一種應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液壓系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]物探爆炸孔鉆機(jī)對(duì)于鉆井效率的要求比較其他行業(yè)鉆機(jī)明顯高于對(duì)鉆井質(zhì)量和精細(xì)度的需要，因此，爆炸孔鉆機(jī)液壓系統(tǒng)有特有的特點(diǎn):
[0003]施工地域廣——溫度、海拔、地表環(huán)境復(fù)雜，系統(tǒng)適應(yīng)性要求高。
[0004]施工地層復(fù)雜一一需要更寬的轉(zhuǎn)速范圍和扭矩范圍，保證可以使用不同的鉆井工藝方法高效完成施工作業(yè)。
[0005]效率要求高一一相對(duì)于其它鉆機(jī)對(duì)于高精度鉆井要求不同，物探爆炸孔鉆機(jī)對(duì)于施工效率的要求較高，主要大規(guī)模的相關(guān)生產(chǎn)施工組織成本和生產(chǎn)時(shí)效窗口限制要求。
[0006]目前該類鉆機(jī)主要采用容積調(diào)速回路系統(tǒng)，隨著各種技術(shù)和元件的進(jìn)步，鉆機(jī)系統(tǒng)也有普通定量系統(tǒng)，閥控變量系統(tǒng)(比例閥控定量系統(tǒng))到栗控變量系統(tǒng)(負(fù)載感應(yīng)、恒功率等)發(fā)展。
[0007]對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)成熟度和元件的選擇，現(xiàn)在物探鉆機(jī)較先進(jìn)的液壓系統(tǒng)停留在定量馬達(dá)的栗控變量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較好的節(jié)能效果，控制簡(jiǎn)單可靠，但是未能充分發(fā)掘系統(tǒng)的能力，輸出能力范圍窄，作業(yè)能力低。
[0008]并且，全程人為干預(yù)的施工作業(yè)往往不能充分利用設(shè)備動(dòng)力或系統(tǒng)性能，導(dǎo)致在選擇設(shè)備時(shí)，考慮設(shè)備的能力裕度較大，設(shè)備配置結(jié)構(gòu)尺寸大、購(gòu)置成本和施工成本較高，能耗較大，不利于綠色施工作業(yè)。
[0009]鑒于上述缺陷，本實(shí)用新型創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0011 ]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，采用了恒壓變量栗(或定量栗)串聯(lián)負(fù)載感應(yīng)變量栗組成的變量栗組提供油源和采用變量馬達(dá)作為執(zhí)行元件以及必要的控制閥組組成的雙變量液壓系統(tǒng)。
[0012]液壓系統(tǒng)包括恒壓變量栗(或定量栗)和串聯(lián)安裝的負(fù)載感應(yīng)變量栗;主栗為恒壓變量栗(或定量栗)在施工時(shí)始終處于大流量工作狀態(tài)，滿足系統(tǒng)一般施工的主要需求，輔栗為負(fù)載感應(yīng)變量栗根據(jù)負(fù)載流量需求補(bǔ)充不足。
[0013]恒壓變量栗(或定量栗)的輸出由液控開中心比例換向閥控制通斷；負(fù)載感應(yīng)變量栗的輸出由液控負(fù)載感應(yīng)比例閥控制通斷，上述液控開中心比例換向閥與液控負(fù)載感應(yīng)比例閥控制均由手動(dòng)先導(dǎo)閥操縱；分別控制鉆具的旋轉(zhuǎn)和升降(通過(guò)升降平衡閥或剎車連接)。
[0014]進(jìn)一步地，動(dòng)力頭包括設(shè)置在上、下端的變量液壓馬達(dá)，馬達(dá)的輸出端分別連接一減速機(jī)，減速機(jī)的輸出端與變速箱連接，變速箱的輸出端連接鉆具。
[0015]進(jìn)一步地，所述的液控負(fù)載感應(yīng)比例閥的A1、A2口分別與動(dòng)力頭變量柱塞馬達(dá)、升降變量柱塞馬達(dá)的進(jìn)油口連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述的液控負(fù)載感應(yīng)比例閥的B2口與升降平衡閥的A 口連接，升降平衡閥的B 口與升降變量柱塞馬達(dá)連接。
[0017]本技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)有益效果在于，本實(shí)用新型在相同的動(dòng)力情況下，通過(guò)特殊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和元件選擇，使鉆機(jī)液壓系統(tǒng)較目前的輸出能力范圍大大拓展，提高設(shè)備的施工效率和提升設(shè)備的作業(yè)能力，更加高效地利用鉆機(jī)其它基礎(chǔ)設(shè)施。
