專利名稱：水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水平定向鉆機的液壓控制系統(tǒng)，特別是一種水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)。
背景技術：
采用定量泵液壓系統(tǒng)的水平定向鉆機，其動力頭的回轉一般由幾個液壓馬達一起驅動減速機，并由減速機輸出動力。通過不同的液壓油路連通方式，可實現(xiàn)高速和低速兩個檔位，高速檔實現(xiàn)高速低扭矩，低速檔實現(xiàn)低速大扭矩。一般是通過手動滑閥的換向，實現(xiàn)不同的液壓油路的集流與分流方式，達到幾個液壓馬達串聯(lián)或并聯(lián)關系，實現(xiàn)高低速檔的切換。如圖1所示，一個動力頭一共有兩個液壓馬達參與工作，當主泵的流量只提供給一個液壓馬達，另外一個液壓馬達處于被動轉動狀態(tài)，那么這時候只有一個液壓馬達提供動力， 動力頭的回轉為高速檔；通過手動滑閥12，將油路的切換，主泵1的流量分別提供給屬于并聯(lián)關系的兩個液壓馬達，那么這時候有兩個液壓馬達提供動力，一個液壓馬達正轉，另一個液壓馬達反轉，動力頭的回轉為低速擋。動力頭的液壓系統(tǒng)多采用大排量的主泵，如果采用通過手動滑閥的換向實現(xiàn)液壓油路不同的集流與分流方式，會在手動滑閥的油口處產生過大的壓力損失，導致動力不足或者液壓馬達吸空等現(xiàn)象。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、操作方便、工作可靠、壓力損失低、可實現(xiàn)水平定向鉆機動力頭高低速檔切換的水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用的技術方案是一種水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，包括主泵、主控閥、雙速閥裝置、動力頭總成，動力頭總成主要包括液壓馬達I、液壓馬達II和減速機總成，液壓馬達I的一個油口與主控閥間通過油路I連接，液壓馬達I的另一個油口連接油路II，液壓馬達II的一個油口與主控閥間通過油路III連接，液壓馬達II 的另一個油口通過油路IV連接于油路I，雙速閥裝置連接于油路I、油路II及油路III間，雙速閥裝置包括二通插裝閥I、二通插裝閥II、控制蓋板I、控制蓋板II、電磁換向閥及梭閥， 控制蓋板I、控制蓋板II分別設置在二通插裝閥I、二通插裝閥II上，梭閥分別連接于油路 I、油路III與電磁換向閥間并可將油路I、油路III中壓力大的油路的壓力信號引入所述電磁換向閥的P油口，電磁換向閥的A、B油口分別與所述二通插裝閥II、二通插裝閥I的C油口相連，二通插裝閥I的A油口與油路I相連，二通插裝閥II的A油口與油路III相連，二通插裝閥I的B油口與二通插裝閥II的B油口相連，且二通插裝閥I的B油口與二通插裝閥 II的B油口同時與油路II相連。本發(fā)明的進一步技術方案是所述的電磁閥換向閥為兩位四通電磁換向閥。本發(fā)明的再進一步技術方案是所述的梭閥安裝在控制蓋板I內。
本發(fā)明的更進一步技術方案是所述主控閥設有與液壓控制系統(tǒng)的油箱相連的系統(tǒng)回油管路，在系統(tǒng)回油管路上連接有背壓閥。本發(fā)明之水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)具有以下有益效果 1.所用元件大部分均為標準元件，結構簡單、成本低、通用性好
本發(fā)明水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)的雙速閥裝置采用二通插裝閥、電磁換向閥及梭閥，這些元件為標準元件，整體結構簡單、成本低，二通插裝閥具有公稱流量大、油液流經時壓力損失小、閥芯動作靈敏、抗堵塞能力強的特點，通用性好，可有效解決動力不足或者液壓馬達吸空的問題。2.采用電磁換向閥切換高低速檔，操作方便
