一种应用于钻机中的双变量液压系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液压系统领域，尤其涉及一种应用于钻机中的双变量液压系统。
【背景技术】
[0002]物探爆炸孔钻机对于钻井效率的要求比较其他行业钻机明显高于对钻井质量和精细度的需要，因此，爆炸孔钻机液压系统有特有的特点:
[0003]施工地域广——温度、海拔、地表环境复杂，系统适应性要求高。
[0004]施工地层复杂一一需要更宽的转速范围和扭矩范围，保证可以使用不同的钻井工艺方法高效完成施工作业。
[0005]效率要求高一一相对于其它钻机对于高精度钻井要求不同，物探爆炸孔钻机对于施工效率的要求较高，主要大规模的相关生产施工组织成本和生产时效窗口限制要求。
[0006]目前该类钻机主要采用容积调速回路系统，随着各种技术和元件的进步，钻机系统也有普通定量系统，阀控变量系统(比例阀控定量系统)到栗控变量系统(负载感应、恒功率等)发展。
[0007]对于现有的技术成熟度和元件的选择，现在物探钻机较先进的液压系统停留在定量马达的栗控变量系统，该系统具有较好的节能效果，控制简单可靠，但是未能充分发掘系统的能力，输出能力范围窄，作业能力低。
[0008]并且，全程人为干预的施工作业往往不能充分利用设备动力或系统性能，导致在选择设备时，考虑设备的能力裕度较大，设备配置结构尺寸大、购置成本和施工成本较高，能耗较大，不利于绿色施工作业。
[0009]鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的在于提供一种应用于钻机中的双变量液压系统，用以克服上述技术缺陷。
[0011 ]为实现上述目的，本实用新型提供一种应用于钻机中的双变量液压系统，采用了恒压变量栗(或定量栗)串联负载感应变量栗组成的变量栗组提供油源和采用变量马达作为执行元件以及必要的控制阀组组成的双变量液压系统。
[0012]液压系统包括恒压变量栗(或定量栗)和串联安装的负载感应变量栗;主栗为恒压变量栗(或定量栗)在施工时始终处于大流量工作状态，满足系统一般施工的主要需求，辅栗为负载感应变量栗根据负载流量需求补充不足。
[0013]恒压变量栗(或定量栗)的输出由液控开中心比例换向阀控制通断；负载感应变量栗的输出由液控负载感应比例阀控制通断，上述液控开中心比例换向阀与液控负载感应比例阀控制均由手动先导阀操纵；分别控制钻具的旋转和升降(通过升降平衡阀或刹车连接)。
[0014]进一步地，动力头包括设置在上、下端的变量液压马达，马达的输出端分别连接一减速机，减速机的输出端与变速箱连接，变速箱的输出端连接钻具。
[0015]进一步地，所述的液控负载感应比例阀的A1、A2口分别与动力头变量柱塞马达、升降变量柱塞马达的进油口连接。
[0016]进一步地，所述的液控负载感应比例阀的B2口与升降平衡阀的A 口连接，升降平衡阀的B 口与升降变量柱塞马达连接。
[0017]本技术相比现有技术有益效果在于，本实用新型在相同的动力情况下，通过特殊的系统设计和元件选择，使钻机液压系统较目前的输出能力范围大大拓展，提高设备的施工效率和提升设备的作业能力，更加高效地利用钻机其它基础设施。
[0018]本实用新型采用双变量容积调速系统拓宽液压元件输出参数范围，满足钻机在泥浆钻井时需要的高转速低扭矩工况和其它施工方法的低转速大扭矩工况的施工要求。比较现有钻机系统在高转速和大扭矩输出上大幅增加，大大提高了钻机的施工效率，降低能耗。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的钻机系统的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型的动力头的结构不意图；
[0021 ]图3为本实用新型的液压系统的原理示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0023]请参阅图1所示，其为本实用新型的钻机系统的结构示意图，钻机系统包括运载底盘11、设置在运载底盘11上的发动机12、设置在前部的第一泥浆栗13和设置在后部的第二泥浆栗15，在两个泥浆栗之间设置有液压栗组14;在运载底盘11上还设置有液压冷却器16，在后端设置有液压油箱17。
[0024]在运载底盘11的末端设置升降系统110，升降系统110的底端安装有控制台10，升降系统11与上端的井架19连接，在井架19上安装有动力头18。
[0025]发动机12通过分动箱将动力传递给液压栗和泥浆栗，液压系统和泥浆栗的控制集中在控制台110操作。
[0026]液压系统通过动力头18驱动钻机旋转，驱动升降系统完成钻具系统的升降，同时泥浆循环系统将高压泥浆通过泥浆栗-动力头(回转头)_钻具输送至井底，将钻肩带出井孔只地面，从而完成钻具施工。
[0027]请参阅图2所示，其为本实用新型的动力头的结构示意图，动力头是为钻具提供回转动力和循环液通道的关键部件，由两台变量马达和减速机系统并联驱动一套减速箱实现。并联驱动主要是为了增加系统输出功率以保证钻机的作业效率。
