[发明专利]钻进过程中进行能量持续回收和利用的装置及方法

摘要

本发明公开了一种钻进过程中进行能量持续回收和利用的装置及方法，该装置包括传动系统，能量转换系统和能量回收系统，其传动系统包括绞车、传动箱、中心轴、离合器、离合器；能量回收系统包括第一发电机组、第二发电机组、第三发电机组，电控系统包括超级电容、变频器。本发明通过将下放钻具时的重力势能持续进行回收，并将其转换成机械能，最终将机械能转化为电能进行利用。在进行能量回收利用时，采取发电机组第一发电机组、第二发电机组和第三发电机组分组交替工作的方式进行重力势能的回收利用，提高了能量利用效率，节约了施工成本。

主权项

1.一种钻进过程中进行能量持续回收和利用的装置，其特征在于：包括传动系统、能量转换系统和能量回收系统；传动系统包括绞车(1)、传动箱(6)、中心轴(26)、第一离合器(13)和第十离合器(22)；第一离合器(13)位于绞车(1)的右侧中心轴(26)上，第一发条储能器(2)通过绞车(1)的右侧中心轴(26)与绞车相连；能量转换系统包括发第一电机组、第二发电机组、第三发电机组；第一发电机组包括第一发条储能器(2)、第二离合器(14)、第一变速箱(3)、驱动器(4)、第一发电机(5)；第二发电机组包括第二发条储能器7、第三离合器(16)、第二变速箱(8)、第二发电机(9)；第三发电机组包括第三发条储能器(10)、第七离合器(19)、第三变速箱(11)、第三发电机(12)；第一发条储能器(2)通过第一驱动轴(27)与第一变速箱(3)连接，第二离合器(14)位于第一驱动轴(27)上；第一变速箱(3)通过第一传动轴(25)与驱动器(4)连接，第三离合器(15)位于第一传动轴(25)上，驱动器(4)的转子(24)位于第一传动轴(25)上，驱动器(4)的定子(23)固定在第一发电机(5)的外壳上；第十离合器(22)位于绞车(1)左侧的中心轴(26)上，传动箱(6)通过绞车(1)左侧的中心轴(26)与绞车(1)相连；第二发条储能器7通过传动箱(6)上端的第二驱动轴(28)与传动箱(6)相连，第四离合器(16)位于传动箱(6)上端的第二驱动轴(28)上；第二变速箱(8)通过第二传动轴(29)与第二发条储能器7相连，第五离合器(17)位于第二传动轴(29)上；第二发电机(9)通过第二变速箱(8)的第一输出轴(30)与第二变速箱(8)进行连接，第六离合器(18)位于第二变速箱(8)的第一输出轴(30)上；第一输出轴(30)作为第二发电机(9)的动力输入端，为第二发电机(9)的工作提供动力；第三发条储能器(10)通过传动箱(6)上端的第二驱动轴(28)与传动箱(6)相连，第七离合器(19)位于传动箱(6)上端的第二驱动轴(28)上；第三变速箱(11)通过第二传动轴(29)与第三发条储能器(10)相连，第八离合器(20)位于第二传动轴(29)上；第三发电机(12)通过第三变速箱(11)的第二输出轴(34)与第三变速箱(11)进行连接，第九离合器(21)位于第三变速箱(11)的第二天输出轴(34)上；第二输出轴(34)作为第三发电机(12)的动力输入端，为第三发电机(12)的工作提供动力；能量回收系统包括超级电容(31)和变频器(32)；第一发电机(5)、第二发电机(9)、第三发电机(12)通过电缆(33)与能量回收系统的超级电容(31)及变频器(32)进行连接，产生的电能一部分进行存储，另一部分通过变频器调频后并入电网直接使用；所述驱动器(4)的定子(23)和转子(24)为永磁体。