本發(fā)明水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)采用電磁換向閥切換高低速檔，在切換高低速檔時直接按電磁換向閥的切換開關即可，無需通過用手扳動手動滑閥，操作起來非常方便。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)作進一步的說明。
圖1是現(xiàn)有技術水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)的液壓原理圖； 圖2是本發(fā)明水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)的液壓原理圖。主要元件標號說明
1 一主泵，2—主控閥，3—雙速閥裝置，31—二通插裝閥II，32—控制蓋板II，33—電磁換向閥，34—控制蓋板I，35—梭閥，36—二通插裝閥I，4一油路III，5—動力頭總成，51— 液壓馬達II，52—減速機總成，521—輸出齒輪，522—輸入齒輪，53—液壓馬達I，6—油路 11，7—油路I，8—系統(tǒng)回油管路，9一油箱，10—雙速閥回油管，11 一背壓閥，12—手動滑閥，13—油路IV。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，包括主泵1、主控閥2、 雙速閥裝置、動力頭總成5。(為區(qū)別各元件的油口或油路在本實施例中均在對應油口或油路的代號后面加數(shù)字用以區(qū)別。)
動力頭總成5主要包括液壓馬達I 53、液壓馬達II 51和減速機總成，減速機總成主要包括輸入齒輪522和輸出齒輪521，液壓馬達I 53、液壓馬達II 51的輸出軸通過輸入齒輪 522串起，液壓馬達I 53、液壓馬達II 51轉動后，帶動輸入齒輪522進行轉動，輸入齒輪522 再帶動輸出齒輪521完成最終的動力頭轉動。液壓馬達I 53的一個油口 A4與主控閥2間通過油路I 7連接，液壓馬達I 53的另一個油口 B4連接油路II 6，液壓馬達II 51的一個油口 A3與主控閥2間通過油路III 4連接，液壓馬達II 51的另一個油口 B3通過油路IV 13連接于油路I 7，雙速閥裝置連接于油路 I 7、油路II 6及油路III 4間。所述雙速閥裝置包括二通插裝閥I 36、二通插裝閥II 31、控制蓋板I 34、控制蓋板II 32、電磁換向閥33及梭閥35?？刂粕w板I 34、控制蓋板II 32分別設置在二通插裝閥I 36、二通插裝閥II 31上。梭閥35安裝在控制蓋板I 34內，梭閥35分別連接于油路I 7、 油路III 4與電磁換向閥33間并可將油路I 7、油路III 4中壓力大的油路的壓力信號引入所述電磁換向閥33的P油口，電磁閥換向閥33為兩位四通電磁換向閥，電磁換向閥33的A5、 B5油口分別與所述二通插裝閥II 31、二通插裝閥I 36的Cl、C2油口相連(其中電磁換向閥與兩二通插裝閥間的油管分別穿過控制蓋板后與二通插裝閥的C油口相連)，二通插裝閥 I 36的A2油口與油路I 7相連，二通插裝閥II 31的Al油口與油路III 4相連，二通插裝閥 I 36的B2油口與二通插裝閥II 31的Bl油口相連，且二通插裝閥I 36的B2油口與二通插裝閥II 31的Bl油口同時與油路II 6相連。所述主控閥2設有與液壓控制系統(tǒng)的油箱9相連的系統(tǒng)回油管路8，在系統(tǒng)回油管路8上連接有背壓閥11。主控閥2的作用是控制主泵1的流量選擇進入油路I 7或者油路III4，并進行流量控制。雙速閥裝置3的作用是使油路II 6選擇與油路I 7或者油路III 4進行連通。電磁換向閥33用于切換高低速檔。設液壓馬達A油口進油B油口出油為正轉，B油口進油A油口出油為反轉。如圖2所示，當主控閥2處于右位，電磁換向閥33處于右位工作時，油路I 7為進油路，油路III4為回油路，這時油路I 7的壓力大于油路III 4的壓力，油路I 7的壓力信號通過梭閥35進入電磁換向閥33的P5油口，再通過A5油口進入控制蓋板II 32,最后通過二通插裝閥II 31的Cl油口進入二通插裝閥II 31的控制腔，二通插裝閥II 31的Al到Bl 油路閉鎖，二通插裝閥I 36的控制腔的液壓油通過控制蓋板I 34進入電磁換向閥的B5油口，再經過電磁換向閥33的回油口 T5，最后通過雙速閥回油管10進入油箱9，二通插裝閥 I 36的A2到B2油路打開，油路II 6與油路I 7連通，即液壓馬達I 53的A4、B4油口均與油路I 7相連，兩油口之間沒有壓差，不對減速機提供動力。