钻机势能回收利用装置的制作方法

本技术涉及势能回收利用，是一种钻机势能回收利用装置。

背景技术：

1、电动钻机因其工作特性，需要频繁的上钻下钻，而在下钻过程中，绞车会通过传动轴和链条传动，使电机“倒发电”产生电能，进而导致直流电压升高，对钻机和绞车的正常运行造成影响，并且容易产生安全隐患。

2、为了保证绞车和钻机的正常运行，目前常使用的方式是配置制动电阻，使制动电阻以发热的形式持续消耗掉绞车下钻时产生的电能，但是这样的方式使得下钻时产生的电能无法得到有效的利用，造成了严重的能量浪费。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种钻机势能回收利用装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的绞车下钻产生的电能消耗方式中存在的以发热的形式消耗电能，无法有效利用的问题。

2、本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种钻机势能回收利用装置，包括回收单元、逆变模块、输出单元和控制单元，逆变模块的输入端与回收单元连接，逆变模块的输出端与输出单元连接，控制单元包括直流数据采集模块和主控模块，直流数据采集模块与回收单元连接，主控模块分别与逆变模块的控制端和直流数据采集模块连接。

3、下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

4、上述控制单元可还包括交流数据采集模块和分流模块，交流数据采集模块与逆变单元的输出端连接，分流模块并联于回收单元与逆变模块之间，主控模块分别与交流数据采集模块和分流模块连接。

5、上述分流模块可包括接触器和发热电阻，接触器线圈与主控模块连接，接触器常开触点的一端与回收单元的正极连接，接触器常开触点的另一端与发热电阻的一端连接，发热电阻的另一端与回收单元的负极连接。

6、上述逆变模块可为三个igbt桥组成的三相逆变桥，igbt桥包括上igbt开关和下igbt开关，上igbt开关的发射极与下igbt开关的集电极连接，上igbt开关与下igbt开关的栅极均与主控模块连接，上igbt开关的集电极与回收单元的正极连接，下igbt开关模块的发射极与回收单元的负极连接，上igbt开关与下igbt开关均与一个反向的二极管并联，每个igbt桥的结构一致。

7、上述回收单元可包括势能转化模块、热熔电阻和滤波电容，势能转化模块的两端均串联有一个热熔电阻，滤波电容并联于势能转化模块和逆变模块之间。

8、上述输出单元可包括电抗器和过载保护开关，逆变模块的输出端与电抗器的输入端连接，电抗器的输出端与过载保护开关连接。

9、本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，能够实现主控模块自主判断当前工况并根据当前工况开启或关闭逆变模块；通过逆变模块将直流电转换为交流电供外部负载使用，实现对下钻时产生的电能进行有效利用，改进以往只能通过发热的形式将电能消耗掉的情况，能够有效解决现有的绞车下钻产生电能消耗方式中存在的电能浪费问题，同时能够在交流电压数据大于交流电压阈值时控制分流模块开启，减少逆变单元的输出功率，防止负载因损坏。

技术特征：

1.一种钻机势能回收利用装置，其特征在于包括回收单元、逆变模块、输出单元和控制单元，逆变模块的输入端与回收单元连接，逆变模块的输出端与输出单元连接，控制单元包括直流数据采集模块和主控模块，直流数据采集模块与回收单元连接，主控模块分别与逆变模块的控制端和直流数据采集模块连接。

2.根据权利要求1所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于控制单元还包括交流数据采集模块和分流模块，交流数据采集模块与逆变单元的输出端连接，分流模块并联于回收单元与逆变模块之间，主控模块分别与交流数据采集模块和分流模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于分流模块包括接触器和发热电阻，接触器线圈与主控模块连接，接触器常开触点的一端与回收单元的正极连接，接触器常开触点的另一端与发热电阻的一端连接，发热电阻的另一端与回收单元的负极连接。

4.根据权利要求1或2所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于逆变模块为三个igbt桥组成的三相逆变桥，igbt桥包括上igbt开关和下igbt开关，上igbt开关的发射极与下igbt开关的集电极连接，上igbt开关与下igbt开关的栅极均与主控模块连接，上igbt开关的集电极与回收单元的正极连接，下igbt开关模块的发射极与回收单元的负极连接，上igbt开关与下igbt开关均与一个反向的二极管并联，每个igbt桥的结构一致。

5.根据权利要求3所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于逆变模块为三个igbt桥组成的三相逆变桥，igbt桥包括上igbt开关和下igbt开关，上igbt开关的发射极与下igbt开关的集电极连接，上igbt开关与下igbt开关的栅极均与主控模块连接，上igbt开关的集电极与回收单元的正极连接，下igbt开关模块的发射极与回收单元的负极连接，上igbt开关与下igbt开关均与一个反向的二极管并联，每个igbt桥的结构一致。

6.根据权利要求1或2或5所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于回收单元包括势能转化模块、热熔电阻和滤波电容，势能转化模块的两端均串联有一个热熔电阻，滤波电容并联于势能转化模块和逆变模块之间。

7.根据权利要求3所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于回收单元包括势能转化模块、热熔电阻和滤波电容，势能转化模块的两端均串联有一个热熔电阻，滤波电容并联于势能转化模块和逆变模块之间。

8.根据权利要求4所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于回收单元包括势能转化模块、热熔电阻和滤波电容，势能转化模块的两端均串联有一个热熔电阻，滤波电容并联于势能转化模块和逆变模块之间。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于输出单元包括电抗器和过载保护开关，逆变模块的输出端与电抗器的输入端连接，电抗器的输出端与过载保护开关连接。

10.根据权利要求3所述的钻机势能回收利用装置，其特征在于输出单元包括电抗器和过载保护开关，逆变模块的输出端与电抗器的输入端连接，电抗器的输出端与过载保护开关连接。

技术总结本技术涉及势能回收利用技术领域，是一种钻机势能回收利用装置，包括回收单元、逆变模块、输出单元和控制单元，逆变模块的输入端与回收单元连接，逆变模块的输出端与输出单元连接，本技术结构合理而紧凑，使用方便，能够实现主控模块自主判断当前工况并根据当前工况开启或关闭逆变模块；通过逆变模块将直流电转换为交流电供外部负载使用，实现对下钻时产生的电能进行有效利用，改进以往只能通过发热的形式将电能消耗掉的情况，能够解决现有的绞车下钻产生电能消耗方式中存在的电能浪费问题，同时能够在交流电压数据大于交流电压阈值时控制分流模块开启，减少逆变单元的输出功率，防止负载损坏。技术研发人员：何志波,魏祥高,张琛逸,任佳萍受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：20231024技术公布日：2024/7/23