[0028]动力头包括设置在上、下端的变量液压马达1，马达的输出端分别连接一减速机2，减速机2的输出端与变速箱4连接，变速箱的输出端连接钻具3。
[0029]请参阅图3所示，为本实用新型的液压系统的原理示意图，其包括恒压变量栗(或定量栗)22和串联设置的负载感应变量栗21，其中，所述的恒压变量栗(或定量栗)22，在压力达到设定值之前，在工况负载下全排量输出液压油;所述的负载液压敏感变量栗21，根据负载变化情况，实时补充输出执行元件所需的液压油量。
[0030]恒压变量栗(或定量栗)22的输出端分别连接液控开中心比例换向阀23;所述的负载液压敏感变量栗21的输出端连接液控负载感应比例阀28，液控开中心比例换向阀和液控负载感应比例阀28均由手动先导阀24控制开闭。所述的液控负载感应比例阀28的Al、A2 口分别与动力头变量柱塞马达25、升降平衡阀27与升降变量柱塞马达26的进油口连接。
[0031 ]所述的液控负载感应比例阀28的B2 口与升降平衡阀27的A口连接，升降平衡阀27的B 口与升降变量柱塞马达26连接。
[0032]所述的液控比例换向阀23根据先导油大小控制恒压变量栗系统;手动先导阀24，根据施工工况由司钻控制，协调回转与升降系统需求，驱动两台主阀控制两台栗的输出流量。
[0033]液控比例换向阀23与动力头变量柱塞25连接。
[0034]液控负载感应比例阀28根据手动先导阀的需求控制负载感应变量栗，匹配执行元件的输入流量需求。
[0035]动力头变量柱塞25，设定最小排量和最大排量，系统在设定压力值是自动变量，保证系统工作在最高效率区间。
[0036]升降变量柱塞马达26，根据负载变化，根据设定压力值是自动改变工况，保证系统工作在最高效率区间。
[0037]当钻机施工时，为了保证施工效率，回转速度具有决定性的作用，根据施工经验，通过合理的元件选择，使恒压变量主栗一直工作在全流量状态，利用负载感应栗实时匹配的输出流量，调节钻具升降速度以适应地层的不断变化，使整个系统不会出现高压等待状
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[0038]本实用新型采用双变量容积调速系统拓宽液压元件输出参数范围，满足钻机在泥浆钻井时需要的高转速低扭矩工况和其它施工方法的低转速大扭矩工况的施工要求;在高转速和大扭矩输出上大幅增加，大大提高了钻机的施工效率，降低能耗。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种应用于钻机中的双变量液压系统，其特征在于，采用了恒压变量栗串联负载感应变量栗组成的变量栗组提供油源和采用变量马达作为执行元件以及控制阀组组成的双变量液压系统； 上述液压系统包括恒压变量栗和串联安装的负载感应变量栗;主栗为恒压变量栗，恒压变量栗的输出由液控开中心比例换向阀控制通断;辅栗负载感应变量栗的输出由液控负载感应比例阀控制通断，上述液控开中心比例换向阀与液控负载感应比例阀控制均由手动先导阀操纵;分别控制钻具的旋转和升降。2.根据权利要求1所述的应用于钻机中的双变量液压系统，其特征在于，采用了恒压变量栗负载感应变量栗组成的变量栗组提供油源和采用变量马达作为执行元件以及控制阀组组成的系统。3.根据权利要求2所述的应用于钻机中的双变量液压系统，其特征在于，手动先导阀分别通过液控开中心比例换向阀与液控负载感应比例阀同时控制系统输出。4.根据权利要求2所述的应用于钻机中的双变量液压系统，其特征在于，动力头包括设置在上、下端的变量液压马达，马达的输出端分别连接一减速机，减速机的输出端与变速箱连接，变速箱的输出端连接钻具。5.根据权利要求2所述的应用于钻机中的双变量液压系统，其特征在于，所述的液控负载感应比例阀的通过升降平衡阀连接到升降变量柱塞马达。6.根据权利要求1所述的应用于钻机中的双变量液压系统，其特征在于，所述的恒压变量栗采用定量栗替换。
【专利摘要】本实用新型涉及一种应用于钻机中的双变量液压系统，采用了恒压变量泵串联负载感应变量泵组成的变量泵组提供油源和采用变量马达作为执行元件以及必要的控制阀组组成的双变量液压系统；所述恒压变量泵的输出由液控开中心比例换向阀控制通断；所述负载感应变量泵的输出由液控负载感应比例阀控制通断，上述液控开中心比例换向阀与液控负载感应比例阀控制均由手动先导阀操纵，分别控制钻具的旋转和升降。本实用新型采用双变量容积调速系统拓宽钻机的输出参数范围，满足其在泥浆钻井时需要的高转速低扭矩工况或其它施工方法的低转速大扭矩工况施工要求；使钻机输出能力在高转速和大扭矩上都大幅增加，大大提高了钻机的施工效率，降低了能耗。
【IPC分类】F15B11/17
【公开号】CN205136179
【申请号】CN201520485124
【发明人】王孝银
【申请人】涿州市海德机械设备有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年7月8日