一种双动力修井机气压控制系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种双动力修井机气压控制系统及方法，包括绞车控制模块和转盘控制模块，它还包括防碰控制模块、电机故障控制模块、缸钳转换控制模块和势能回收模块，所述绞车控制模块包括绞车离合器控制模块、绞车刹车控制模块和绞车转速控制模块，转盘控制模块包括转盘离合器控制模块、转盘刹车控制模块和转盘转速控制模块，通过对电机和柴油机双动力分开控制，且转换间具有互锁功能，保证任何动力在工作状态下的正常操作，并避免误操作，可实现两地控制，并独立完成主机操作，结构简单，操作简单、便利、安全。
【专利说明】
一种双动力修井机气压控制系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及石油设备气压控制技术领域，尤其是一种双动力修井机气压控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，修井机的驱动形式普遍采用柴油机驱动或电机驱动，现有技术中还没有专门针对采用柴油机和电机两种驱动力的修井机气压控制系统。
[0003]另外修井机均为两地控制，当进行主机操作时，却仍需要司钻房辅助控制或操作人员双手同时操作不同的工件运动，操作繁琐，费时费力。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是克服现有技术设备的缺点，提供一种可储能动力系统及储能式侧钻钻机，实现电动机在消耗较少外部电能的条件下实现大功率提升，并且可以将下放钻机钻具时，钻具的势能转化为电能储存在超级电容储能模块中。
[0005]本发明的目的是这样实现的:双动力修井机气压控制系统，包括绞车控制模块和转盘控制模块，它还包括防碰控制模块、电机故障控制模块、缸钳转换控制模块和势能回收模块，所述绞车控制模块包括绞车离合器控制模块、绞车刹车控制模块和绞车转速控制模块，转盘控制模块包括转盘离合器控制模块、转盘刹车控制模块和转盘转速控制模块;上述防碰控制模块、缸钳转换控制模块、势能回收模块、绞车离合器控制模块、绞车刹车控制模块、绞车转速控制模块、转盘离合器控制模块、转盘刹车控制模块和转盘转速控制模块的进气口均与气源相连通;绞车离合器控制模块通过梭阀K分别与绞车转速控制模块和势能回收模块相连通；电机故障控制模块进气口与防碰控制模块中的防碰释放阀出气口相连通，电机故障控制模块通过梭阀I分别与防碰控制模块和绞车刹车控制模块相连通;绞车转速控制模块通过常闭式气控换向阀Π与绞车刹车控制模块相连通;转盘离合器控制模块通过转盘传动箱控制阀分别与绞车转速控制模块和转盘转速控制模块相连通。
[0006]作为本发明的一种改进，优选的是，所述绞车离合器控制模块主要由常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头1、梭阀K组成，常闭式气控换向阀I进气口与气源连通，常闭式气控换向阀I控制口与梭阀IX连通，常闭式气控换向阀I出气口经快速排气阀I与导气龙头I连通;绞车刹车控制模块主要由常开式气控换向阀、紧急制动阀、两位四通气控换向阀、盘式刹车钳、气电信号转换器IV组成，常开式气控换向阀控制口经梭阀I分别与防碰控制模块和电机故障控制模块回路连通，常开式气控换向阀出气口经紧急制动阀分别与两位四通气控换向阀和常闭式气控换向阀π控制口连通，两位四通气控换向阀出气口与盘式刹车钳连通;绞车转速控制模块主要由主滚筒控制阀、常闭式气控换向阀Π、气电信号转换器1、三位四通电磁换向阀、梭阀V1、梭阀W、发动机油门控制器、变频电机速度控制器组成，主滚筒控制阀一出气口经常闭式气控换向阀Π、气电信号转换器1、梭阀K与绞车离合器控制模块回路连通，另一出气口经电磁换向阀、梭阀V1、梭阀w分别与发动机油门控制器和变频电机速度控制器连通，常闭式气控换向阀Π控制口与绞车刹车控制模块回路连通;防碰控制模块主要由防碰释放阀、过卷阀、梭阀π、常闭式电磁换向阀1、电子防碰电控模块组成，防碰释放阀出气口分机械防碰和电子防碰回路两个并联回路，机械防碰回路经过卷阀、梭阀Π、梭阀I与绞车刹车控制模块回路连通，电子防碰回路与电机故障控制模块回路并联，且它经常闭式电磁换向阀1、电子防碰电控模块、梭阀Π、梭阀I与绞车刹车控制模块回路连通;势能回收模块主要由梭阀K、气电信号转换器V、常闭式电磁换向阀IV组成，常闭式电磁换向阀IV进气口与气源连通，其出气口经气电信号转换器V、梭阀IX与绞车离合器控制模块回路连通；电机故障控制模块主要由故障电控模块、常开式电磁换向阀1、常开式电磁换向阀Π、梭阀I组成，常开式电磁换向阀I控制口与故障电控模块连通，常开式电磁换向阀I进气口与防碰释放阀出口连通，其出气口串联常开式电磁换向阀Π、梭阀I与绞车刹车控制