专利名称：采用液压驱动的旋转支撑盘的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油钻机设备技术领域，涉及一种采用液压驱动的旋转支撑盘。
背景技术：
旋转支撑转盘是一种开孔直径、额定静负荷、最大工作扭矩与普通机械石油钻井 转盘一样、工作转速为0-20r/min的液压驱动转盘，通常作为顶驱作业的辅助支撑转盘。由于机械驱动转盘和电驱动转盘传动链长、部件多、整机质量大，在海洋钻井平台 上布置比较困难等因素；另一方面，海洋钻井平台主要依靠顶驱打井，辅助作业时一般需要 转盘的转速为0-20r/min，而且承载能力相对较大。所以，对于需求功率较小的海洋石油 钻井平台用旋转支撑转盘采用液压驱动，省去了复杂的机械传动链，具有传动紧凑，节省空 间，重量轻，易于在钻台面上布置，还有控制系统简单。配置的价格也很低，这对于海洋钻井 平台是理想的。液压旋转支撑转盘配备液压站以液压传动方式驱动常规转盘，采用动力站 直接驱动径向柱塞液压马达，径向柱塞液压马达直接悬挂在常规转盘输入轴的驱动方式。 所组成的液压系统采用变量泵径向柱塞马达闭式泵控传动系统。目前德国WIRTH公司的RTSS605-H是一种液压驱动转盘。美国的NOV公司也有类 似的液压旋转支撑盘。但两者具体结构、液压系统及控制形式很不相同。在海洋钻井平台 上ZPY 495旋转支撑盘有大量使用。但随着海洋钻井技术的飞速发展，井深的不断加深， 需要下的隔水管等水下设备的通径越来越大，所以对转盘的开孔直径要求也越来越大，一 般要求开孔直径在491/2" -60 1/2"。而大功率顶驱的使用，已不需要转盘的转速达到正 常钻井的要求。当使用井下动力钻具时，一方面要求转盘承担井下动力钻具的反扭矩，另一 方面要求钻杆低速转动以防钻杆粘结在井壁，所以对转盘的转速没有苛刻的要求，一般转 速是0-20r/min。但是现有技术目前还存在机械化与自动化程度低，控制环节复杂，造价高， 不能适应市场大量的使用要求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种采用液压驱动的旋转支撑盘，解决了现有技术中存 在机械化与自动化程度低，控制环节复杂的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种采用液压驱动的旋转支撑盘，包括旋转支 撑盘，旋转支撑盘通过锁紧盘与液压马达传动连接，液压马达通过扭力臂与反扭矩支撑板 连接；液压马达与主控制器连接，液压马达通过高压滤油器与桥式调压总成联通；主控制 器分别与速度电位计控制手柄、扭矩电位计控制手柄、电控变量液压泵、电机、桥式调压总 成连接，主控制器与电控变量液压泵之间还设置有压力传感器；电控变量液压泵一端与电 机连接，另一端与桥式调压总成联通。本实用新型的有益效果是，液压旋转支撑盘结构简单，操作方便，满足海洋钻井平 台的配套，显著提高了钻机的机械化与自动化程度，不仅提高了作业效率，增加了安全性， 而且性能更加可靠。
图1是本实用新型装置旋转支撑盘与液压马达的连接结构示意图；图2是本实用新型装置中的液压马达及其控制部分连接结构示意图。图中，1.旋转支撑盘，2.锁紧盘，3.液压马达，4.扭力臂，5.反扭矩支撑板，6.电 控变量液压泵，7.电机，8.桥式调压总成，9.内冲洗阀，10.外冲洗泵，11.快速接头，12.速 度电位计控制手柄；13.扭矩电位计控制手轮；14.主控制器；15.高压滤油器；17.压力传 感器，18.液压站。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图1、图2，本实用新型装置的结构是，包括旋转支撑盘1，旋转支撑盘1通过锁紧 盘2与液压马达3传动连接，液压马达3通过扭力臂4与反扭矩支撑板5连接。液压马达 3与主控制器14连接，液压马达3通过高压滤油器15与桥式调压总成8联通，液压马达3 还与外冲洗泵10联通；主控制器14分别与速度电位计控制手柄12、扭矩电位计控制手柄 13、电控变量液压泵6、电机7、桥式调压总成8连接，主控制器14与电控变量液压泵6之间 还设置有压力传感器17 ；电控变量液压泵6 —端与电机7连接，另一端与内冲洗阀9并联 后再与桥式调压总成8联通。液压马达3与桥式调压总成8、内冲洗阀9、外冲洗泵10的液 压管路上设置有快速接头11。