[发明专利]一种新型电动修井机储能系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动修井机领域，尤其涉及一种新型电动修井机储能系统及方法。

背景技术

石油与天然气勘探开发的各项施工中，修井作业是一个重要环节，油、气井在自喷、抽油或注水过程中，随时会发生故障；油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗透等油井结构损坏；抽油杆弯曲、断裂或脱扣等井下采油设备故障。出现故障后，只有通过井下作业来排除故障，更换设备，调整油井参数，才能恢复油井正常生产。

传统修井机通过燃烧柴油发动机获取动力，用于油管、抽油杆、抽油泵等井下设备和工具故障的提出、修理更换。主要进行升油管、起升油杆、下放油杆、下放油管四个步骤。

如公开号为CN201610029186.2的“电动修井机储能超级电容充放电控制装置及控制方法”，该电动修井机储能超级电容充放电控制装置的双向DC/DC变换器为非隔离型DC/DC变换器，双向DC/DC变换器的主电路设有双向DC/DC变换器主电路控制装置，双向DC/DC变换器主电路控制装置与双向DC/DC变换器主电路相连接，通过控制双向DC/DC变换器主电路控制装置的通断来避免双向DC/DC变换器主电路失控过流。然而该装置存在线路复杂，体积大，效率不够高的问题。

如公开号为CN 201520204296.9的“石油修井机电容储能式供电电源系统

”，该系统包括380V交流市电电源、可控整流器、主变频器、主电机、超级电容器和双向DC/DC转换电源；380V交流市电电源的交流电输出端与可控整流器的交流输入端相连，可控整流器输出端的直流母线上挂接有主变频器，主变频器的输出端与主电机的始能端相连；可控整流器输出的直流母线上还挂接有双向DC/DC转换电源，双向DC/DC转换电源的直流电输入输出端与超级电容器的充电/供电端相连。

以上两种电容储能式电动修井机系统，电路上均采用双向DC/DC，只不过控制上略有不同，存在电路不简洁、结构复杂、元器件多、效率低、成本高、响应速度慢等问题。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，高效安全的新型电动修井机储能系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种新型电动修井机储能系统，包括380V交流市电电源模块，超级电容模块，AC/DC系统模块，变频器。

所述380V交流市电电源模块交流电输出端与AC/DC系统模块交流输入端相连；

所述AC/DC系统模块输出端设有直流母线，所述直流母线挂接至变频器和超级电容模块；

所述超级电容模块用于当AC/DC系统模块提供的功率低于负载所需功率时向负载供电；

所述变频器输出端与主电机始能端相连。

进一步地，所述AC/DC系统模块输出端的直流母线上还设有熔断器和电路保护开关。

进一步地，所述AC/DC系统模块的直流母线上还可挂接其他负载。

进一步地，所述AC/DC系统模块为电源模块组合而成，可根据系统的大小进行串联或并联的组合。

进一步地，所述超级电容模块包括7500F超级电容组成模块以及配套的7500F超级电容主动均衡管理模块；

所述主动均衡管理模块在电容电压压差超过限定值的时候通过能量转移对压差进行均衡，保证电压一致。

进一步地，所述超级电容模块还用于发送电容、电压、温度信息以及故障报警。

一种新型电动修井机储能方法，包括：

转换380V交流市电；

输出负载适用的电压到母线，经由变频器后传输至主电机。

进一步地，所述转换后的直流电还可传输至其他负载。

进一步地，所述系统未向挂接负载供电时，所述AC/DC系统模块可向超级电容模块供能。

进一步地，当主电机或其他负载功率较小时，所述AC/DC系统模块向主电机或其他负载供电；

当主电机或其他负载功率较大时，所述AC/DC系统模块和超级电容模块同时向主电机或其他负载供电。

本系统方案的“普通电网-AC/DC系统-输出母线-超级电容(含均衡管理系统)+负载”这一设计，在区别于传统柴油发电机和电动储能修井机(双向DC/DC方案)独特方案，具有效率高，元器件少，结构简单，易于控制，维护方便等特点。

附图说明

图1为本发明方案原理图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。