付洪峰

（勝利石油管理局井下作業(yè)中心臨盤(pán)作業(yè)中心，山東 德州 251507）

1 動(dòng)力系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前所使用的燃油動(dòng)力設(shè)備、電力動(dòng)力設(shè)備及其他動(dòng)力設(shè)備可直接輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，使能源損耗與所產(chǎn)生的效能持平，不能更有效地實(shí)現(xiàn)低能高效，降低廢氣、熱量排放及環(huán)境保護(hù)的要求.

2 工作原理

1）在油田修井設(shè)備（修井機(jī)）的工作過(guò)程中，如圖1 所示。當(dāng)動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，將鋼絲繩纏繞在滾筒上，鋼絲繩長(zhǎng)度縮短，通過(guò)固定滑輪和游動(dòng)滑輪，使游動(dòng)滑輪上升，動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)滾筒加速旋轉(zhuǎn)，游動(dòng)滑輪加速上升，這時(shí)斷開(kāi)動(dòng)力源，滾筒會(huì)在慣性下繼續(xù)帶動(dòng)游動(dòng)滑輪繼續(xù)上升一段距離。

圖1 修井設(shè)備工作原理圖

通過(guò)這一現(xiàn)象可以確定，斷開(kāi)動(dòng)力源后，滾筒在慣性的作用下會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)游動(dòng)滑輪的上升，于是在切斷動(dòng)力源開(kāi)始到滾筒慣性力消失這段時(shí)間內(nèi)，游動(dòng)滑輪上升的這段距離沒(méi)有動(dòng)力輸入所以沒(méi)有燃料損耗，證明在慣性作用下的滾筒無(wú)消耗也可以產(chǎn)生效能。

2）在公園或小區(qū)內(nèi)，經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到一種滾筒式的健身器材，如圖2 所示。在使用滾筒式健身器材時(shí)，人站在滾筒上蹬動(dòng)滾筒，開(kāi)始時(shí)需用較大的力越后來(lái)越省力，并使?jié)L筒轉(zhuǎn)速由低到高，當(dāng)滾筒達(dá)到高轉(zhuǎn)速后人離開(kāi)健身器材，滾筒在慣性的作用下保持高速旋轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后，滾筒由高轉(zhuǎn)速逐漸減慢為低轉(zhuǎn)速，這時(shí)人再次蹬動(dòng)滾筒，很輕松地就使?jié)L筒達(dá)到高轉(zhuǎn)速了。這一現(xiàn)象表明，滾筒從靜止到開(kāi)始旋轉(zhuǎn)需要較大的動(dòng)力，達(dá)到高速旋轉(zhuǎn)的滾筒轉(zhuǎn)速會(huì)逐漸地減慢，轉(zhuǎn)速逐漸減慢的滾筒只需較小的動(dòng)力就可以使?jié)L筒再次達(dá)到高轉(zhuǎn)速，從第一次驅(qū)動(dòng)滾筒至高轉(zhuǎn)速的人離開(kāi)，到再次驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速變低的滾筒至高轉(zhuǎn)速，中間的時(shí)間滾筒一直旋轉(zhuǎn)，無(wú)外力介入，也就是說(shuō)滾筒這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的動(dòng)能無(wú)消耗，如果使?jié)L筒一直保持高速旋轉(zhuǎn)只需使用小量外力介入就可以實(shí)現(xiàn)。

圖2 滾筒式健身器材

3 當(dāng)前主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)

目前設(shè)備的動(dòng)能配置是根據(jù)設(shè)備所需的動(dòng)力配備相符的動(dòng)力源，如下頁(yè)圖3 所示。電動(dòng)馬達(dá)接通電源直接帶動(dòng)設(shè)備3 和設(shè)備4 工作，設(shè)備3 和設(shè)備4工作所需的動(dòng)力要與電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的動(dòng)能相符，才能正常工作。

如下頁(yè)圖3 所示，如果電動(dòng)馬達(dá)在接通電源后，產(chǎn)生的動(dòng)力低于帶動(dòng)設(shè)備3 和設(shè)備4 所需的動(dòng)力，該設(shè)備組不能正常工作，使其正常工作需要更換大于電動(dòng)馬達(dá)動(dòng)力的電動(dòng)馬達(dá)及配套電源，造成設(shè)備成本和能源消耗增加。

