[发明专利]适用于深层钻井的网电钻机

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻探设备领域，特别是适用于深层钻井的网电钻机。

背景技术

我国对石油能源的需求量逐年升高，石油开采力度越来越大。现有许多钻井现场位于人口密集区域，柴油机组运转产生巨大动力的同时，也产生了超过122dB的噪音和月排放10余吨的碳烟及氮氧化物，对环境保护造成了极大的危害。目前作为井队供电的主要设备是主发电机和备用发电机，采用柴油机驱动，柴油消耗量大，定期维护工作量较大，大批主力型钻机，由于设备老化，消耗柴油、机油逐年增加，钻井成本高居不下。据统计，每台7000米的电动钻机使用柴油发电机做动力每月消耗柴油约200吨，按每吨柴油7000元计算，光是柴油的成本将达到140万。钻井勘探作为油田开发的一个重要组成部分,打造绿色钻井,节能、清洁、高效生产成为钻井行业发展的新目标,对钻机的节能和环保性能提出了更高要求。

中国专利200510043101.8公开了一种钻机，它的钻机平台上包括绞车、柴油机、转盘驱动撬、阀岛装置、并车箱、气胎离合器、气喇叭、司控房、液力偶合器、转盘、动力机构、钻具、控制盘、立管、压力转换器、信号变送器和压力表，绞车通过并车箱与柴油机传动连接。采用柴油机驱动绞车，柴油机组在正常运转时，虽然能产生巨大动力，但也产生许多噪声污染和空气污染，加之柴油机长期使用，设备老化后，容易出现跑、冒、滴、漏等现象，也会造成环境污染，而且不利于工作人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能耗低、维护成本低、环保效果显著和控制精确可靠的适用于深层钻井的网电钻机。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：适用于深层钻井的网电钻机，它包括多台电机、联轴器、液力耦合器、编码器、并车箱、绞车、钻机和电机操作箱，每台电机的输出端分别与对应的液力耦合器的输入端通过联轴器相连，电机尾部的主轴上安装有编码器，液力耦合器的输出端与并车箱的输入端相连，并车箱的输出端与绞车相连，绞车的输出端与钻机相连；电机操作箱的信号输出端与电机相连，电机操作箱的信号输入端与编码器相连。

所述的电机为HTB02C变频调速异步电机。

所述的编码器为磁编码器、电编码器或光编码器。

所述的并车箱与多台泥浆泵相连。

所述的电机尾部还安装有风机。

本发明具有以下优点：

1、将柴油机驱动改为电机驱动，能耗成本至少节约40%，钻井成本大幅度降低。

2、变频异步电动机代替柴油机作为钻井动力，环保效果显著：噪声降低25%以上（低于92dB），碳烟和氮氧化物零排放。

3、采用变频变频调速异步电机驱动，利用变频技术达到充分节能的目的，而且效果相比软起驱动方式节能更为明显，可保证电机输出最大转矩。

4、传动控制可采用闭环控制方式，通过安装编码器，保障电机转速、转矩的精确控制。

5、电机分别与耦合器和变矩器联合输出的特性参数表如下：

根据表格可以看出，当动力单元（电机和耦合器或变矩器的组合）输出转速在350rpm时，变矩器比耦合器输出的最大扭矩高，但是效率只有78%左右，而耦合器的效率可以达到87.5%；当动力单元输出转速达到最高转速650rpm时，变矩器和耦合器输出的扭矩基本上一样高，而这时他们的效率也同时达到最大值，耦合器的效率可以达到98.2%，而变矩器只能达到86%。因此，从节能的方面考虑，液力耦合器的优势比较明显，传动效率97%左右，且空载时不吸收功率。

附图说明

图1为本发明的系统框架示意图

图2为本发明的结构示意图

图中：1-电机，2联轴器，3液力耦合器，4并车箱，5泥浆泵，6编码器，7电机操作箱，8绞车，9钻机，10风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。