模块回路连通，常开式电磁换向阀I与常开式电磁换向阀π串联;转盘离合器控制模块主要由常闭式电磁换向阀π、转盘传动箱控制阀、气电信号转换器π、气电信号转换器m、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π组成，常闭式电磁换向阀π和转盘传动箱控制阀进气口分别与气源连通，出气口分别经气电信号转换器π、气电信号转换器m依次与梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π连通，常闭式电磁换向阀π和转盘传动箱控制阀控制回路经梭阀m连接形成并联结构;转盘刹车控制模块主要由常闭式电磁换向阀m、梭阀砸、转盘制动阀、转盘扭矩释放手轮、转盘传动箱刹车气室组成，转盘制动阀串联转盘扭矩释放手轮和常闭式电磁换向阀m形成并联结构，分别经梭阀νπι与转盘传动箱刹车气室连通;转盘转速控制模块主要由转盘传动箱控制阀、梭阀V1、梭阀W、发动机油门控制器、变频电机速度控制器组成，转盘传动箱控制阀进气口与气源连通，其中一出气口经梭阀m与转盘离合器控制模块回路连通，另一出气口分别经梭阀VI和梭阀w与变频电机速度控制器和发动机油门控制器连通;缸钳转换控制模块主要由缸钳转换阀1、缸钳转换阀π、梭阀IV、梭阀V、常闭式气控换向阀π、常闭式气控换向阀m和缸钳转换控制气缸组成，缸钳转换阀I和缸钳转换阀π进气口均接气源，出气口分别经梭阀IV、常闭式气控换向阀m和梭阀V、常闭式气控换向阀π与缸钳转换控制气缸连通。
[0007]作为本发明的一种改进，优选的是，所述防碰释放阀为二位二通常开式换向阀，常闭式气控换向阀为二位三通常闭式气控换向阀，转盘传动箱控制阀为复合换向调压阀。
[0008]作为本发明的一种改进，优选的是，所述防碰释放阀为二位二通常开式手动换向阀。
[0009]作为本发明的一种改进，优选的是，所述常开式气控换向阀为二位三通常开式气控换向阀，紧急制动阀为二位三通换向阀，主滚筒控制阀为组合换向调压阀，常闭式电磁换向阀为二位三通常闭式电磁换向阀，常开式电磁换向阀为二位三通常开式电磁换向阀。
[0010]作为本发明的一种改进，优选的是，所述紧急制动阀为二位三通手动换向阀。
[0011]根据上述的双动力修井机气压控制系统的控制方法，包括以下步骤:
电机工作且使用电控手柄进行起下钻时:控制电信号使常闭式电磁换向阀IV处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀IV、梭阀梭阀IX控制常闭式气控换向阀I处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合，绞车电控手柄与变频电机速度控制器连接，操作绞车电控手柄进行起下钻；
电机工作且使用主滚筒控制阀进行起下钻时:控制主滚筒控制阀使其处于开启状态，气源经主滚筒控制阀、常闭式气控换向阀Π、梭阀K控制常闭式气控换向阀I处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合，控制三位四通电磁换向阀左侧电磁阀得电，气源经主滚筒控制阀另一出气口、梭阀VI进入变频电机速度控制器，操作主滚筒控制阀手柄进行起下钻；
电机工作且使用转盘力矩限制手轮进行钻进时:控制电信号使常闭式电磁换向阀π处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀π、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π进入转盘离合器使其挂合，操作转盘力矩限制手轮使其处于需要的力矩值，然后缓慢控制变频电机速度控制器，进行合适速度钻井；
电机工作且使用转盘传动箱控制阀进行钻进工作时:操作转盘传动箱控制阀，气源经转盘传动箱控制阀、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π进入转盘离合器使其挂合，同时气源经转盘传动箱控制阀另一出气口、梭阀VI控制变频电机速度控制器;工作制动时，气源经转盘制动阀、转盘扭矩释放手轮、梭阀νπι进入转盘传动箱刹车气室使其制动，操作转盘扭矩释放手轮使转盘处于需要的制动扭矩值，操作转盘传动箱控制阀，进行合适速度钻井;遇电机或电控系统故障信号或钻机急停时，电信号控制使常闭式电磁换向阀m处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀m、梭阀νπι进入转盘传动箱刹车气室，完成转盘制动；
柴油机工作且进行起下钻时:操作主滚筒控制阀使其处于开启状态，气源经主滚筒控制阀、常闭式气控换向阀π、梭阀K控制常闭式气控换向阀IA处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合;控制三位四通电磁换向阀17右侧电磁阀得电，气源经主滚筒控制阀另一出气口、梭阀W进入发动机油门控制器，操作主滚筒控制阀手柄进行起下钻；