液壓馬達II 51的油口 A3與油路III 4相連、為低壓油口，油口 B3通過油路IV 13與油路I 7相連、為高壓油口，主泵1的流量全部進入液壓馬達II 51，液壓馬達II 51帶動輸入齒輪522反轉，輸入齒輪522再帶動液壓馬達I 53和輸出齒輪521進行高速轉動，此時液壓馬達I 53正轉，A4油口吸油，B4油口排油，兩個油口均為高壓油口，不存在吸空的危險；當主控閥2處于右位，電磁換向閥33 處于左位工作時，油路I 7為進油路，油路III 4為回油路，這時油路I 7的壓力也大于油路 III 4的壓力，油路I 7的壓力信號通過梭閥35進入電磁換向閥33的P5油口，再通過B5 油口進入控制蓋板I 34，最后通過二通插裝閥I 36的C2油口進入二通插裝閥I 36的控制腔，二通插裝閥I 36的A2到B2油路閉鎖，二通插裝閥II 31控制腔的液壓油通過Cl油口穿過控制蓋板II 32進入電磁換向閥的A5油口，再經過電磁換向閥的回油口 T5，并通過雙速閥回油管10進入油箱9，二通插裝閥II 31的Al到Bl油路打開，油路II 6與油路III 4連通，即液壓馬達I 53的A4油口與油路I 7相連、為高壓油口，B4油口通過油路II 6與油路 III 4相連、為低壓油口，液壓馬達II 51的A3油口與油路III 4相連、為低壓油口，B3油口與油路I 7相連、為高壓油口，主泵1的流量同時進入液壓馬達II 51、液壓馬達I 53，液壓馬達II 51反轉，液壓馬達I 53正轉，液壓馬達II 51、液壓馬達I 53同時帶動輸入齒輪522， 輸入齒輪522再帶動輸出齒輪521進行低速旋轉。當主控閥2處于左位，電磁換向閥33處于右位工作時，油路III 4為進油路，油路 I 7為回油路，這時油路III 4的壓力大于油路I 7的壓力，油路III 4的壓力信號通過梭閥35進入電磁換向閥33的P5油口，再通過A5油口進入控制蓋板II 32，最后通過二通插裝閥 II 31的Cl油口進入二通插裝閥II 31的控制腔，二通插裝閥II 31的Al到Bl油路閉鎖，二通插裝閥I 36的控制腔的液壓油通過控制蓋板I 34進入電磁換向閥的B5油口，再經過電磁換向閥的回油口 T5，最后通過雙速閥回油管10進入油箱9，二通插裝閥I 36的A2到B2 油路打開，油路II 6與油路I 7連通，即液壓馬達I 53的A4、B4油口均與油路I 7相連，兩油口之間沒有壓差，不對減速機提供動力。液壓馬達II 51的油口 A3與油路III 4相連、為高壓油口，油口 B3通過油路IV 13與油路I 7相連、為低壓油口，主泵1的流量全部進入液壓馬達II 51，液壓馬達II 51帶動輸入齒輪522正轉，輸入齒輪522帶動液壓馬達I 53和輸出齒輪521進行高速轉動，此時液壓馬達I 53反轉，A4油口排油，B4油口吸油，兩個油口均為低壓油口，由于B4油口吸油，當A2到B2油路的壓降達到一定程度，二通插裝閥I 36的閥芯存在閉鎖的危險，二通插裝閥I 36的閥芯閉鎖，A2到B2油路將被切斷，液壓馬達I 53就會吸空，產生嚴重問題，為避免該情況的發(fā)生，需要在系統(tǒng)回油管路8上設置適當?shù)幕赜捅硥?，即上述的背壓閥11，以保證在這個工況下，二通插裝閥I 36的A2到B2油路時刻打開； 當主控閥2處于左位，電磁換向閥33處于左位工作時，油路III 4為進油路，油路I 7為回油路，這時油路III4的壓力也大于油路I 7的壓力，油路III4的壓力信號通過梭閥35進入電磁換向閥33的P5油口，再通過B5油口進入控制蓋板I 34，最后通過二通插裝閥I 36的 C2油口進入二通插裝閥I 36的控制腔，二通插裝閥I 36的A2到B2油路閉鎖，二通插裝閥 II 31控制腔的液壓油通過Cl油口穿過控制蓋板II 32進入電磁換向閥的A5油口，再經過電磁換向閥的回油口 T5，并通過雙速閥回油管10進入油箱9，二通插裝閥II 31的Al到Bl 油路打開，油路II 6與油路III 4連通，即液壓馬達I 53的A4油口與油路I 7相連、為低壓油口，B4油口通過油路II 6與油路III4相連、為高壓油口，液壓馬達II 51的A3油口與油路 III4相連、為高壓油口，B3油口與油路I 7相連、為低壓油口，主泵1的流量同時進入液壓馬達II 51、液壓馬達I 53，液壓馬達II 51正轉，液壓馬達I 53反轉，液壓馬達II 51、液壓馬達I 53同時帶動輸入齒輪522，輸入齒輪522帶動輸出齒輪521進行低速旋轉。
