[发明专利]一种节能混合动力控制装置

说明书

一种节能混合动力控制装置，由发动机、变速箱、滚筒、转矩耦合器、周转轮系、定轴轮系、第一电机、第二电机、逆变器、电池等部分组成。转矩耦合器包括第一链轮、第二链轮、链条、啮合套、第一齿轮和第二齿轮，周转轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，定轴轮系包括第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮。在起升管柱的辅助作业期间，发动机驱动第一电机和第二电机向电池中充电，储存能量，在起升管柱时，电池中的电能驱动第一电机和第二电机与发动机共同起升管柱，所以发动机的功率比常规修井机大为减小。采用能量密度较高的电池作为储能装置，能够储存较多的管柱下放释放出来的重力势能。

技术领域

本发明涉及石油、天然气工业的修井设备，特别涉及一种节能混合动力控制装置。

背景技术

修井机最常见的一种作业是起升和下放管柱的作业。起升管柱的作业是间歇性的周期过程。修井机机动起升管柱的时间约占整个起单根周期的1/4，而卸扣、摆放单根等辅助作业时间则占3/4。机动起升管柱需要发动机大功率工作，而卸扣、摆放单根等辅助作业时发动机小功率工作。常规修井机为了满足快速起升管柱的需要，装机功率都较大。大功率发动机大部分时间是在小功率下工作，经济性差，发动机磨损严重。管柱从井下被提到地面储存了相当的重力势能，将管柱下放入井内时，储存的重力势能要释放出来，这些能量是相当大的。常规修井机不能回收这些能量，只能靠制动器将其变成热能消耗掉。所以常规修井机在起升和下放管柱的作业中都存在着能量浪费现象。申请号为201410201225.3的中国专利“并联转矩耦合式节能修井机”也可以解决这个问题，该机采用液压蓄能器回收管柱下放释放出来的重力势能。但液压蓄能器的能量密度较低，也就是单位体积所储存的能量较少，所以一定体积的液压蓄能器所储存的能量有限。而上千米的管柱下放入井内所释放出来的重力势能是很大的，由于液压蓄能器能量密度较低，所以无法胜任储存如此多的管柱重力势能的重任。

发明内容

为了克服常规修井机在起升和下放管柱的作业中存在的能量浪费现象，同时克服申请号为201410201225.3的中国专利“并联转矩耦合式节能修井机”的上述缺点，本发明提供了一种节能混合动力控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能混合动力控制装置，包括发动机、变速箱、滚筒、游车大钩、滚筒制动器、井架，其特殊之处在于还包括转矩耦合器、周转轮系、定轴轮系、第一电机、第二电机、逆变器、电池；所述转矩耦合器包括第一链轮、第二链轮、链条、啮合套、第一齿轮和第二齿轮，所述第一链轮固定安装在第一轴上，所述第一齿轮固定安装在第二轴上，第三轴上依次空套安装了所述第二链轮、安装了所述啮合套、空套安装了所述第二齿轮，所述啮合套可随所述第三轴同步转动，也可沿所述第三轴作轴向左右移动，所述啮合套沿所述第三轴向左移动可实现与所述第二链轮上的连接齿相接和，所述啮合套沿所述第三轴向右移动可实现与所述第二齿轮上的连接齿相接和，所述第一链轮和所述第二链轮通过所述链条相连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合；所述周转轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，所述行星轮同时与所述太阳轮和所述齿圈相互啮合，所述太阳轮固定安装在所述第一轴上，所述行星轮空套安装在所述行星架上，所述行星架固定安装在第四轴上；所述定轴轮系包括第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，所述第三齿轮与所述齿圈同轴固定连接，并且一起空套安装在所述第四轴上，所述第四齿轮和所述第五齿轮固定安装在第五轴上，所述第六齿轮固定安装在第六轴上，所述第三齿轮和所述第四齿轮相互啮合，所述第五齿轮和所述第六齿轮相互啮合；所述第一轴通过第一离合器与所述发动机的输出轴相连接，所述第一轴的外围安装有第一制动器；所述第三轴与所述第一电机相连接，所述第四轴与所述第二电机相连接，所述第四轴的外围安装有第二制动器；所述第五轴通过第二离合器与所述变速箱的输入轴相连接，所述第五轴的外围安装有第三制动器；所述第二轴和所述第六轴通过第一联轴器相连接；所述电池与所述逆变器电连接，所述逆变器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接；所述第一电机和所述第二电机工作在电动机模式下，或工作在发电机模式下。