柴油机工作且进行钻进时:操作转盘传动箱控制阀，气源经转盘传动箱控制阀、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π进入转盘离合器使其挂合，同时气源经转盘传动箱控制阀另一出气口、梭阀w控制发动机油门控制器;操作转盘制动阀，气源经转盘制动阀、转盘扭矩释放手轮、梭阀VI进入转盘传动箱刹车气室使其制动，操作转盘扭矩释放手轮使转盘处于需要的制动扭矩值，进行合适速度钻井；
提升作业至一定高度时:过卷阀动作，气源经防碰释放阀、过卷阀、梭阀Π、梭阀I控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；如过卷阀出现故障，电子防碰电控模块控制常闭式电磁换向阀I处于开启状态，气源经防碰释放阀、常闭式电磁换向阀1、梭阀Π、梭阀I控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；
当电机工作切换为柴油机工作时:常开式电磁换向阀Π开启且处于不通气状态，绞车不处于刹车状态；当柴油机工作切换为电机工作时:常开式电磁换向阀I开启且处于不通气状态，绞车不处于刹车状态；当电机工作遇上碰下砸、电控故障、急停等状况时:常开式电磁换向阀Π开启处于通气状态，同时故障电控模块控制常开式电磁换向阀I处于通气状态，气源经防碰释放阀、常开式电磁换向阀1、常开式电磁换向阀π、梭阀I控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；同时为保障当电机工作切换为柴油机工作时，绞车不处于刹车状态，设置常开式电磁换向阀Π，并且切换至发动机工作时控制常开式电磁换向阀Π处于不通气状态；当势能回收时:采用绞车电控手柄操作，控制电信号使常闭式电磁换向阀IV处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀IV、梭阀IX控制常闭式气控换向阀I处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合； 当作业状态切换为主机工作状态时:操作缸钳转换阀I使其处于通气状态，气源经缸钳转换阀1、梭阀IV、常闭式气控换向阀m控制缸钳转换控制气缸常通，此时即可独立控制主车相关工作，同时也可在司钻房内操作缸钳转换阀π完成以上工作。
[0012]作为本发明的一种改进，优选的是，所述防碰释放阀为二位二通常开式换向阀，常闭式气控换向阀为二位三通常闭式气控换向阀，转盘传动箱控制阀为复合换向调压阀，常开式气控换向阀为二位三通常开式气控换向阀，紧急制动阀为二位三通换向阀，主滚筒控制阀为组合换向调压阀，常闭式电磁换向阀为二位三通常闭式电磁换向阀，常开式电磁换向阀为二位三通常开式电磁换向阀。
[0013]作为本发明的一种改进，优选的是，所述防碰释放阀为二位二通常开式手动换向阀，紧急制动阀为二位三通手动换向阀。
[0014]本发明的有益效果是，电机和柴油机双动力分开控制，且转换间具有互锁功能，保证任何动力在工作状态下的正常操作，并避免误操作;独立的势能回收控制回路，仅需采用绞车电控手柄并配合辅助刹车操作即可完成势能回收;优化实现两地控制，可独立完成主机操作，并使结构简单，操作更加简单、便利、安全。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的系统原理图。
[0016]图中，1A、二位三通常闭式气控换向阀I，1B、二位三通常闭式气控换向阀Π，1C、二位三通常闭式气控换向阀m，2A、快速排气阀I，2B、快速排气阀11，34、导气龙头1，38、导气龙头Π，4A、梭阀I，4B、梭阀Π，4C、梭阀m，4D、梭阀IV，4E、梭阀V，4F、梭阀VI，4G、梭阀W，4H、梭阀VIII，4J、梭阀K，5A、气电信号转换器I，5B、气电信号转换器Π，5C、气电信号转换器IΠ，5D、气电信号转换器IV，5E、气电信号转换器V，6A、二位三通常闭式电磁换向阀I，6B、二位三通常闭式电磁换向阀Π，6C、二位三通常闭式电磁换向阀m，6D、二位三通常闭式电磁换向阀IV，7、电子防碰电控模块，8、故障电控模块，9、转盘传动箱刹车气室，1、发动机油门控制器，11、变频电机速度控制器，12、缸钳转换控制气缸，13A、缸钳转换阀I，13B、缸钳转换阀Π，14、转盘传动箱控制阀，15、转盘扭矩释放手轮，16、转盘制动阀，17、三位四通电磁换向阀，18、主滚筒控制阀，19、二位三通常开式气控换向阀，20、紧急制动阀，21、两位四通气控换向阀，22、盘式刹车钳，23、防碰释放阀，24A、二位三通常开式电磁换向阀I，24B、二位三通常开式电磁换向阀Π，25、过卷阀，26、气源。
