CN101629477A

CN101629477A - 一种节能减排石油修井机

Info

Publication number: CN101629477A
Application number: CN200810133887A
Authority: CN
Inventors: 姜汝诚
Original assignee: Jiang Zhijing
Current assignee: Jiang Zhijing
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-01-20

Abstract

一种节能减排石油修井机，采用电驱动，液压储能原理根据不同钩载启动相应的液压站和相应的液压执行元件，使整机装机功率小，作业总耗能仅为普通修井机的四分之一，可大量节约能源。随机设计的悬臂垂直伸缩井架和折叠收放钻台，运移和安装方便，劳动强度低，经济效益好。

Description

一种节能减排石油修井机

技术领域

本发明属于一种石油修井机

背景技术

目前，石油修井机大多是以柴油机作为动力机，装机功率大。作业时，噪音大，排烟多，尤其在重负荷时必须加大油门以提供动力。

石油修井过程，是一个先提出油管和工具，对井和工具等进行修复，然后下入相应设备和油管的过程。数千米的油管重达数10吨，这就要求修井机按最大负荷配备动力。但在提升油管时，开始重，随着油管一根根提出，重量不断减轻，而下入油管过程则是先轻后重。在上提下入油管的过程中，是间断性的，需要一根根卸扣，或一根根上扣，放单根或提单根，处理事故等工作。动力机满负荷工作时间短，而轻负荷作业时间长，这就显现出一个问题，大装机功率在提重油管柱时是合理的，但在提放轻油管柱和单根时不合理，这就造成了能源的浪费。

以往修井机在完成修井作业后，前往新井位时，大部分井架与修井机是分开运移，占用车辆多，钢丝绳拆装占用时间长，劳动强度大。一体机也存在钢丝绳整理、立井架、打地锚、拉绷绳、组装钻台等工作，不甚方便。

目前我国一些油田，有相当一部分的油井在公路旁，存在公路侧没办法拉绷绳的问题，还有一部分油井在居民小区内，因为噪音问题晚上不能作业，动力机排放的烟雾也影响居民健康。

发明内容

本发明旨在提供一种节能减排，使用方便的石油修井机。

本发明是这样实现的：大电机-油泵组[34]和小电机-油泵组[31]的泵出口与蓄能缸[2]连通。压力油驱动大液压马达[9]和泵-油马达[19]可同时带动卷筒[7]，或由大电机-油泵组[34]单独驱动大液压马达[9]带动卷筒[7]，或由小电机-油泵组[31]单独驱动泵-油马达[19]带动卷筒[7]。下油管重载情况下卷筒[7]可驱动泵-油马达[19]进行储能。天车[14]固定在悬臂垂直伸缩井架[15]上。折叠收放钻台[11]与底座[4]用螺栓[48]连接，并有千斤[46]调节高度。蓄能缸[2]上设有液位指示装置，由活塞杆[40]、横梁[41]、导向套[42]、指示杆[43]、标尺[36]组成。蓄能缸[2]保持最低液位自动关闭装置由二位四通电磁阀[38]、蓄能缸单向阀[39]、凸块[44]、电开关[45]组成。蓄能缸[2]出油口接有稳流用流量调节阀[37]。

本发明采用电机驱动液压泵，没有烟雾排放，噪音小，根据不同钩载使用不同的油泵组和油马达完成油管的提出和下入，避免了大功率小负荷的浪费现象。利用辅助作业时间进行储能。借用下油管重力势能储能，这样装机功率仅为同类机型的三分之一，达到节能之目的。

本发明设计的悬臂垂直伸缩井架[15]和随机折叠收放钻台[11]，在修井机运移、就位、安装时使用方便，劳动强度低，经济效益好。

本发明设计的蓄能缸[2]液位指示装置，液位指示明确，耐用直观。蓄能缸[2]最低液位自动关闭装置使储蓄能缸[2]始终有液压油，起到了气密作用，避免了大直径活塞气密不良，高压气漏失现象。蓄能缸[2]出油时流量可调，可充分利用所储压力油。