[0018]本實(shí)用新型采用雙變量容積調(diào)速系統(tǒng)拓寬液壓元件輸出參數(shù)范圍，滿足鉆機(jī)在泥漿鉆井時(shí)需要的高轉(zhuǎn)速低扭矩工況和其它施工方法的低轉(zhuǎn)速大扭矩工況的施工要求。比較現(xiàn)有鉆機(jī)系統(tǒng)在高轉(zhuǎn)速和大扭矩輸出上大幅增加，大大提高了鉆機(jī)的施工效率，降低能耗。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的鉆機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型的動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型的液壓系統(tǒng)的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]請(qǐng)參閱圖1所示，其為本實(shí)用新型的鉆機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，鉆機(jī)系統(tǒng)包括運(yùn)載底盤11、設(shè)置在運(yùn)載底盤11上的發(fā)動(dòng)機(jī)12、設(shè)置在前部的第一泥漿栗13和設(shè)置在后部的第二泥漿栗15，在兩個(gè)泥漿栗之間設(shè)置有液壓栗組14;在運(yùn)載底盤11上還設(shè)置有液壓冷卻器16，在后端設(shè)置有液壓油箱17。
[0024]在運(yùn)載底盤11的末端設(shè)置升降系統(tǒng)110，升降系統(tǒng)110的底端安裝有控制臺(tái)10，升降系統(tǒng)11與上端的井架19連接，在井架19上安裝有動(dòng)力頭18。
[0025]發(fā)動(dòng)機(jī)12通過(guò)分動(dòng)箱將動(dòng)力傳遞給液壓栗和泥漿栗，液壓系統(tǒng)和泥漿栗的控制集中在控制臺(tái)110操作。
[0026]液壓系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)力頭18驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)升降系統(tǒng)完成鉆具系統(tǒng)的升降，同時(shí)泥漿循環(huán)系統(tǒng)將高壓泥漿通過(guò)泥漿栗-動(dòng)力頭(回轉(zhuǎn)頭)_鉆具輸送至井底，將鉆肩帶出井孔只地面，從而完成鉆具施工。
[0027]請(qǐng)參閱圖2所示，其為本實(shí)用新型的動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)示意圖，動(dòng)力頭是為鉆具提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力和循環(huán)液通道的關(guān)鍵部件，由兩臺(tái)變量馬達(dá)和減速機(jī)系統(tǒng)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)一套減速箱實(shí)現(xiàn)。并聯(lián)驅(qū)動(dòng)主要是為了增加系統(tǒng)輸出功率以保證鉆機(jī)的作業(yè)效率。
[0028]動(dòng)力頭包括設(shè)置在上、下端的變量液壓馬達(dá)1，馬達(dá)的輸出端分別連接一減速機(jī)2，減速機(jī)2的輸出端與變速箱4連接，變速箱的輸出端連接鉆具3。
[0029]請(qǐng)參閱圖3所示，為本實(shí)用新型的液壓系統(tǒng)的原理示意圖，其包括恒壓變量栗(或定量栗)22和串聯(lián)設(shè)置的負(fù)載感應(yīng)變量栗21，其中，所述的恒壓變量栗(或定量栗)22，在壓力達(dá)到設(shè)定值之前，在工況負(fù)載下全排量輸出液壓油;所述的負(fù)載液壓敏感變量栗21，根據(jù)負(fù)載變化情況，實(shí)時(shí)補(bǔ)充輸出執(zhí)行元件所需的液壓油量。
[0030]恒壓變量栗(或定量栗)22的輸出端分別連接液控開中心比例換向閥23;所述的負(fù)載液壓敏感變量栗21的輸出端連接液控負(fù)載感應(yīng)比例閥28，液控開中心比例換向閥和液控負(fù)載感應(yīng)比例閥28均由手動(dòng)先導(dǎo)閥24控制開閉。所述的液控負(fù)載感應(yīng)比例閥28的Al、A2 口分別與動(dòng)力頭變量柱塞馬達(dá)25、升降平衡閥27與升降變量柱塞馬達(dá)26的進(jìn)油口連接。
[0031 ]所述的液控負(fù)載感應(yīng)比例閥28的B2 口與升降平衡閥27的A口連接，升降平衡閥27的B 口與升降變量柱塞馬達(dá)26連接。
[0032]所述的液控比例換向閥23根據(jù)先導(dǎo)油大小控制恒壓變量栗系統(tǒng);手動(dòng)先導(dǎo)閥24，根據(jù)施工工況由司鉆控制，協(xié)調(diào)回轉(zhuǎn)與升降系統(tǒng)需求，驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)主閥控制兩臺(tái)栗的輸出流量。
[0033]液控比例換向閥23與動(dòng)力頭變量柱塞25連接。
[0034]液控負(fù)載感應(yīng)比例閥28根據(jù)手動(dòng)先導(dǎo)閥的需求控制負(fù)載感應(yīng)變量栗，匹配執(zhí)行元件的輸入流量需求。