其中电控变量液压泵6、电机7、桥式调压总成8、内冲洗阀9、外冲洗泵10、高压滤 油器15、压力传感器17均设置在液压站18中。上述部件与主控制器14相连的是电路连接 线，其余是液压管线。电机7通电后驱动电控变量液压泵6，将电能转换成液压能，通过液压管路经过高 压滤油器15、快速接头11驱动液压马达3旋转。液压马达3悬挂在ZP37M旋转支撑盘1 的输入轴上，扭力臂4和反扭矩支撑板5固定在转盘本体侧边，再通过锁紧盘2带动旋转支 撑盘1回转。内冲洗阀9用于闭式系统内部热油的置换。外冲洗泵10为液压马达3提供 外部冲洗动力使其壳体的热量迅速带走。操作速度电位计控制手柄12用于操纵旋转支撑盘1的状态。主控制器14通过读 取速度电位计控制手柄12的信号并对其进行处理，输出两路PWM信号分别控制电控变量液 压泵6的先导比例电磁阀，改变变量泵的斜盘摆角，从而实现排量的变化，以此改变液压马 达3的转速。将速度电位计控制手柄12扳到不同的位置，控制旋转支撑盘1的正转、反转、 停止和无级变速。通过添加启动/停止斜坡，实现动作平缓无冲击，来控制旋转支撑盘的速 度正、反方向比例变化并能在某位锁定，在中位时旋转支撑盘停止并制动。操作扭矩电位计控制手轮13用于控制旋转支撑盘1的扭矩。主控制器14通过读 取扭矩电位计控制手轮13信号并对其进行处理，输出一路PWM信号控制桥式调压总成8中 的比例电磁溢流阀动作，改变比例电磁溢流阀的调定压力，实现旋转支撑盘扭矩范围的调 離
iF. ο电控变量液压泵6在高压区设置了具有恒功率输出特性的调速回路，系统留有显 示屏操作控制液压旋转支撑转盘的接口。在旋转支撑盘1工作时，当主系统压力达到液压系统额定压力值时，电控变量液压泵6在高压区设置恒功率输出特性，即达到设定载荷压 力时，沿恒功率曲线平缓降速增扭直到设定最大扭矩。 本实用新型装置的优点是1)旋转支撑盘较机械驱动转盘和电驱动转盘传动环 节少，部件少，整机质量小，外形尺寸小，在海洋钻井平台方便布置。2)液压系统采用闭式回 路，调速范围广且无级可调。以顶驱为主要作业工具的辅助支撑转盘，换向平稳无冲击，操 作响应快；采用电比例控制元件，便于实现精确和智能控制。3)节能、高效、可控性好，成本 低，满足海洋钻井平台的配套。
权利要求1.一种采用液压驱动的旋转支撑盘，其特征在于包括旋转支撑盘(1)，旋转支撑盘 (1)通过锁紧盘(2)与液压马达(3)传动连接，液压马达(3)通过扭力臂(4)与反扭矩支撑 板(5)连接；液压马达(3)与主控制器(14)连接，液压马达(3)通过高压滤油器(15)与桥式调压总 成(8)联通；主控制器(14)分别与速度电位计控制手柄(12)、扭矩电位计控制手柄(13)、电 控变量液压泵(6)、电机(7)、桥式调压总成(8)连接，主控制器(14)与电控变量液压泵(6) 之间还设置有压力传感器(17);电控变量液压泵(6)—端与电机(7)连接，另一端与桥式调 压总成(8)联通。
2.根据权利要求1所述的采用液压驱动的旋转支撑盘，其特征在于所述的液压马达 (3)还与外冲洗泵(10)联通；电控变量液压泵(6)另一端与内冲洗阀(9)并联后再与桥式 调压总成(8)联通。
3.根据权利要求1所述的采用液压驱动的旋转支撑盘，其特征在于所述的液压马达 (3)与桥式调压总成(8)、内冲洗阀(9)、外冲洗泵(10)的液压管路上设置有快速接头(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种采用液压驱动的旋转支撑盘，包括旋转支撑盘，旋转支撑盘通过锁紧盘与液压马达传动连接，液压马达通过扭力臂与反扭矩支撑板连接；液压马达与主控制器连接，液压马达通过高压滤油器与桥式调压总成联通；主控制器分别与速度电位计控制手柄、扭矩电位计控制手柄、电控变量液压泵、电机、桥式调压总成连接，主控制器与电控变量液压泵之间还设置有压力传感器；电控变量液压泵一端与电机连接，另一端与桥式调压总成联通。本实用新型的装置结构简单，操作方便，显著提高了钻机的机械化与自动化程度，不仅提高了作业效率，增加了安全性，性能更加可靠。
文档编号F15B15/18GK201902171SQ201020628999
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者廖丽华, 李凌霄, 樊春明, 王学义, 贾秉彦, 黄悦华 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司