【具体实施方式】
[0017]在图1中，一种双动力修井机气压控制系统主要由防碰控制模块、电机故障控制模块、缸钳转换控制模块、势能回收模块、绞车离合器控制模块、绞车刹车控制模块、绞车转速控制模块、转盘离合器控制模块、转盘刹车控制模块和转盘转速控制模块组成。绞车离合器控制模块主要由二位三通常闭式气控换向阀11A、快速排气阀12A、导气龙头13A、梭阀K4J组成，二位三通常闭式气控换向阀IIA进气口与气源26连通，二位三通常闭式气控换向阀IIA控制口与梭阀IX4J连通，二位三通常闭式气控换向阀IIA出气口经快速排气阀12A与导气龙头I3A连通，通过梭阀K4J处气体的通断，控制二位三通常闭式气控换向阀IlA从而完成推盘离合器与绞车的挂合和脱开。绞车刹车控制模块主要由二位三通常开式气控换向阀19、紧急制动阀20、两位四通气控换向阀21、盘式刹车钳22、气电信号转换器IV5D组成，其中，紧急制动阀20为二位三通手动换向阀，二位三通常开式气控换向阀19控制口经梭阀I4A分别与防碰控制模块和电机故障控制模块回路连通，二位三通常开式气控换向阀19出气口经紧急制动阀20分别与两位四通气控换向阀21和二位三通常闭式气控换向阀Π IB控制口连通，两位四通气控换向阀21出气口与盘式刹车钳22连通，通过气压控制盘式刹车钳22油路的通断，实现盘式刹车的工作控制、紧急控制、过卷保护等功能。绞车转速控制模块主要由主滚筒控制阀18、二位三通常闭式气控换向阀Π IB、气电信号转换器15A、三位四通电磁换向阀17、梭阀VI4F、梭阀VMG、发动机油门控制器1、变频电机速度控制器11组成;主滚筒控制阀18—出气口经二位三通常闭式气控换向阀Π IB、气电信号转换器15A、梭阀1X4J与绞车离合器控制模块回路连通，另一出气口经三位四通电磁换向阀17、梭阀VI4F、梭阀VMG分别与发动机油门控制器10和变频电机速度控制器11连通，二位三通常闭式气控换向阀Π IB控制口与绞车刹车控制模块回路连通，该主滚筒控制阀18采用组合换向调压阀，其输出的控制气可先后按比例控制绞车离合器的挂合和发动机油门控制器10或变频电机速度控制器11的开度，从而实现滚筒的速度控制。防碰控制模块主要由防碰释放阀23、过卷阀25、梭阀Π4Β、二位三通常闭式电磁换向阀I6A、电子防碰电控模块7组成，其中，防碰释放阀23为二位二通常开式手动换向阀，防碰释放阀23出气口分两个并联回路，即机械防碰和电子防碰回路，机械防碰回路经过卷阀25、梭阀Π4Β、梭阀I4A与绞车刹车控制模块回路连通，电子防碰回路与电机故障控制模块回路并联，且它经二位三通常闭式电磁换向阀I6A、电子防碰电控模块7、梭阀Π 4B、梭阀14A与绞车刹车控制模块回路连通，防碰控制模块由机械和电子防碰机构控制盘式刹车，从而实现过度提升作业。势能回收模块主要由梭阀K4J、气电信号转换器V5E、二位三通常闭式电磁换向阀IV6D组成，二位三通常闭式电磁换向阀IV6D进气口与气源26连通，其出气口经气电信号转换器V 5E、梭阀1X4 J与绞车离合器控制模块回路连通，通过势能的回收再利用，将钻杆下放的势能转化为电能收集起来，再通过能量控制系统将存储的电能补充给其他用电设备，从而减轻系统供电压力，最大限度节约能源。电机故障控制模块主要由故障电控模块8、二位三通常开式电磁换向阀124A、二位三通常开式电磁换向阀Π 24B、梭阀14A组成，二位三通常开式电磁换向阀124A控制口与故障电控模块8连通，二位三通常开式电磁换向阀124A进气口与防碰释放阀23出口连通，其出气口串联二位三通常开式电磁换向阀Π24Β、梭阀I4A与绞车刹车控制模块回路连通，二位三通常开式电磁换向阀I24A与二位三通常开式电磁换向阀Π24Β串联，且当发动机工作时二位三通常开式电磁换向阀Π24Β处于开启状态，保证当电机工作切换为发动机工作时，绞车不处于刹车状态；当电机工作时，故障电控模块8、二位三通常开式电磁换向阀124A得电，当遇到上碰下砸、电控故障、急停等状况时，故障电控模块8、二位三通常开式电磁换向阀124A失电，绞车刹车；当柴油机工作时，故障电控模块8失电，二位三通常开式电磁换向阀Π 24B得电，当柴油机停机，二位三通常开式电磁换向阀Π 24B失电，此时绞车刹车。转盘传动箱控制模块由转盘离合器控制、转盘刹车控制、转盘控制等部分组成。转盘离合器控制模块主要由二位三通常闭式电磁换向阀Π 6B、转盘传动箱控制阀14、气电信号转换器Π 5B、气电信号转换器ΙΠ5C、梭阀m4C、快速排气阀Π 2B、导气龙头Π 3B组成，其中，转盘传动箱控制阀14为复合换向调压阀，二位三通常闭式电磁换向阀Π 6B和转盘传动箱控制阀14进气口分别与气源26连通，出气口分别经气电信号转换器Π 5B、气电信号转换器ΙΠ5C依次与梭阀ΙΠ4C、快速排气阀Π 2Β、导气龙头Π 3Β连通;二位三通常闭式电磁换向阀Π 6Β和转盘传动箱控制阀14控制回路经梭阀m4c连接形成并联结构，互锁电机驱动时使用转盘力矩限制手轮和使用转盘传动箱控制阀14之间的操作。