附图说明

图1——主视图，图2——液压驱动原理图，图3——设备布置图，图4——蓄能缸液位指示、流量控制、自动关闭图

1.油箱 2.蓄能缸 3.气罐 4.底座 5.控制室 6.变速箱 7.卷筒 8.离合器9.大液压马达 10.井架伸缩升降油缸 11.折叠收放钻台 12.液压千斤顶 13.大钩 14.天车 15.悬臂垂直伸缩井架 16.导向轮 17.变速箱离合器 18.卷筒离合器 19.泵-油马达 20.转盘驱动马达 21.转盘 22.液压大钳 23.三位四通控制阀A 24.平衡阀 25.大流量调节阀 26.闸阀A 27.电磁卸荷阀 28.溢流阀 29.精过滤器 30.单向阀 31.小电机-油泵组 32.冷却器 33.电动空压机 34.大电机-油泵组 35.配电柜 36.标尺 37.流量调节阀 38.二位四通电磁阀 39.蓄能缸单向阀 40.活塞杆 41.横梁 42.导向套 43.指示杆 44.凸块 45.电开关 46.千斤 47.卷筒轴 48.螺栓 49.三位四通控制阀B 50.三位四通控制阀C 51.三位四通控制阀D 52.三位四通控制阀E 53.三位四通控制阀F 54.三位四通控制阀G 55.闸阀B 56.小链轮 57.链条 58.大链轮

结合附图对本发明做进一步详细描述

本发明底座[4]上装有一套大电机-油泵组[34]和一套小电机-油泵组[31]出口与蓄能缸[2]连通，构成液压动力源。额定负荷时，启动大电机-油泵组[34]驱动大液压马达[9]经变速箱[6]带动卷筒轴[47]使卷筒[7]工作。三分之一负荷时，启动小电机-油泵组[31]驱动泵-油马达[19]经小链轮[56]，链条[57]，大链轮[58]直接带动卷筒[7]工作。大液压马达[9]由三位四通控制阀B[49]和大流量调节阀[25]控制。泵-油马达[19]由三位四通控制阀C[50]控制。变速箱[6]输出轴的齿轮与卷筒轴[47]上的大齿轮啮合经卷筒离合器[18]与卷筒[7]连接。泵-油马达[19]与卷筒[7]靠离合器[8]、小链轮[56]、链条[57]、大链轮[58]连接，大链轮[58]直接固定在卷筒[7]上。转盘由转盘驱动马达[20]带动，由三位四通控制阀D[51]控制。液压大钳[22]由三位四通控制阀A[23]控制。四只液压千斤顶[12]分别由三位四通控制阀E[52]、三位四通控制阀F[53]控制。井架伸缩升降油缸[10]由平衡阀[24]、三位四通控制阀G[54]控制。

液压储能是在辅助作业时间储能。下油管时，钩载超过三分之一总负荷时，则可利用重力牵动卷筒[7]驱动泵-油马达[19]作为泵进行储能。此时泵-油马达[19]是卷筒的负载，降低了刹车力矩，减少了刹车带的磨损，降低了粉尘污染。

本发明所设计的悬臂垂直伸缩井架[15]，高20米，是由多节组成，节与节之间由快速连接螺栓固定，下节是桁架结构，其余为钢板结构。天车[14]固定在井架悬臂的端部。后部固定两只导向轮[16]，一个为死绳导向，另一个为快绳导向。

本发明设计的折叠收放钻台[11]，它一边由螺栓[48]与底座[4]连接，另一边设有千斤[46]支撑，高度可调。

本发明设计的蓄能缸[2]液位指示装置由活塞杆[40]、横梁[41]、导向套[42]、指示杆[43]、标尺[36]组成。蓄能缸[2]最低液位自动关闭装置由二位四通电磁阀[38]、蓄能缸单向阀[39]、凸块[44]、电开关[45]组成。蓄能缸[2]出液稳定性由液量调节阀[37]控制。

具体实施方式

节能减排石油修井机，所有设备都安装在底座4上。后部布置有折叠收放钻台11，悬臂垂直伸缩井架15，大液压马达9。中部布置卷筒7，泵-油马达19，变速箱6，控制室5，电动空压机33。前部布置配电柜35，大电机-油泵组34，小电机-油泵组31，冷却器32，油箱1，蓄能缸2，气罐3。底座4后部两侧，中前部两侧各有一只液压千斤顶12，整机以模块形式可以固定于车上，也可固定在拖盘上。悬臂垂直伸缩井架15被井架伸缩升降油缸10一节一节升起并用螺栓连接，作业完毕又被一节一节放下。折叠收放钻台11作业时放下调平调高度。运移时收起并固定。整机由四只液压千斤顶12升降调平。液压千斤顶12下部垫有管排和枕木以扩大地基受力面积，保证整机上下稳定性。底座4两侧各有两根短绷绳以确保修井机不能前后左右移动。

