一种混合动力装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108910734A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810625657.5(22)申请日2018.06.18(71)申请人烟台大学地址264005山东省烟台市莱山区清泉路32号(72)发明人张路军(51)Int.Cl.B66D1/12(2006.01)B66D1/22(2006.01)E21B19/00(2006.01)H02J7/32(2006.01)H02K7/116(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种混合动力装置(57)摘要一种混合动力装置，由发动机、变速箱、滚筒、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。发动机与周转轮系的齿圈相连接，周转轮系的太阳轮与定轴轮系的第一齿轮同轴固定连接，定轴轮系的第一齿轮同时与定轴轮系的第二齿轮和第三齿轮相互啮合，第一电机与第二齿轮相连接，第二电机与第三齿轮相连接，周转轮系的行星架与变速箱的输入轴相连接。与普遍采用的常规修井机相比，可以将发动机功率减小为常规修井机的1/4，还可以回收管柱下放时释放出来的重力势能。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。CN108910734ACN108910734A权利要求书1/1页1.一种混合动力装置，包括发动机（1）、变速箱（5）、滚筒（20）、游车大钩（21）、滚筒制动器（19）、井架（22），其特征在于还包括周转轮系（6）、定轴轮系（11）、第一电机（15）、第二电机（16）、逆变器（23）、电池（24）；所述周转轮系（6）包括行星架（7）、行星轮（8）、太阳轮（9）和齿圈（10），所述行星轮（8）同时与所述太阳轮（9）和所述齿圈（10）相互啮合，所述齿圈（10）固定安装在第一轴（4）上，所述行星轮（8）空套安装在所述行星架（7）上，所述行星架（7）固定安装在第二轴（25）上；所述定轴轮系（11）包括第一齿轮（12）、第二齿轮（13）和第三齿轮（14），所述第一齿轮（12）同时与所述第二齿轮（13）和所述第三齿轮（14）相互啮合；所述第一齿轮（12）与所述太阳轮（9）同轴固定连接，并且一起空套安装在所述第二轴（25）上；所述第一轴（4）通过第一离合器（2）与所述发动机（1）的输出轴相连接，所述第一轴（4）的外围安装有第一制动器（3）；所述第二轴（25）通过第二离合器（26）与所述变速箱（5）的输入轴相连接，所述第二轴（25）的外围安装有第二制动器（17）；所述第一电机（15）与所述第二齿轮（13）相连接，所述第二电机（16）与所述第三齿轮（14）相连接；所述电池（24）与所述逆变器（23）电连接，所述逆变器（23）分别与所述第一电机（15）和所述第二电机（16）电连接；所述第一电机（15）的功率小于所述第二电机（16）的功率；所述第一电机（15）和所述第二电机（16）工作在电动机模式下，或工作在发电机模式下。2.根据权利要求1所述的一种混合动力装置，其特征在于所述第二齿轮（13）的齿数和所述第三齿轮（14）的齿数多于所述第一齿轮（12）的齿数，所述第二齿轮（13）的齿数和所述第三齿轮（14）的齿数相等。2CN108910734A说明书1/5页一种混合动力装置技术领域[0001]本发明涉及石油、天然气工业的修井设备，特别涉及一种混合动力装置。背景技术[0002]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，但液压蓄能器因其能量密度较低，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[0003]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