[发明专利]一种重力势能转化再利用的装置及方法

说明书

一种重力势能转化再利用的装置，包括：两位三通换向阀I、两位三通换向阀II、两位三通换向阀III、两位三通换向阀IV、增压缸、换向阀、单向阀、活塞式蓄能器组、截止阀、辅助气瓶或囊式蓄能器组、举升设备液压缸；其特征在于：举升设备的液压缸的举升腔油口通过回路A逐序与两位三通换向阀I、两位三通换向阀II、单向阀串联，与活塞式蓄能器组并联，与两位三通换向阀IV串联，活塞式蓄能器组与辅助气瓶或囊式蓄能器组并联，与增压缸的换向阀并联；增压后的液压油经增压管路C直接并入主系统油路，参与举升设备的液压缸的伸出；活塞式蓄能器组的气端口与辅助气瓶或囊式蓄能器组串联；并联的活塞式蓄能器组的油端口与两位三通换向阀IV相连。

技术领域

本发明涉及液压类提升设备带载荷下放过程中能量的回收再利用领域，具体为一种重力势能转化再利用的装置及方法。

背景技术

在油气田液压类提升设备中，液压蓄能修井机做为一种节能减排的新型修井机已经的得到了油田相关部门的认可，例如：“一种液压蓄能石油修井机”，专利号：91106336.6提出液压蓄能概念，将下钻过程中的重力势能转化成液压能再次利用，但一直没有实现，现在所谓的液压蓄能，仅仅是在主系统并联一套蓄能系统，完成下钻过程中和其他辅助时间段内泵输出能量的储存，并没有完成重力势能和液压能的相互转化。也就违背了液压蓄能修井机的初衷，只是减小了装机功率，避免了“大马拉小车”的问题，而达不到节能目的，也不符合国家目前关于节能的方针和政策。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力势能转化再利用的装置及方法。克服上述已有技术存在的能量损失的问题，为液压举升设备提供一种节能方法和辅助装置。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

一种重力势能转化再利用的装置，包括：两位三通换向阀I、两位三通换向阀II、两位三通换向阀III、两位三通换向阀IV、增压缸、换向阀、单向阀、活塞式蓄能器组、截止阀、辅助气瓶或囊式蓄能器组、举升设备液压缸；其特征在于：举升设备的液压缸的举升腔油口通过举升设备液压回油管路A逐序与两位三通换向阀I、两位三通换向阀II、单向阀串联，与活塞式蓄能器组并联，与两位三通换向阀IV串联，活塞式蓄能器组与辅助气瓶或囊式蓄能器组并联，与增压缸的换向阀并联；增压后的液压油经增压管路直接并入主系统油路，参与举升设备的液压缸的伸出；活塞式蓄能器组的气端口与辅助气瓶或囊式蓄能器组串联；并联的活塞式蓄能器组的油端口与两位三通换向阀IV相连。

所述两位三通换向阀I的液压举升设备的液压回油管P、两位三通换向阀II的出口、两位三通换向阀III的液压举升设备的液压回油管B、两位三通换向阀IV的出口分别与举升设备液压回油管路A相连。

所述活塞式蓄能器组，由并联的1-30个活塞式蓄能器组合而成；所述辅助气瓶或囊式蓄能器组，由并联或串联的1-30个辅助气瓶或囊式蓄能器组合而成，其目的是根据液压举升设备的载荷情况通过回路B和两位三通换向阀两位三通换向阀IV压入液压油来调节活塞式蓄能器组和辅助气瓶或囊式蓄能器组整体的预充气压力，达到理想压力后关闭对应油端口截止阀，以达到最大转化能量的效果。

所述的活塞式蓄能器组和辅助气瓶或囊式蓄能器组，辅助气瓶可以由1-40个囊式蓄能器并联后替换，实现同等功能。

所述增压缸设为由两位三通换向阀换向的双向增压缸。

所述辅助气瓶或囊式蓄能器组的预充氮气压力大于4MPa。

一种重力势能转化再利用的方法，其特征在于：依据一种重力势能转化再利用的装置的重力势能转换管路来实现的：