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XJ900DBN电动储能内绷绳修井机技术方案

自然气股份华北油田分公司中油石油集团渤海石油装备制造

2023年4月17日

一、总体方案概述

XJ900DBN电动储能内绷绳修井机是将电储能技术和内绷绳技术相结合，取消修井机外绷绳，保存内绷绳，直接接入井场电源工作的型电驱修井设备。该设备有效解决了电动修井机受井场配电容量、井场作业空间限制的问题，适用于配备50kVA及以上井场变压器电源的油、气、水井的小修作业，满足村庄、城区、养殖场、戈壁、沙漠等狭小简单地形环境以及低噪音修井作业要求，具有节能降耗、减排降噪的工作特性。

整机由专用底盘车、电控系统、超级电容储能系统、传动系统、内绷绳专用井架、游动系统、液气系统、照明系统、稳定监测系统等组成，总体布置示意图见图1，工作状态图见图2。

图1整机布置图

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图2整机工作状态图

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传动原理：

整车动力传动包括工作动力传动路径和行车动力传动路径。工作动力传动路径动力源为变频电机，电机输出动力给变速箱，经角箱、链条箱、绞车驱动游动系统进展管柱起下。行车动力动力源为底盘车发动机，发动机动力通过变速箱、分动箱驱动车桥行驶。传动原理见图3。

图3传动原理图

二、设计技术标准及依据

GB/T23505-2023《石油修井机》

GB1589-2023《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》APISpec4F 《钻井和修井井架、底座标准》

APISpec7K 《钻修井设备标准》

APISpec8C 《钻井采油提升设备标准》

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APISpec9A 《钢丝绳标准》

APIRP500 《石油设施电气设备的区域分类推举作法》SY/T6680 《石油钻机和修井机出厂验收标准》

三、整机主要技术参数及指标1、主要技术参数

修井深度：4000m〔27/8″外加厚油管〕最大钩载：900kN

额定钩载：600kN井架高度：21m

大钩速度：0～1.5m/s

主电机功率:110kW/AC400V

超级电容模组最大补偿功率：80kW整机侧翻稳定性系数：≥1.25

整机倾翻稳定性系数：≥1.25

运移状态外形尺寸：14074×2550×3935mm〔方案尺寸〕2、质量指标

满足GB/T23505《石油钻机和修井机》、SY/T6680

《石油钻机和修井机出厂验收标准》，符合双方技术协议要求。3、经济环保指标

额定提升力量到达60吨，单井节约燃料费60%，综合作业本钱降低20%。整机工作噪音低于75dBA。

四、配置及主要部件技术要求

1、底盘系统

选用8×8专用底盘车，配备柴油机用于整机行驶，国Ⅴ排放标准，主要用于修井机的运移搬安，不作为作业动力，可以作为备用动力，处理断电以及修井机电动系统故障，安全撤离井场。单排双人偏置式低顶驾驶室。配备行驶记录仪、倒车雷达，用于记录、存储、显示车辆行驶状态信息。车架为框架式构造，纵梁为“Ⅱ”型断面，前双桥为单胎，后双桥为双胎，配备ABS刹车系统。

底盘后部增加伸缩式液压支腿，由2套支腿箱、套装伸缩

式支腿、水平缸和支腿缸组成，伸缩支腿套装在在支腿箱内，水平缸可以推出、收回伸缩支腿，支腿缸作为液压千斤支撑到地面，运输状态时水平缸收回，伸缩支腿收回到支腿箱内。液压伸缩支腿可以增大整机抗风力量，提高抗侧翻和倾翻力量，提高整机工作稳定性。

驱动型式：

8×8

发动机型号：

WP10.336E53〔国Ⅴ〕

变速箱型号：

9JS180T

最大爬坡度：

30%

最小离地间隙：

300mm

最高行驶车速：

60km/h

最小转变半径：

14m

2、动力传动系统

〔1〕变频电机

选用西门子变频调速电机，可在50-90Hz频率变化范围内实现恒功率变频调速，满足修井机工作负载特性要求。电动机带独立驱动风扇强制风冷，在额定电压和频率下能够承受1.5倍过载，在大负载特别工况下，能够供给大扭矩输出。

额定功率:

110kW

额定转速：

988rpm

额定转矩：

1063N.m

额定电压：

AC400V

防护等级：

IP56

绝缘等级：

H级

〔2〕变速箱

型号：

DB300

最大输入功率：

274kW

最大输入转速：

2500rpm

传动比：1档4

2档2.01 3档1 空挡

〔3〕角传动箱

钢制壳体、锻钢螺旋锥齿轮，输入输出轴为优质合金钢制造；润滑形式为油浴飞溅式，密封、润滑牢靠。角传动箱内有齿轮换挡机构，用于修井机换挡调速。在角箱上安装应急液压马达，配套离合器，承受手动摘挂，当井场断电或电机故障无法作业时，启动底盘发动机，承受应急液压马达能够带动绞车

旋转，处理修井作业善后。

最大输出扭矩： 9kN.m

输入最高转速： 2200r/min齿轮传动比： 2.68、4.88

应急液压马达最大提升载荷： 30kN