一种钻机平衡油缸及其液压控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种钻机平衡油缸及其液压控制系统，钻机平衡油缸的液压控制系统包括：液压泵，与油箱连接用于向平衡油缸供油；减压阀，其输入端与所述液压泵和所述蓄能器的输出端连接；其输出端通过液压锁与平衡油缸的无杆腔连接；溢流阀，其输入端通过换向阀与所述减压阀的控制端连接；节流阀，其输入端与所述平衡油缸的有杆腔连接，其输出端与油箱连接，用于控制系统的回油。本实用新型专利技术，通过减压阀和溢流阀对平衡油缸内的压力进行控制，溢流阀通过换向阀与减压阀连接，通过溢流阀叠加在减压阀上的设定压力值实现平衡油缸不同工况下的切换，避免顶驱自重影响导致钻具螺纹受力发生损坏。生损坏。生损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种钻机平衡油缸及其液压控制系统


[0001]本技术涉及钻机设备控制
，具体涉及一种钻机平衡油缸及其液压控制系统。

技术介绍

[0002]钻机顶驱是一种顶部驱动钻井系统，它可以从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱、上卸扣和倒划眼等钻井操作。
[0003]传统的顶驱钻机，顶驱部件与主绳之间采用刚性连接的方式，这使得钻机在拧紧钻具上扣的过程中，位于上方的顶驱与位于下方的铁钻工间处于静止状态，钻具螺纹承受较大的轴向力；当钻具上扣完毕松开铁钻工时，又会产生主机冲击震颤。由于顶驱功率较高、自重较大，当拆卸主轴上的钻具时，顶驱重量完全由钻具的螺纹承担，螺纹旋开至最后几扣时，主轴依旧在旋转，此时加在螺纹上的力过大，极易导致其损坏。
[0004]有鉴于此，急需一种可实现顶驱平衡的钻机及其液压控制油路，以解决钻具上卸扣时钻具螺纹受轴向力容易造成损坏的问题。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是现有的钻机在钻具上卸扣时钻具螺纹受轴向力容易造成损坏的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种钻机平衡油缸的液压控制系统，其特征在于，包括：
[0008]液压泵，与油箱连接用于向平衡油缸供油；
[0009]减压阀，其输入端与所述液压泵的输出端连接；其输出端通过液压锁与平衡油缸的无杆腔连接；
[0010]溢流阀，其输入端通过换向阀与所述减压阀的控制端连接；
[0011]节流阀，其输入端与所述平衡油缸的有杆腔连接，其输出端与油箱连接，用于控制系统的回油。
[0012]在上述方案中，优选的，还包括：
[0013]蓄能器感应卸荷阀和蓄能器，所述蓄能器通过所述蓄能器感应卸荷阀与所述液压泵的输出端连接。
[0014]在上述方案中，优选的，所述蓄能器感应卸荷阀包括单向阀、蓄能器感应
‑
先导卸荷阀和溢流阀，其中，
[0015]所述溢流阀的控制油端和其一个工作端与所述液压泵连接；其另一工作端与所述蓄能器感应
‑
先导卸荷阀的输入端连接；
[0016]所述单向阀的输入端与所述液压泵连接，其输出端与所述蓄能器和所述蓄能器感应
‑
先导卸荷阀的控制端连接；
[0017]所述蓄能器感应
‑
先导卸荷阀的输出端与所述节流阀的输出端和油箱连接。
[0018]在上述方案中，优选的，所述平衡油缸上还设有缓冲溢流阀，其控制端和进油端与所述平衡油缸的有杆腔连接，其输出端与所述平衡油缸的无杆腔连接。
[0019]在上述方案中，优选的，还包括复位控制装置，包括复位溢流阀和复位节流阀，所述复位节流阀的输入端与所述平衡油缸的无杆腔连接，其输出端与所述复位溢流阀的输入端连接，所述复位溢流阀的输出端与所述平衡油缸的有杆腔连接。
[0020]在上述方案中，优选的，还包括吸能装置，包括与平衡油缸的无杆腔连接的吸能蓄能器和压力传感器。
[0021]一种钻机顶驱的平衡油缸，设置在顶驱钢绳与顶驱之间，由上述的钻机平衡油缸的液压控制系统驱动。
[0022]与现有技术相比，本技术提供的钻机顶驱的平衡油缸及其液压控制系统，通过控制油路上的减压阀以及通过电磁换向阀与连接的溢流阀，实现平衡油缸的压力控制，实现顶驱平衡与上跳两种工况下的切换，满足顶驱上扣和卸扣作业下钻具螺纹的受力要求，避免钻具螺纹受力而发生损坏。
附图说明
[0023]图1为本技术中钻机平衡油缸的液压控制系统的平衡工况的示意图；
[0024]图2为本技术中钻机平衡油缸的液压控制系统的上跳工况的示意图。
