一种石油钻机自动送钻系统技术方案

本发明专利技术公开了一种石油钻机自动送钻系统，包括换向阀、执行元件和钻具，执行元件的进油油路和执行元件的回油油路与换向阀相连接，在执行元件的回油油路上设置有可调节执行元件背压的溢流阀，在溢流阀的控制油路上设置电比例溢流阀；执行元件为液压油缸，液压油缸与钻具连接。本发明专利技术钻压力控制精度高，自动送钻的效果好，可以减轻钻工劳动强度，成本低，没有防爆风险。

An Automatic Drilling System for Oil Drilling Rig

The invention discloses an automatic drilling feeding system for an oil drilling rig, which comprises a reversing valve, an actuating element and a drilling tool. The oil inlet circuit of the actuating element and the oil return circuit of the actuating element are connected with the reversing valve. The oil return circuit of the actuating element is provided with a relief valve adjusting the back pressure of the actuating element, and an electric proportional relief valve is arranged on the control oil circuit of the relief valve. The hydraulic cylinder is connected with the drilling tool. The drilling pressure control precision of the invention is high, the effect of automatic drilling is good, the labor intensity of the driller can be reduced, the cost is low, and there is no explosion-proof risk.

【技术实现步骤摘要】
一种石油钻机自动送钻系统
本专利技术涉及石油钻机
，具体而言，涉及一种石油钻机自动送钻系统。
技术介绍
在石油钻机深井钻探中，钻压力控制对保护钻具、提高钻进效率、防止钻井事故等方面都很重要。而控制钻压力是自动送钻的前提，钻压力控制得好，自动送钻效果就好，可以大大减轻司钻工的劳动强度，并能减少司钻工数量。所以钻压力控制是石油钻机的一个核心技术。现在常用的钻压力控制方法有：1、单独配置小功率的变频送钻电机(如45KW)，该电机通过大减速比机构与主变速箱相连。通过调节送钻电机电压频率与电压值以调节送钻电机的转速与制动力矩来实现钻压力控制与自动送钻。该方法适应于普通电驱绞车，钻压力控制比较稳定。缺点是：1)增加了减速机的复杂性。2)变频器与防爆电机的成本比较高。3)增加了防爆风险。2、采用主变频电机送钻。绞车的主电机采用变频电机，配备大功率变频器。调节方法同上。该方法适用于采用变频电机驱动的绞车，钻压力控制也比较稳定。缺点是成本高，增加防爆风险。3、采用直流主电机送钻，靠调节直流电机的速度与制动力矩来实现钻压力控制与自动送钻。该方法适用于采用直流电机驱动的绞车，钻压力控制比较稳定。缺点是成本高，增加防爆风险。4、采用调节机械盘刹制动力来实现钻压力控制与自动送钻。优点是成本相对低廉。缺点是：1)靠调节摩擦片制动力来实现钻压力控制，钻压力控制精度不高。2)钻压力控制精度不高，送钻自动化就受到限制，司钻操作劳动强度就大。3)整个送钻过程中，摩擦片都是处于制动状态，摩擦片容易磨损，制动片容易发热，又增加了防爆风险。需要配备水冷系统及时散热。4)不能实现应急提升功能。5、采用调节伊顿刹车制动力来实现钻压力控制与自动送钻。该方法与盘刹一样都是靠调节机械制动力来实现。所不同的是盘刹靠调节油缸力来调节摩擦片的制动力，而伊顿刹车是靠调节气缸力来调节制动力。因此，研发一种能有效解决上述问题的石油钻机自动送钻系统是目前需要迫切解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石油钻机自动送钻系统，以解决石油钻机的钻压力调节问题。本专利技术解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：本专利技术提供了一种石油钻机自动送钻系统，包括换向阀、执行元件和钻具，执行元件的进油油路和执行元件的回油油路与换向阀相连接，在执行元件的回油油路上设置有可调节执行元件背压的溢流阀，在所述溢流阀的控制油路上设置电比例溢流阀；所述执行元件为液压油缸，所述液压油缸与所述钻具连接。进一步地，所述石油钻机自动送钻系统还包括控制器，在所述液压油缸的回油油路中设置有第一压力传感器，当所述第一压力传感器检测信号大于预设背压值时，所述控制器控制所述电比例溢流阀使液压油缸背压减少；当第一压力传感器检测信号小于预设背压值时，控制器控制所述电比例溢流阀使液压油缸背压增大。