石油钻采设备、吊卡及其液压系统的制作方法

本实用新型涉及石油设备领域，具体是涉及一种吊卡液压系统，及使用该液压系统的吊卡及石油钻采设备。

背景技术：

在石油钻修井作业中，液压吊卡是重要的提升工具，其性能直接影响到钻修井作业的效率和安全性。其一般与猫道配合，通过自动开合及翻转，完成钻杆等管柱的夹持、起升和下放，由于操作方便，可远程操控，能极大减轻工人劳动强度，提升作业效率等优点，常用于顶部驱动式钻机的钻井、完井等起下管柱作业。

吊卡主要由吊卡本体、翻转机构组成，吊卡本体设有开门油缸和门闩油缸，用于实现自动开合，翻转机构上连接有翻转油缸，用于实现吊卡的翻转。各油缸的主要动作均由液压系统控制，为确保操作的安全性，开门油缸和门闩油缸的动作有严格的先后顺序要求，现有的液压系统一般通过设置两个顺序阀来实现其先后顺序的控制，由于采用的阀数量多，体积大，造成系统复杂，不便调节，且顺序阀油管太长，可靠性低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种更为简化、稳定可靠的吊卡液压系统，及采用该液压系统的吊卡及石油钻采设备。

本实用新型的第一方面，提供了一种吊卡液压系统，包括开门油缸和门闩油缸，所述开门油缸和门闩油缸之间设有第一控制阀，所述第一控制阀的进出油口与油箱连接，所述第一控制阀的第一工作油口与所述开门油缸的第一腔连接，所述第一控制阀的第二工作油口与所述门闩油缸的第一腔连接，所述开门油缸的第二腔和所述门闩油缸的第二腔连通后，并与油箱连通，所述第一控制阀具有至少两个工作位，用于控制所述开门油缸和门闩油缸的其中一者在另一者完成一次工作行程后开启工作。

进一步地，所述吊卡液压系统还包括翻转油缸和第二控制阀，所述第二控制阀的进出油口与油箱连接，所述第二控制阀的第一工作油口与所述翻转油缸的第二腔连接，所述第二控制阀的第二工作油口与所述第一控制阀的进出油口连接，所述翻转油缸的第一腔与油箱连接，所述第二控制阀具有至少两个工作位，用于控制所述翻转油缸和所述开门油缸择一开启工作，或用于控制所述翻转油缸和所述门闩油缸择一开启工作。

进一步地，所述吊卡液压系统还包括第三控制阀，所述第三控制阀的进油口和回油口均与油箱连通，所述第三控制阀的第一工作油口与所述第二控制阀的进出油口连接，所述第三控制阀的第二工作油口与所述翻转油缸的第一腔连接，并与所述开门油缸的第二腔及所述门闩油缸的第二腔连接，所述第三控制阀具有至少两个工作位，用于控制系统的进回油方向。

进一步地，所述第三控制阀具有至少三个工作位。

进一步地，所述第一控制阀为两位三通电磁阀。

进一步地，所述第二控制阀为两位三通电磁阀。

进一步地，所述第三控制阀为三位四通电磁换向阀。

本实用新型的第二方面，还提供了一种吊卡，包括吊卡本体和翻转机构，所述吊卡本体上设有安全门，安全门上设有门闩，还包括上述任一项所述的吊卡液压系统，所述安全门与所述开门油缸连接，所述门闩与所述门闩油缸连接，所述翻转机构与所述翻转油缸连接。

本实用新型的第三方面，进一步提供了一种石油钻采设备，包括上述的吊卡。

本实用新型通过两个两位三通电磁阀代替二个顺序阀即可实现吊卡各个油缸的顺序动作，简化了液压系统，只需设置二根油管进入吊卡内部，更便于吊卡内部空间结构布置。另外，由于采用的电磁阀响应速度快，不易受环境及背压的影响，提高了系统的稳定性和可靠性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例1的原理示意图；

图2是本实用新型实施例2在第一状态下的原理示意图；

图3是本实用新型实施例2在第二状态下的原理原理图；

图4是本实用新型实施例2在第三状态下的原理原理图；

图5是本实用新型实施例2在第三状态下的原理示意图。

附图标记说明：1、开门油缸；2、门闩油缸；3、第一控制阀；4、翻转油缸；5、第二控制阀；6、第三控制阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型中，术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件，但不对部件进行具体限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例的吊卡液压系统，包括开门油缸1和门闩油缸2，开门油缸1和门闩油缸2之间设有第一控制阀3，第一控制阀3的进出油口与油箱连接，第一控制阀3的第一工作油口与开门油缸1的第一腔11连接，第一控制阀3的第二工作油口与门闩油缸2的第一腔连接，开门油缸1的第二腔12和门闩油缸2的第二腔连通后，并与油箱连通。

第一控制阀3具体采用两位三通电磁阀，通过第一控制阀3的控制可实现开门油缸1和门闩油缸2按顺序进行动作，即开门油缸1和门闩油缸2的其中一者在另一者完成一次工作行程后才开启工作。

具体的，需要关闭吊卡安全门时，先由开门油缸执行关门动作，然后由门闩油缸执行上门闩动作，使第一控制阀3位于左位，开门油缸1进压力油，开门油缸1运动，同时门闩油缸2不会运动，当开门油缸1完成一次工作行程，实现关门动作后，第一控制阀3得电换至右位，此时门闩油缸2进压力油，门闩油缸2开始运动，此时开门油缸1停止不动。