转盘刹车控制模块主要由二位三通常闭式电磁换向阀III6C即转盘自动刹车阀、梭阀ΥΠΙ4Η、转盘制动阀16、转盘扭矩释放手轮15、转盘传动箱刹车气室9组成，转盘制动阀16串联转盘扭矩释放手轮15和二位三通常闭式电磁换向阀m6C形成并联结构，分别经梭阀ΥΠΙ4Η与转盘传动箱刹车气室9连通，通过旋转转盘扭矩释放手轮15可以控制转盘的制动扭矩，主要用于柴油机工作时钻杆解卡，当电机、电控系统故障、钻机急停时，二位三通常闭式电磁换向阀III6C得电，转盘刹车。转盘转速控制模块主要由转盘传动箱控制阀14、梭阀VI4F、梭阀VMG、发动机油门控制器1、变频电机速度控制器11组成，转盘传动箱控制阀14进气口与气源26连通，其中一出气口经梭阀III4C与转盘离合器控制模块回路连通，另一出气口分别经梭阀VI4F和梭阀VMG与变频电机速度控制器11和发动机油门控制器10连通，该转盘传动箱控制阀14采用复合换向调压阀，其输出的控制气可先后按比例控制转盘离合器的挂合和发动机油门控制器10或变频电机速度控制器11的开度，从而实现转盘的速度控制。缸钳转换控制模块主要由缸钳转换阀113A、缸钳转换阀Π 13B、梭阀IV4D、梭阀V4E、二位三通常闭式气控换向阀Π IB、二位三通常闭式气控换向阀m IC和缸钳转换控制气缸12组成，缸钳转换阀Π 13B布置在司钻房内控制台上，缸钳转换阀113A和缸钳转换控制气缸12布置在主车尾部控制箱内，缸钳转换阀I13A和缸钳转换阀Π 13B进气口均接气源26，出气口分别经梭阀IV4D、二位三通常闭式气控换向阀ΙΠIC和梭阀V 4E、二位三通常闭式气控换向阀Π IB与缸钳转换控制气缸12连通，缸钳转换阀主要用于作业状态和主机工作状态的转换，采用两个缸钳转换阀可优化实现两地控制，使操作更加简单、便利、安全。
[0018]上述车载式双动力修井机气压控制系统在作业过程中如要对滚筒、转盘以及缸钳转换进行控制，其控制方法为:
电机工作且使用电控手柄进行起下钻时:控制电信号使二位三通常闭式电磁换向阀IV6D处于常通状态，气源26经二位三通常闭式电磁换向阀IV6D、梭阀梭阀IX4J控制二位三通常闭式气控换向阀11A处于常通状态，同时气源26经二位三通常闭式气控换向阀IIA、快速排气阀I2A、导气龙头I3A进入绞车推盘离合器内使离合器挂合，绞车电控手柄与变频电机速度控制器11连接，操作绞车电控手柄进行起下钻；
电机工作且使用主滚筒控制阀18进行起下钻时:控制主滚筒控制阀18使其处于开启状态，气源26经主滚筒控制阀18、二位三通常闭式气控换向阀Π IB、梭阀1X4 J控制二位三通常闭式气控换向阀11A处于常通状态，同时气源26经二位三通常闭式气控换向阀IIA、快速排气阀I2A、导气龙头I3A进入绞车推盘离合器内使离合器挂合，控制三位四通电磁换向阀17左侧电磁阀得电，气源26经主滚筒控制阀18另一出气口、梭阀VI4F进入变频电机速度控制器11，操作主滚筒控制阀18手柄进行起下钻；
电机工作且使用转盘力矩限制手轮进行钻进时:控制电信号使二位三通常闭式电磁换向阀Π 6B处于常通状态，气源26经二位三通常闭式电磁换向阀Π 68、梭阀1114(:、快速排气阀Π 2B、导气龙头Π 3B进入转盘离合器使其挂合，操作转盘力矩限制手轮使其处于需要的力矩值，然后缓慢控制变频电机速度控制器11，进行合适速度钻井；
电机工作且使用转盘传动箱控制阀进行钻进工作时:操作转盘传动箱控制阀14，气源26经转盘传动箱控制阀14、梭阀III4C、快速排气阀Π 2B、导气龙头Π 3B进入转盘离合器使其挂合，同时气源26经转盘传动箱控制阀14另一出气口、梭阀VI4F控制变频电机速度控制器11;工作制动时，气源26经转盘制动阀16、转盘扭矩释放手轮15、梭阀ΥΠΙ4Η进入转盘传动箱刹车气室9使其制动，操作转盘扭矩释放手轮15使转盘处于需要的制动扭矩值，操作转盘传动箱控制阀14，进行合适速度钻井;遇电机或电控系统故障信号或钻机急停时，电信号控制使二位三通常闭式电磁换向阀m6C处于常通状态，气源26经二位三通常闭式电磁换向阀m6C、梭阀VI4H进入转盘传动箱刹车气室9，完成转盘制动；
柴油机工作且进行起下钻时:操作主滚筒控制阀18使其处于开启状态，气源26经主滚筒控制阀18、二位三通常闭式气控换向阀Π IB、梭阀1X4 J控制二位三通常闭式气控换向阀IA处于常通状态，同时气源经二位三通常闭式气控换向阀I1A、快速排气阀I2A、导气龙头I3A进入绞车推盘离合器内使离合器挂合;控制三位四通电磁换向阀17右侧电磁阀得电，气源26经主滚筒控制阀18另一出气口、梭阀VMG进入发动机油门控制器10，操作主滚筒控制阀手柄进行起下钻；