圖3 設(shè)備組

根據(jù)以上情況，為了減少設(shè)備制造成本和降低能源消耗，研發(fā)高速旋轉(zhuǎn)的滾筒慣性產(chǎn)生的能量參與動(dòng)力輸出的動(dòng)力增強(qiáng)裝置，目前常規(guī)的動(dòng)能設(shè)備工作狀態(tài)是如圖3 所示的設(shè)備組在電動(dòng)馬達(dá)在接通電源后，產(chǎn)生的動(dòng)力低于設(shè)備3 和設(shè)備4 所需的動(dòng)力，該設(shè)備組不能正常工作時(shí)，在設(shè)備組內(nèi)加入滾筒2 和由電源8 帶動(dòng)輔助馬達(dá)。

4 動(dòng)力增強(qiáng)裝置

在如圖3 所示的設(shè)備組中，加入滾筒和輔助的加速設(shè)備，如圖4 設(shè)備組所示，電動(dòng)馬達(dá)接通電源7通過(guò)皮帶輪組帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，同時(shí)輔助馬達(dá)接通電源8，利用單向軸承的單向性輔助電動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，使?jié)L筒達(dá)到高速旋轉(zhuǎn)后，切斷電源，輔助馬達(dá)停止工作，電動(dòng)馬達(dá)單獨(dú)帶動(dòng)滾筒使其保持高速旋轉(zhuǎn)，輸出動(dòng)力使設(shè)備3 和設(shè)備4 持續(xù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并使燈泡5 和燈泡6 亮起。

圖4 設(shè)備組

圖4 所示的裝置的有效效果是，電動(dòng)馬達(dá)接通電源7 利用皮帶輪組使?jié)L筒保持高速、勻速旋轉(zhuǎn)，并且克服多個(gè)皮帶輪組和軸承的摩擦阻力后成功的帶動(dòng)了圖3 所示的電動(dòng)馬達(dá)在電源7 的配合下不能帶動(dòng)的設(shè)備3 和設(shè)備4，使設(shè)備3 和設(shè)備4 正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并使燈泡5 和燈泡6 亮起。

這臺(tái)動(dòng)力增強(qiáng)裝置在工作中，電動(dòng)馬達(dá)成功地捕捉滾筒高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的勢(shì)能，并加入到由電動(dòng)馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)的裝置中并輸出動(dòng)力，電動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力輸出使?jié)L筒保持高速勻速旋轉(zhuǎn)，使整個(gè)裝置以穩(wěn)定的狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

在圖4 所示的裝置中，滾筒是由外圈厚重中間，支撐部位直徑較大，中間部位空洞結(jié)構(gòu)的金屬或其他材質(zhì)的部件，目前，以電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)為例，低消耗高效率的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)擁有高科技技術(shù)，使用效率越來(lái)越高，捕捉并利用滾筒高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的效能，并合理地應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中，就會(huì)產(chǎn)生更多的效能，所以有一部分的效能是由滾筒高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，于是這一部分效能的產(chǎn)生以圖4 的裝置為例，除電動(dòng)馬達(dá)消耗了電能，滾筒產(chǎn)生的效能沒(méi)有消耗電能，現(xiàn)在的電一般由發(fā)電廠來(lái)完成，常見(jiàn)的有水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等。這一些電能的產(chǎn)生利用水能風(fēng)能燃料能太陽(yáng)能產(chǎn)生，這些能量的產(chǎn)生是需要條件的，而如圖4 的裝置由慣性產(chǎn)生的效能，成本低，無(wú)污染，而且不受條件限制，隨時(shí)可以攝取的能量。

5 結(jié)語(yǔ)

圖4 設(shè)備組中的電動(dòng)馬達(dá)成功地帶動(dòng)了圖3 設(shè)備組中電動(dòng)馬達(dá)需要更換大功率電動(dòng)馬達(dá)才能帶動(dòng)的設(shè)備3 和設(shè)備4，實(shí)現(xiàn)了“小?？梢岳瓌?dòng)大車(chē)”，根據(jù)其工作原理的可靠性，可以使原本產(chǎn)生能量很小的設(shè)備產(chǎn)生出更大的能量，動(dòng)力增強(qiáng)裝置，成功地捕捉高速旋轉(zhuǎn)的滾筒產(chǎn)生的能量，并使其作為動(dòng)力輸出，其中增強(qiáng)出來(lái)的這部分能量沒(méi)有消耗能源，沒(méi)有產(chǎn)生排放，沒(méi)有產(chǎn)生熱量，沒(méi)有產(chǎn)生噪音，利用滾筒的高速旋轉(zhuǎn)使動(dòng)力增強(qiáng)的裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、可靠性高，在電力、機(jī)械、制造、生活、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域會(huì)產(chǎn)生較高的實(shí)用價(jià)值。