作业速度，影响作业时效;也有电机功率设计为100KW以上，但不能适应大部分50KW左右的井场供电条件。因此，有必要在网电作业机产品上采用超级电容蓄能技术，利用油田井场50KW左右的供电容量，满足100KW以上的电机用电需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中油田井场现有供电容量不足，使网电修井机能够配备足够功率电机的修井机超级电容蓄能驱动装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

 第一种方案，本发明由井场交流母线、AC/DC整流器、直流母线、控制器、控制线、超级电容模组蓄能装置、直流电机组成。其中AC/DC整流器通过交流母线与井场电源连接；AC/DC整流器、超级电容模组蓄能装置与直流电机通过直流母线串联连接；控制器通过控制线分别与AC/DC整流器、超级电容模组蓄能装置连接。

 超级电容模组蓄能装置的功率与直流电机功率相同。

若修井机的电机为三相交流变频电机，本发明可采用第二种方案，即本发明由AC/DC整流器、DC/AC逆变器、超级电容模组蓄能装置、控制器、三相交流变频电机及交流母线、直流母线、控制线组成。AC/DC整流器通过交流母线与井场电源连接，并通过直流母线与超级电容模组蓄能装置、DC/AC逆变器依次串联连接，DC/AC逆变器通过交流母线与三相交流变频电机连接，控制器通过控制线分别与AC/DC整流器、超级电容模组蓄能装置、DC/AC逆变器连接。

所述的超级电容模组蓄能装置的功率与三相交流变频电机功率相同。

本发明第三种方案是在第一种方案的基础上，在AC/DC整流器与超级电容模组蓄能装置之间并联一台直流电机。

所述的超级电容模组蓄能装置的功率与两部直流电机功率相同。

本发明适应油田井场现有容量有限的供电条件，实现倍增功率电机配备，满足油田修井提升大吨位管柱快速高效的作业要求。超级电容模组蓄能装置相对其他蓄能技术具有快充快放、高效环保，寿命长、故障率低等优点。

附图说明

图1 为本发明第一种方案结构框图；

图2 为本发明第二种方案结构框图；

图3 为本发明第三种方案结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的第一种实施方式。本发明由井场交流母线1、AC/DC整流器2、直流母线、控制器6、控制线、超级电容模组蓄能装置4、直流电机5a组成。其中AC/DC整流器2通过交流母线1与井场电源连接，AC/DC整流器2、超级电容模组蓄能装置5与直流电机5a通过直流母线3a、直流母线3a依次串联连接；控制器6通过控制线7a、控制线7b分别与AC/DC整流器2、超级电容模组蓄能装置4连接。

超级电容模组蓄能装置4的功率与直流电机5a功率相同，为井场电源功率的2倍，从而倍增井场交流网电供电容量。

若修井机的电机为三相交流变频电机，本发明可采用图2所示的第二种实施方式。即本发明由交流母线、AC/DC整流器2、 直流母线、超级电容模组蓄能装置4、三相交流变频电机5b、控制器6、控制线、DC/AC逆变器8组成。其中AC/DC整流器2通过交流母线1与井场电源连接，AC/DC整流器2通过直流母线3a、直流母线3a、交流母线1a与超级电容模组蓄能装置4、DC/AC逆变器8、三相交流变频电机5b依次串联连接；控制器6通过控制线7a、控制线7b、控制线7c分别与AC/DC整流器2、超级电容模组蓄能装置4、DC/AC逆变器8连接。

所述的超级电容模组蓄能装置4的功率与三相交流变频电机5b功率相同，为井场电源功率的2倍，从而倍增井场交流网电供电容量。