修井机的液压***主要由大电机-油泵组34、小电机-油泵组31、油箱1、溢流阀28、电磁卸荷阀27、单向阀30、蓄能缸单向阀39、闸阀A26、闸阀B55、大流量调节阀25、流量调节阀37、平衡阀24、二位四通电磁阀38、七只三位四通控制阀、大液压马达9、泵-油马达19、转盘驱动马达20、液压大钳22的马达、蓄能缸2、液压千斤顶12、井架伸缩升降油缸10、管线、接头等组成。打开蓄能缸2闸阀A26即可储能。当超强负荷提拔油管时和修井机运移时关闭闸阀A26。***压力由溢流阀28电磁卸荷阀27控制。井架伸缩升降油缸10由三位四通控制阀G54和平衡阀24控制。液压油温由冷却器32控制，油温高时关闭闸阀B55，油温低时打开闸阀B55。离合器8、变速箱离合器17、卷筒离合器18的离合由压缩空气和气阀控制。

蓄能缸2的液位指示装置是这样实现的。储能时高压油打开单向阀39经闸阀A26进入蓄能缸2的底部推动缸内活塞上行压缩其上部气体进入气罐3，并推着活塞杆40上行，横梁41指示杆43同时上行，指示杆43下端所指示的位置即为蓄能缸2液压油的液位。当放油时，蓄能缸单向阀39关闭，油液经流量调节阀37、常开式二位四通电磁阀38进入主***。当蓄能缸2液位降到设计位置时，指示杆43下部的凸块44接触电开关45，接通电源使二位四通电磁阀换位(另外二通已封堵)，即切断油路，使蓄能缸2液位保持设定位置，其目的就是在蓄能缸2下部留有一定油液与活塞一起对气体密封。流量调节阀37主要是控制蓄能缸2油液流出的流量，使供油量平稳，从而使液压执行元件平稳运行。

本发明主要特点是电驱动，利用辅助作业间歇储能和利用下油管重负荷情况下重力储能，依据不同负载优化动力组合，达到节能减排目的。在修井作业中，该修井机所用能源总体核算仅为以往修井机所用能源的四分之一，节约了燃油，减小了排放污染。所设计的悬臂垂直伸缩井架15和折叠收放钻台11，降低了搬运、拆装工作量，减少了劳动强度和费用，缩短了工作时间，整体经济效益好。

我国各油田的通井机都可进行这样的改造，由柴油机驱动变为电驱动，节省了燃油，烟雾排放成为零排放，柴油机噪音没了。使原来的通井机变为修井机，扩大了使用范围，也节约了投资。

Claims

1.一种节能减排石油修井机，其特征是：大电机-油泵组[34]和小电机-油泵组[31]的泵出口与蓄能缸[2]连通。压力油驱动大液压马达[9]和泵-油马达[19]可同时带动卷筒[7]。或由大电机-油泵组[34]单独驱动大液压马达[9]带动卷筒[7]。或由小电机-油泵组[31]单独驱动泵-油马达[19]带动卷筒[7]。下油管重载情况下卷筒[7]可驱动泵-油马达[19]进行储能。天车[14]固定在悬臂垂直伸缩井架[15]上。折叠收放钻台[11]与底座[4]用螺栓[48]连接，并有千斤[46]调节高度。蓄能缸[2]上设有液位指示装置，由活塞杆[40]、横梁[41]、导向套[42]、指示杆[43]、标尺[36]组成。蓄能缸[2]保持最低液位自动关闭装置由二位四通电磁阀[38]、蓄能缸单向阀[39]、凸块[44]、电开关[45]组成。蓄能缸[2]出口接有稳流用流量调节阀[37]。

2.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：设置一台大电机-油泵组[34]，一台小电机-油泵组[31]。

3.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：压力油驱动大液压马达[9]和泵-油马达[19]可同时带动卷筒[7]，或由大电机-油泵组[34]单独驱动大液压马达[9]带动卷筒[7]，或由小电机-油泵组[31]单独驱动泵-油马达[19]带动卷筒[7]。

4.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：下油管重载情况下卷筒[7]可驱动泵-油马达[19]进行储能。

5.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：天车[14]固定在悬臂垂直伸缩井架[15]上。

6.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：折叠收放钻台[11]与底座[4]用螺栓[48]连接，并设有千斤[46]调节高度。

7.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：蓄能缸[2]上设有液压指示装置，由活塞杆[40]、横梁[41]、导向套[42]、指示杆[43]、标尺[36]组成。

8.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：蓄能缸[2]设有保持最低液位自动关闭装置，由二位四通电磁阀[38]、蓄能缸单向阀[39]、凸块[44]、电开关[45]组成。

9.根据权利要求书1所述的一种节能减排石油修井机，其特征是：蓄能缸[2]出口接有稳流用流量调节阀[37]。