[0025]其中，图1至图2中各部件名称与附图标记之间的对应关系如下：
[0026]液压泵1，蓄能器感应卸荷阀2，蓄能器3，减压阀4，液压锁5，溢流阀6，换向阀7，节流阀8.1和8.2，复位溢流阀9，复位节流阀10，吸能蓄能器11，压力传感器12，缓冲溢流阀13。
具体实施方式
[0027]本技术提供了一种钻机平衡油缸及其液压控制系统，通过减压阀和溢流阀对平衡油缸内的压力进行控制，溢流阀通过换向阀与减压阀连接，通过溢流阀叠加在减压阀上的设定压力值实现平衡油缸不同工况下的切换，避免顶驱自重影响导致钻具螺纹受力发生损坏。下面结合说明书附图和具体实施方式对本技术做出详细说明。
[0028]如图1、图2所示，本技术提供的钻机平衡油缸及其液压控制系统，顶驱平衡油缸设置在顶驱钢绳与顶驱之间，用于对顶驱提供支撑力，以平衡顶驱对钻具螺纹的压力。
[0029]钻机平衡油缸的液压控制系统都包括油箱、液压泵1、减压阀4、溢流阀6和节流阀8.1和8.2。液压泵1与油箱连接，用于向平衡油缸供油。具体的，液压泵1上还设有蓄能器感应卸荷阀2和蓄能器3，蓄能器3通过蓄能器感应卸荷阀3与液压泵1的输出端连接，实现液压泵1的间歇供油，从而降低液压控制系统的能耗。
[0030]蓄能器感应卸荷阀2包括单向阀、蓄能器感应
‑
先导卸荷阀和溢流阀，其中，蓄能器感应卸荷阀2的溢流阀的控制油端和其一个工作端与液压泵1连接；蓄能器感应卸荷阀2的溢流阀的另一工作端与蓄能器感应
‑
先导卸荷阀的输入端连接；蓄能器感应卸荷阀2的单向阀的输入端与液压泵1连接，蓄能器感应卸荷阀2的单向阀的输出端与蓄能器3和蓄能器感应
‑
先导卸荷阀的控制端连接；蓄能器感应
‑
先导卸荷阀的输出端与节流阀8.1和8.2的输出端和油箱连接，用于回油。
[0031]减压阀4的输入端与液压泵1和蓄能器3的输出端连接，减压阀4的输出端通过液压
锁5与平衡油缸的无杆腔连接，用于向平衡油缸的无杆腔供油，使平衡油缸运行。
[0032]溢流阀6的输入端通过换向阀7与减压阀4的控制端连接，通过换向阀7的动作，使溢流阀6工作或卸荷，使溢流阀6的压力值叠加到减压阀4的设定值上，实现平衡油缸不同工况的切换。
[0033]两个节流阀8.1和8.2的输入端与平衡油缸的有杆腔连接，其输出端与油箱连接，两个节流阀8.1和8.2配合，控制油缸有杆腔的油液的进入流出量。
[0034]平衡油缸上还设有缓冲溢流阀13，缓冲溢流阀13的控制端和进油端与平衡油缸的有杆腔连接，缓冲溢流阀13的输出端与平衡油缸的无杆腔连接。
[0035]平衡油缸上还设有复位控制装置和吸能装置，复位控制装置包括复位溢流阀9和复位节流阀10，复位节流阀10的输入端与平衡油缸的无杆腔连接，复位节流阀10的输出端与复位溢流阀9的输入端连接，复位溢流阀的输出端与平衡油缸的有杆腔连接。吸能装置包括与平衡油缸的无杆腔连接的吸能蓄能器11和压力传感器12。
[0036]本技术的工作过程如下:
[0037]平衡自重模式：如图1所示，采用液压泵1与油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻机平衡油缸的液压控制系统，其特征在于，包括：液压泵，与油箱连接，用于向平衡油缸供油；减压阀，其输入端与所述液压泵的输出端连接；其输出端通过液压锁与平衡油缸的无杆腔连接；溢流阀，其输入端通过换向阀与所述减压阀的控制端连接；节流阀，其输入端与所述平衡油缸的有杆腔连接，其输出端与油箱连接，用于控制系统的回油。2.根据权利要求1所述的钻机平衡油缸的液压控制系统，其特征在于，还包括：蓄能器感应卸荷阀和蓄能器，所述蓄能器通过所述蓄能器感应卸荷阀与所述液压泵的输出端连接。3.根据权利要求2所述的钻机平衡油缸的液压控制系统，其特征在于，所述蓄能器感应卸荷阀包括单向阀、蓄能器感应
‑
先导卸荷阀和溢流阀，其中，所述溢流阀的控制油端和其一个工作端与所述液压泵连接；其另一工作端与所述蓄能器感应
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先导卸荷阀的输入端连接；所述单向阀的输入端与所述液压泵连接，其输出端与所述蓄能器和所述蓄能器感应

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，梁有诚，于海龙，张伟华，
申请(专利权)人：北京天和众邦勘探技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：