进一步地，所述溢流阀的进油口与所述执行元件的回油油路相连，所述溢流阀的出油口与所述执行元件的进油油路相连。进一步地，在所述溢流阀的控制油路中设置有电磁阀和第二压力传感器；所述电磁阀和所述第二压力传感器位于所述电比例溢流阀和所述溢流阀的控制口之间的油路中。进一步地，所述液压油缸的数量为两个，两个所述液压油缸的有杆腔相连通，两个所述液压油缸的无杆腔相连通，所述钻具与所述液压油缸的活塞杆相连接。本专利技术提供的另一种石油钻机自动送钻系统，包括换向阀、执行元件和钻具，所述执行元件的进油油路和所述执行元件的回油油路与所述换向阀相连接，在所述执行元件的回油油路上设置有可调节所述执行元件背压的电比例阀；所述执行元件为液压油缸，所述液压油缸与所述钻具连接。进一步地，所述石油钻机自动送钻系统还包括控制器，在所述液压油缸的回油油路中设置有第一压力传感器，当所述第一压力传感器检测信号大于预设背压值时，所述控制器控制所述电比例阀使液压油缸背压减少；当第一压力传感器检测信号小于预设背压值时，控制器控制所述电比例阀使液压油缸背压增大。进一步地，在所述执行元件的进油油路和所述执行元件的回油油路之间设置有平衡阀。进一步地，所述电比例阀的进油口与所述执行元件的回油油路相连，所述电比例阀的出油口与所述执行元件的进油油路相连。本专利技术的技术方案相对于传统调节机械制动力去控制钻压力的技术方案：没有刹车片磨损，没有制动盘发热，不需要单独增加散热。控制精度高，自动送钻的效果好，可以减轻钻工劳动强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例的石油钻机自动送钻系统原理图；图2为本专利技术第二实施例的石油钻机自动送钻系统原理图；图3为本专利技术第三实施例的石油钻机自动送钻系统原理图。图标：1-液压马达；2-减速机；3-绞车滚筒；4-快绳定滑轮；5-滑轮组；6-钻具；7-溢流阀；8-平衡阀；9-电磁阀；10-电比例溢流阀；11-第二压力传感器；12-换向阀；13-电比例阀；14-液压油缸。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”应做更广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图，对本专利技术的一个实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。本专利技术所述的执行元件背压是指执行元件在使钻具6下降状态下，执行元件的回油油路B压力。本专利技术所述的执行元件的进油油路A和执行元件的回油油路B是根据执行元件驱动钻具6下降时，执行元件的进出压力油状态。本专利技术所述的钻压力是指钻具6向下钻的作用力。下面结合图1，对本专利技术的优选第一实施例作进一步详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油钻机自动送钻系统，其特征在于，包括换向阀(12)、执行元件和钻具(6)，执行元件的进油油路(A)和执行元件的回油油路(B)与换向阀(12)相连接，在执行元件的回油油路(B)上设置有可调节执行元件背压的溢流阀(7)，在所述溢流阀(7)的控制油路上设置电比例溢流阀(10)；所述执行元件为液压油缸(14)，所述液压油缸(14)与所述钻具(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种石油钻机自动送钻系统，其特征在于，包括换向阀(12)、执行元件和钻具(6)，执行元件的进油油路(A)和执行元件的回油油路(B)与换向阀(12)相连接，在执行元件的回油油路(B)上设置有可调节执行元件背压的溢流阀(7)，在所述溢流阀(7)的控制油路上设置电比例溢流阀(10)；所述执行元件为液压油缸(14)，所述液压油缸(14)与所述钻具(6)连接。2.如权利要求1所述的石油钻机自动送钻系统，其特征在于，所述石油钻机自动送钻系统还包括控制器，在所述液压油缸(14)的回油油路(B)中设置有第一压力传感器，当所述第一压力传感器检测信号大于预设背压值时，所述控制器控制所述电比例溢流阀(10)使液压油缸(14)背压减少；当第一压力传感器检测信号小于预设背压值时，控制器控制所述电比例溢流阀(10)使液压油缸(14)背压增大。3.如权利要求1所述的石油钻机自动送钻系统，其特征在于，所述溢流阀(7)的进油口与所述执行元件的回油油路(B)相连，所述溢流阀(7)的出油口与所述执行元件的进油油路(A)相连。4.如权利要求1所述的石油钻机自动送钻系统，其特征在于，在所述溢流阀(7)的控制油路中设置有电磁阀(9)和第二压力传感器(11)；所述电磁阀(9)和所述第二压力传感器(11)位于所述电比例溢流阀(10)和所述溢流阀(7)的控制口之间的油路中。5.如权利要求1所述的石油钻机自动送钻系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：易小刚，
申请(专利权)人：三一重型能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11