柴油机工作且进行钻进时:操作转盘传动箱控制阀14，气源26经转盘传动箱控制阀14、梭阀III4C、快速排气阀Π 2B、导气龙头Π 3B进入转盘离合器使其挂合，同时气源26经转盘传动箱控制阀14另一出气口、梭阀VMG控制发动机油门控制器10;操作转盘制动阀16，气源26经转盘制动阀16、转盘扭矩释放手轮15、梭阀ΥΠΙ4Η进入转盘传动箱刹车气室9使其制动，操作转盘扭矩释放手轮15使转盘处于需要的制动扭矩值，进行合适速度钻井。
[0019]提升作业至一定高度时:过卷阀25动作，气源26经防碰释放阀23、过卷阀25、梭阀Π 4B、梭阀I4A控制绞车刹车控制模块使绞车刹车;如过卷阀25出现故障，电子防碰电控模块7控制二位三通常闭式电磁换向阀I6A处于开启状态，气源26经防碰释放阀23、二位三通常闭式电磁换向阀I6A、梭阀Π 4B、梭阀I4A控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；
当电机工作切换为柴油机工作时:二位三通常开式电磁换向阀Π 24B开启且处于不通气状态，绞车不处于刹车状态；当柴油机工作切换为电机工作时:二位三通常开式电磁换向阀124A开启且处于不通气状态，绞车不处于刹车状态；当电机工作遇上碰下砸、电控故障、急停等状况时:二位三通常开式电磁换向阀Π 24B开启处于通气状态，同时故障电控模块8控制二位三通常开式电磁换向阀I24A处于通气状态，气源26经防碰释放阀23、二位三通常开式电磁换向阀124A、二位三通常开式电磁换向阀Π 24B、梭阀14A控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；同时为保障当电机工作切换为柴油机工作时，绞车不处于刹车状态，设置二位三通常开式电磁换向阀Π 24B，并且切换至发动机工作时控制二位三通常开式电磁换向阀Π24Β处于不通气状态；
当势能回收时:采用绞车电控手柄操作，控制电信号使二位三通常闭式电磁换向阀IV6D处于常通状态，气源26经二位三通常闭式电磁换向阀IV6D、梭阀IX4J控制二位三通常闭式气控换向阀IIA处于常通状态，同时气源26经二位三通常闭式气控换向阀11A、快速排气阀I2A、导气龙头I3A进入绞车推盘离合器内使离合器挂合；
当作业状态切换为主机工作状态时:操作缸钳转换阀113A使其处于通气状态，气源26经缸钳转换阀113A、梭阀IV4D、二位三通常闭式气控换向阀ΙΠIC控制缸钳转换控制气缸12常通，此时即可独立控制主车相关工作，同时也可在司钻房内操作缸钳转换阀Π13Β完成以上工作。
[0020]本实施例并非对本发明的形状、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.双动力修井机气压控制系统，包括绞车控制模块和转盘控制模块，其特征在于:它还包括防碰控制模块、电机故障控制模块、缸钳转换控制模块和势能回收模块，所述绞车控制模块包括绞车离合器控制模块、绞车刹车控制模块和绞车转速控制模块，转盘控制模块包括转盘离合器控制模块、转盘刹车控制模块和转盘转速控制模块； 上述防碰控制模块、缸钳转换控制模块、势能回收模块、绞车离合器控制模块、绞车刹车控制模块、绞车转速控制模块、转盘离合器控制模块、转盘刹车控制模块和转盘转速控制模块的进气口均与气源相连通;绞车离合器控制模块通过梭阀K分别与绞车转速控制模块和势能回收模块相连通;电机故障控制模块进气口与防碰控制模块中的防碰释放阀出气口相连通，电机故障控制模块通过梭阀I分别与防碰控制模块和绞车刹车控制模块相连通;绞车转速控制模块通过常闭式气控换向阀Π与绞车刹车控制模块相连通;转盘离合器控制模块通过转盘传动箱控制阀分别与绞车转速控制模块和转盘转速控制模块相连通。2.根据权利要求1所述的双动力修井机气压控制系统，其特征在于:所述绞车离合器控制模块主要由常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头1、梭阀K组成，常闭式气控换向阀I进气口与气源连通，常闭式气控换向阀I控制口与梭阀IX连通，常闭式气控换向阀I出气口经快速排气阀I与导气龙头I连通； 绞车刹车控制模块主要由常开式气控换向阀、紧急制动阀、两位四通气控换向阀、盘式刹车钳、气电信号转换器IV组成，常开式气控换向阀控制口经梭阀I分别与防碰控制模块和电机故障控制模块回路连通，常开式气控换向阀出气口经紧急制动阀分别与两位四通气控换向阀和常闭式气控换向阀π控制口连通，两位四通气控换向阀出气口与盘式刹车钳连通； 绞车转速控制模块主要由主滚筒控制阀、常闭式气控换向阀Π、气电信号转换器1、三位四通电磁换向阀、梭阀V1、梭阀W、发动机油门控制器、变频电机速度控制器组成，主滚筒控制阀一出气口经常闭式气控换向阀Π、气电信号转换器1、梭阀IX与绞车离合器控制模块回路连通，另一出气口经电磁换向阀、梭阀V1、梭阀w分别与发动机油门控制器和变频电机速度控制器连通，常闭式气控换向阀Π控制口与绞车刹车控制模块回路连通； 