權利要求
1.一種水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，包括主泵(1)、主控閥(2)、雙速閥裝置 (3)、動力頭總成(5)，動力頭總成(5)主要包括液壓馬達I (53)、液壓馬達II (51)和減速機總成(52)，液壓馬達I (53)的一個油口與主控閥(2)間通過油路I (7)連接，液壓馬達I (53)的另一個油口連接油路II (6)，液壓馬達II (51)的一個油口與主控閥(2)間通過油路 111(4)連接，液壓馬達II (51)的另一個油口通過油路IV(13)連接于油路I (7)，雙速閥裝置 (3)連接于油路I (7)、油路II (6)及油路111(4)間，其特征在于，雙速閥裝置(3)包括二通插裝閥I (36)、二通插裝閥II (31)、控制蓋板I (34)、控制蓋板II (32)、電磁換向閥(33)及梭閥(35)，控制蓋板I (34)、控制蓋板II (32)分別設置在二通插裝閥I (36)、二通插裝閥 II (31)上，梭閥(35)分別連接于油路I (7)、油路111(4)與電磁換向閥(33)間并可將油路 I (7)、油路111(4)中壓力大的油路的壓力信號引入所述電磁換向閥(33)的P油口，電磁換向閥(33)的A、B油口分別與所述二通插裝閥II (31)、二通插裝閥I (36)的C油口相連，二通插裝閥I (36)的A油口與油路I (7)相連，二通插裝閥II (31)的A油口與油路111(4)相連，二通插裝閥I (36)的B油口與二通插裝閥II (31)的B油口相連，且二通插裝閥I (36) 的B油口與二通插裝閥II (31)的B油口同時與油路II (6)相連。
2.如權利要求1所述的水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的梭閥(35)安裝在控制蓋板I (34)內。
3.如權利要求1所述的水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的電磁閥換向閥為兩位四通電磁換向閥(33)。
4.如權利要求1所述的水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控閥(2)設有與液壓控制系統(tǒng)的油箱(9)相連的系統(tǒng)回油管路(8)，在系統(tǒng)回油管路(8)上連接有背壓閥(11)。
全文摘要
本發(fā)明水平定向鉆機旋轉系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)，涉及一種水平定向鉆機的液壓控制系統(tǒng)，其包括主泵、主控閥、雙速閥裝置、動力頭總成，雙速閥裝置包括二通插裝閥Ⅰ、二通插裝閥Ⅱ、控制蓋板Ⅰ、控制蓋板Ⅱ、電磁換向閥及梭閥，通過梭閥，將油路Ⅰ和油路Ⅲ中壓力較高的油路的壓力信號引入電磁換向閥，通過電磁換向閥不同的工作位置，選擇將壓力信號引入二通插裝閥Ⅰ或二通插裝閥Ⅱ的控制腔，有壓力信號的二通插裝閥處于關閉狀態(tài)，沒有壓力信號的二通插裝閥處于開啟狀態(tài)，使油路Ⅱ選擇與油路Ⅰ或油路Ⅲ相連，達到不同的油路連接方式，最終達到主泵的流量僅供液壓馬達Ⅰ或者同時供液壓馬達Ⅰ和液壓馬達Ⅱ的目的，實現(xiàn)鉆機旋轉系統(tǒng)高低速檔的切換。
文檔編號E21B3/02GK102220864SQ20111013776
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月17日
發(fā)明者周旭明, 玉有恩, 莫秀榮 申請人:柳州固瑞機械有限公司