[0035]動(dòng)力頭變量柱塞25，設(shè)定最小排量和最大排量，系統(tǒng)在設(shè)定壓力值是自動(dòng)變量，保證系統(tǒng)工作在最高效率區(qū)間。
[0036]升降變量柱塞馬達(dá)26，根據(jù)負(fù)載變化，根據(jù)設(shè)定壓力值是自動(dòng)改變工況，保證系統(tǒng)工作在最高效率區(qū)間。
[0037]當(dāng)鉆機(jī)施工時(shí)，為了保證施工效率，回轉(zhuǎn)速度具有決定性的作用，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)合理的元件選擇，使恒壓變量主栗一直工作在全流量狀態(tài)，利用負(fù)載感應(yīng)栗實(shí)時(shí)匹配的輸出流量，調(diào)節(jié)鉆具升降速度以適應(yīng)地層的不斷變化，使整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)高壓等待狀
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[0038]本實(shí)用新型采用雙變量容積調(diào)速系統(tǒng)拓寬液壓元件輸出參數(shù)范圍，滿足鉆機(jī)在泥漿鉆井時(shí)需要的高轉(zhuǎn)速低扭矩工況和其它施工方法的低轉(zhuǎn)速大扭矩工況的施工要求;在高轉(zhuǎn)速和大扭矩輸出上大幅增加，大大提高了鉆機(jī)的施工效率，降低能耗。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)實(shí)用新型而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，其特征在于，采用了恒壓變量栗串聯(lián)負(fù)載感應(yīng)變量栗組成的變量栗組提供油源和采用變量馬達(dá)作為執(zhí)行元件以及控制閥組組成的雙變量液壓系統(tǒng)； 上述液壓系統(tǒng)包括恒壓變量栗和串聯(lián)安裝的負(fù)載感應(yīng)變量栗;主栗為恒壓變量栗，恒壓變量栗的輸出由液控開中心比例換向閥控制通斷;輔栗負(fù)載感應(yīng)變量栗的輸出由液控負(fù)載感應(yīng)比例閥控制通斷，上述液控開中心比例換向閥與液控負(fù)載感應(yīng)比例閥控制均由手動(dòng)先導(dǎo)閥操縱;分別控制鉆具的旋轉(zhuǎn)和升降。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，其特征在于，采用了恒壓變量栗負(fù)載感應(yīng)變量栗組成的變量栗組提供油源和采用變量馬達(dá)作為執(zhí)行元件以及控制閥組組成的系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，其特征在于，手動(dòng)先導(dǎo)閥分別通過(guò)液控開中心比例換向閥與液控負(fù)載感應(yīng)比例閥同時(shí)控制系統(tǒng)輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)力頭包括設(shè)置在上、下端的變量液壓馬達(dá)，馬達(dá)的輸出端分別連接一減速機(jī)，減速機(jī)的輸出端與變速箱連接，變速箱的輸出端連接鉆具。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的液控負(fù)載感應(yīng)比例閥的通過(guò)升降平衡閥連接到升降變量柱塞馬達(dá)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的恒壓變量栗采用定量栗替換。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于鉆機(jī)中的雙變量液壓系統(tǒng)，采用了恒壓變量泵串聯(lián)負(fù)載感應(yīng)變量泵組成的變量泵組提供油源和采用變量馬達(dá)作為執(zhí)行元件以及必要的控制閥組組成的雙變量液壓系統(tǒng)；所述恒壓變量泵的輸出由液控開中心比例換向閥控制通斷；所述負(fù)載感應(yīng)變量泵的輸出由液控負(fù)載感應(yīng)比例閥控制通斷，上述液控開中心比例換向閥與液控負(fù)載感應(yīng)比例閥控制均由手動(dòng)先導(dǎo)閥操縱，分別控制鉆具的旋轉(zhuǎn)和升降。本實(shí)用新型采用雙變量容積調(diào)速系統(tǒng)拓寬鉆機(jī)的輸出參數(shù)范圍，滿足其在泥漿鉆井時(shí)需要的高轉(zhuǎn)速低扭矩工況或其它施工方法的低轉(zhuǎn)速大扭矩工況施工要求；使鉆機(jī)輸出能力在高轉(zhuǎn)速和大扭矩上都大幅增加，大大提高了鉆機(jī)的施工效率，降低了能耗。
【IPC分類】F15B11/17
【公開號(hào)】CN205136179
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520485124
【發(fā)明人】王孝銀
【申請(qǐng)人】涿州市海德機(jī)械設(shè)備有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年7月8日