防碰控制模块主要由防碰释放阀、过卷阀、梭阀Π、常闭式电磁换向阀1、电子防碰电控模块组成，防碰释放阀出气口分机械防碰和电子防碰回路两个并联回路，机械防碰回路经过卷阀、梭阀Π、梭阀I与绞车刹车控制模块回路连通，电子防碰回路与电机故障控制模块回路并联，且它经常闭式电磁换向阀1、电子防碰电控模块、梭阀Π、梭阀I与绞车刹车控制模块回路连通； 势能回收模块主要由梭阀K、气电信号转换器V、常闭式电磁换向阀IV组成，常闭式电磁换向阀IV进气口与气源连通，其出气口经气电信号转换器V、梭阀IX与绞车离合器控制模块回路连通； 电机故障控制模块主要由故障电控模块、常开式电磁换向阀1、常开式电磁换向阀π、梭阀I组成，常开式电磁换向阀I控制口与故障电控模块连通，常开式电磁换向阀I进气口与防碰释放阀出口连通，其出气口串联常开式电磁换向阀π、梭阀I与绞车刹车控制模块回路连通，常开式电磁换向阀I与常开式电磁换向阀π串联； 转盘离合器控制模块主要由常闭式电磁换向阀Π、转盘传动箱控制阀、气电信号转换器Π、气电信号转换器In、梭阀In、快速排气阀Π、导气龙头Π组成，常闭式电磁换向阀Π和转盘传动箱控制阀进气口分别与气源连通，出气口分别经气电信号转换器Π、气电信号转换器m依次与梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π连通，常闭式电磁换向阀π和转盘传动箱控制阀控制回路经梭阀m连接形成并联结构； 转盘刹车控制模块主要由常闭式电磁换向阀m、梭阀砸、转盘制动阀、转盘扭矩释放手轮、转盘传动箱刹车气室组成，转盘制动阀串联转盘扭矩释放手轮和常闭式电磁换向阀m形成并联结构，分别经梭阀νπι与转盘传动箱刹车气室连通； 转盘转速控制模块主要由转盘传动箱控制阀、梭阀V1、梭阀νπ、发动机油门控制器、变频电机速度控制器组成，转盘传动箱控制阀进气口与气源连通，其中一出气口经梭阀m与转盘离合器控制模块回路连通，另一出气口分别经梭阀VI和梭阀w与变频电机速度控制器和发动机油门控制器连通； 缸钳转换控制模块主要由缸钳转换阀1、缸钳转换阀π、梭阀IV、梭阀V、常闭式气控换向阀π、常闭式气控换向阀m和缸钳转换控制气缸组成，缸钳转换阀I和缸钳转换阀π进气口均接气源，出气口分别经梭阀IV、常闭式气控换向阀m和梭阀V、常闭式气控换向阀π与缸钳转换控制气缸连通。3.根据权利要求1或2所述的双动力修井机气压控制系统，其特征在于:所述防碰释放阀为二位二通常开式换向阀，常闭式气控换向阀为二位三通常闭式气控换向阀，转盘传动箱控制阀为复合换向调压阀。4.根据权利要求3所述的双动力修井机气压控制系统，其特征在于:所述防碰释放阀为二位二通常开式手动换向阀。5.根据权利要求2所述的双动力修井机气压控制系统，其特征在于:所述常开式气控换向阀为二位三通常开式气控换向阀，紧急制动阀为二位三通换向阀，主滚筒控制阀为组合换向调压阀，常闭式电磁换向阀为二位三通常闭式电磁换向阀，常开式电磁换向阀为二位三通常开式电磁换向阀。6.根据权利要求5所述的双动力修井机气压控制系统，其特征在于:所述紧急制动阀为二位三通手动换向阀。7.根据权利要求2所述的双动力修井机气压控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 电机工作且使用电控手柄进行起下钻时:控制电信号使常闭式电磁换向阀IV处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀IV、梭阀梭阀IX控制常闭式气控换向阀I处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合，绞车电控手柄与变频电机速度控制器连接，操作绞车电控手柄进行起下钻； 电机工作且使用主滚筒控制阀进行起下钻时:控制主滚筒控制阀使其处于开启状态，气源经主滚筒控制阀、常闭式气控换向阀Π、梭阀K控制常闭式气控换向阀I处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合，控制三位四通电磁换向阀左侧电磁阀得电，气源经主滚筒控制阀另一出气口、梭阀VI进入变频电机速度控制器，操作主滚筒控制阀手柄进行起下钻； 电机工作且使用转盘力矩限制手轮进行钻进时:控制电信号使常闭式电磁换向阀Π处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀π、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π进入转盘离合器使其挂合，操作转盘力矩限制手轮使其处于需要的力矩值，然后缓慢控制变频电机速度控制器，进行合适速度钻井； 