反之，需要打开吊卡安全门时，先由门闩油缸执行解除门闩动作，然后由开门油缸执行开门动作，通过第一控制阀3先让门闩油缸通油动作，再让开门油缸通油动作。

本实施例通过一个两位三通电磁阀代替原来两个顺序阀即可实现开门油缸和门闩油缸的顺序动作，简化了液压系统，提高了系统的稳定性和可靠性。

实施例2：

在具体的操作过程中，吊卡除了执行开关安全门的操作外，还有翻转操作，吊卡设有翻转机构，在实施例1的基础上，吊卡液压系统还包括翻转油缸4和第二控制阀5，进一步的，为便于实现系统压力油的换向，吊卡液压系统还包括第三控制阀6，第三控制阀6的进油口和回油口均与油箱连通，第三控制阀6的第一工作油口与第二控制阀5的进出油口连接，第三控制阀6的第二工作油口与翻转油缸4的第一腔连接，并连接于开门油缸1的第二腔及门闩油缸2的第二腔之间；第二控制阀5的第一工作油口与翻转油缸4的第二腔连接，第二控制阀5的第二工作油口与第一控制阀3的进出油口连接。

第二控制阀5优先采用两位三通电磁阀，用于控制翻转油缸4与开门油缸1和门闩油缸2不同时进行动作，即在翻转油缸4动作时，开门油缸1和门闩油缸2不能动作，反之，在开门油缸1和门闩油缸2动作时，翻转油缸4不能动作。第三控制阀6优先选用三位四通电磁换向阀，通过电信号的控制，可实现液压系统进油和回油的转换。

需要说明的是，上述实施例中，各油缸的第一腔具体是指无杆腔，第二腔具体是指有杆腔，当然，本领域技术人员应该知晓，反过来理论上也可实现相同功能，上述实施例中均不作限制。

下面结合附图2-5对本实施例的操作过程进行详细说明。

在吊卡夹持管柱进行提升或下放的过程中，吊卡处于承载状态，吊卡液压系统处于图2所示状态，此时第三控制阀6处于中位，翻转油缸4无进油，只有回油通道，使得翻转油缸4处于浮动状态，从而避免载荷对翻转油缸4造成损坏。

当吊卡需要进行翻转时，吊卡液压系统如图3所示状态，此时第三控制阀6位于左位，第二控制阀5位于左位，压力油从P口进入至翻转油缸4的无杆腔，推动翻转油缸4的活塞向有杆腔一侧移动，其有杆腔的压力油通过第二控制阀5回T口，以驱动翻转油缸4动作，从而驱动翻转机构进行翻转。与此同时，开门油缸1和门闩油缸2的油路不通，处于闭锁状态。

当要在吊卡内装入管柱，或将吊卡内的管柱卸放至预定目标位置时，需完成解除门闩、打开安全门、翻转等一系列动作，吊卡液压系统如图4所示状态，此时第三控制阀6处于左位，第二控制阀5换至右位，翻转油缸4油路不通，不进行动作；第一控制阀3处于左位，压力油通过P口直接进入门闩油缸2的无杆腔，推动门闩油缸2活塞向有杆腔一侧运动，门闩油缸2有杆腔内的压力油经第一控制阀3回T口，门闩油缸2动作直至完成一次工作行程，从而实现门闩的打开；此后，将第一控制阀3换至右位，使开门油缸1的回油路开启，驱动开门油缸1动作，从而实现安全门的打开。完成上述动作后，将第二控制阀5换至左位，即回到图3所示状态，导通翻转油缸4的油路，实现翻转动作。

在吊卡内装入管柱后或将吊卡内的管柱取出后，需要关闭安全门时，需完成关闭安全门、上门闩、翻转等一系列动作，吊卡液压系统如图5所示状态，首先将第三控制阀6换至右位，压力油通过P口进入，经第二控制阀5和第一控制阀3进入开门油缸1，控制开门油缸1动作。当开门油缸1完成一次工作行程后，实现开门动作，然后再将第一控制阀3换至右位，即可实现门闩油缸2进油，推动门闩油缸2动作，实现上门闩，最后，再控制第二控制阀5和第三控制阀6实现翻转油缸4动作以实现翻转。

本实施例通过两个两位三通电磁阀代替二个顺序阀即可实现吊卡各个油缸的顺序动作，简化了液压系统，只需设置二根油管进入吊卡内部，更便于吊卡内部空间结构布置。另外，由于采用的电磁阀响应速度快，不易受环境及背压的影响，提高了系统的稳定性和可靠性。

进一步的，本实施例还提供了一种吊卡，包括吊卡本体、翻转机构和上述的吊卡液压系统，吊卡本体上设有安全门，安全门上设有门闩，其中安全门与开门油缸1连接，门闩与门闩油缸2连接，翻转机构与翻转油缸4连接。由于采用上述液压系统，本实施例吊卡具有其所有优点，在此不再赘述。

更进一步的，本实施例还提供了一种石油钻采设备，包括上述的吊卡，由于采用上述吊卡，具有其所有优点，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。