电机工作且使用转盘传动箱控制阀进行钻进工作时:操作转盘传动箱控制阀，气源经转盘传动箱控制阀、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π进入转盘离合器使其挂合，同时气源经转盘传动箱控制阀另一出气口、梭阀VI控制变频电机速度控制器;工作制动时，气源经转盘制动阀、转盘扭矩释放手轮、梭阀砸进入转盘传动箱刹车气室使其制动，操作转盘扭矩释放手轮使转盘处于需要的制动扭矩值，操作转盘传动箱控制阀，进行合适速度钻井;遇电机或电控系统故障信号或钻机急停时，电信号控制使常闭式电磁换向阀m处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀m、梭阀νπι进入转盘传动箱刹车气室，完成转盘制动； 柴油机工作且进行起下钻时:操作主滚筒控制阀使其处于开启状态，气源经主滚筒控制阀、常闭式气控换向阀π、梭阀K控制常闭式气控换向阀IA处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合;控制三位四通电磁换向阀17右侧电磁阀得电，气源经主滚筒控制阀另一出气口、梭阀w进入发动机油门控制器，操作主滚筒控制阀手柄进行起下钻； 柴油机工作且进行钻进时:操作转盘传动箱控制阀，气源经转盘传动箱控制阀、梭阀m、快速排气阀π、导气龙头π进入转盘离合器使其挂合，同时气源经转盘传动箱控制阀另一出气口、梭阀w控制发动机油门控制器;操作转盘制动阀，气源经转盘制动阀、转盘扭矩释放手轮、梭阀VI进入转盘传动箱刹车气室使其制动，操作转盘扭矩释放手轮使转盘处于需要的制动扭矩值，进行合适速度钻井； 提升作业至一定高度时:过卷阀动作，气源经防碰释放阀、过卷阀、梭阀Π、梭阀I控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；如过卷阀出现故障，电子防碰电控模块控制常闭式电磁换向阀I处于开启状态，气源经防碰释放阀、常闭式电磁换向阀1、梭阀Π、梭阀I控制绞车刹车控制模块使绞车刹车； 当电机工作切换为柴油机工作时:常开式电磁换向阀Π开启且处于不通气状态，绞车不处于刹车状态；当柴油机工作切换为电机工作时:常开式电磁换向阀I开启且处于不通气状态，绞车不处于刹车状态；当电机工作遇上碰下砸、电控故障、急停等状况时:常开式电磁换向阀Π开启处于通气状态，同时故障电控模块控制常开式电磁换向阀I处于通气状态，气源经防碰释放阀、常开式电磁换向阀1、常开式电磁换向阀π、梭阀I控制绞车刹车控制模块使绞车刹车；同时为保障当电机工作切换为柴油机工作时，绞车不处于刹车状态，设置常开式电磁换向阀Π，并且切换至发动机工作时控制常开式电磁换向阀Π处于不通气状态；当势能回收时:采用绞车电控手柄操作，控制电信号使常闭式电磁换向阀IV处于常通状态，气源经常闭式电磁换向阀IV、梭阀IX控制常闭式气控换向阀I处于常通状态，同时气源经常闭式气控换向阀1、快速排气阀1、导气龙头I进入绞车推盘离合器内使离合器挂合；当作业状态切换为主机工作状态时:操作缸钳转换阀I使其处于通气状态，气源经缸钳转换阀1、梭阀IV、常闭式气控换向阀m控制缸钳转换控制气缸常通，此时即可独立控制主车相关工作，同时也可在司钻房内操作缸钳转换阀π完成以上工作。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述防碰释放阀为二位二通常开式换向阀，常闭式气控换向阀为二位三通常闭式气控换向阀，转盘传动箱控制阀为复合换向调压阀，常开式气控换向阀为二位三通常开式气控换向阀，紧急制动阀为二位三通换向阀，主滚筒控制阀为组合换向调压阀，常闭式电磁换向阀为二位三通常闭式电磁换向阀，常开式电磁换向阀为二位三通常开式电磁换向阀。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于:所述防碰释放阀为二位二通常开式手动换向阀，紧急制动阀为二位三通手动换向阀。
【文档编号】E21B44/00GK106089124SQ201610663237
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610663237.7, CN 106089124 A, CN 106089124A, CN 201610663237, CN-A-106089124, CN106089124 A, CN106089124A, CN201610663237, CN201610663237.7
【发明人】张子胜, 王维忠, 戴相富, 王国书, 张建军, 肖秋生, 吴彦锋, 焦金龙, 王建, 李蒲, 轩继花, 李梦浩, 杨伟光, 郭卫
【申请人】中原特种车辆有限公司