一种石油钻机的综合液压站及石油钻机的制作方法

1.本实用新型涉及油田钻探技术领域，具体而言，涉及一种石油钻机的综合液压站及石油钻机。


背景技术：

2.石油钻机是一种用于石油天然气钻井作业的设备，通常包括综合液压站和多种机具，其中，综合液压站包括依次连通的油箱、液压油泵和阀组，在阀组的首片上安装有溢流阀，阀组与机具连通，用于给机具提供液压动力。但是现有的综合液压站在适应多机具综合工况的时候，例如机具不动作，液压油泵处于工作状态一直泵出液压油，而阀组处于中位无法进行卸荷，此时液压油只能从阀组上的溢流阀以小流量的形式进行憋压溢流，从而导致液压油温迅速上升，影响综合液压站的正常使用。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是如何解决综合液压站的憋压溢流问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种石油钻机的综合液压站，包括油箱、液压油泵和卸荷阀结构，所述卸荷阀结构具有进液口、出液口和卸荷口，所述液压油泵的两端分别与所述油箱和所述进液口连通，所述出液口用于连通石油钻机的机具，所述卸荷口与所述油箱连通，所述进液口和所述卸荷口适于在流经所述卸荷阀结构的液压油的压力值超过卸荷阀结构的预设开启压力时导通，以将所述液压油卸荷至所述油箱内。
5.可选地，该石油钻机的综合液压站还包括蓄能器，所述蓄能器和所述机具分别与所述出液口连通。
6.可选地，所述卸荷阀结构为电磁溢流卸荷阀或卸荷溢流阀。
7.可选地，该石油钻机的综合液压站还包括控制装置，所述控制装置与所述电磁溢流卸荷阀电连接，以控制电磁溢流卸荷阀打开或关闭。
8.可选地，该石油钻机的综合液压站还包括压力检测器件和阀组，所述阀组设置于所述出液口和所述机具之间，且分别与所述出液口和所述机具连通，所述压力检测器件设置于所述液压油泵与所述阀组之间，用于检测所述液压油泵与所述阀组之间管路内的压力值，所述压力检测器件与所述控制装置电连接。
9.可选地，所述液压油泵为电比例变量柱塞泵、液控变量柱塞泵和负载敏感泵中任一种。
10.可选地，该石油钻机的综合液压站还包括吸油过滤器，所述吸油过滤器设置于所述油箱与所述液压油泵之间。
11.可选地，该石油钻机的综合液压站还包括高压过滤器，所述高压过滤器设置于所述液压油泵与所述卸荷阀结构之间。
12.可选地，该石油钻机的综合液压站还包括第一单向阀，所述第一单向阀设置于所述液压油泵与所述高压过滤器之间。
13.与现有技术相比，本实用新型通过将液压油泵的进液端和出液端分别与油箱和卸荷阀结构的进液口连通，并将卸荷阀结构的出液口与石油钻机的各机具连通，在给机具输送动力液压油时，进液口和出液口连通，从而便于通过液压油泵从油箱内抽取液压油经卸荷阀结构的进液口及出液口流出以输送至各机具，以为机具的工作提供液压动力。而将卸荷阀结构的卸荷口与油箱连通，可在当综合液压站在适应多机具综合工况时，例如机具关闭不动作时，液压油泵一直泵送液压油，此时由于无法卸荷而使综合液压站开始憋压，换言之，液压油泵的输出端流入卸荷阀结构的液压油的压力值会超过卸荷阀结构的预设的开启压力，此时液压油可通过压力将卸荷阀结构的进液口和卸荷口导通，从而使流经卸荷阀结构的液压油从卸荷口快速卸荷至油箱内，降低整个综合液压站的压力，以降低液压油的油温，进而保证石油钻机的综合液压站的正常使用。
14.本实用新型还提供一种石油钻机，包括多种机具以及如上所述的石油钻机的综合液压站。由于，石油钻机包括所述石油钻机的综合液压站，故石油钻机至少具有所述石油钻机的综合液压站的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例中综合液压站的管路连接图；
16.图2为本实用新型实施例中卸荷阀结构的结构示意图之一；
17.图3为本实用新型实施例中卸荷阀结构的结构示意图之二；
18.图4为本实用新型实施例中综合液压站的结构示意图。
19.附图标记说明：
20.1-油箱；2-液压油泵；3-卸荷阀结构；31-第二单向阀；32-溢流阀；4-阀组；5-吸油过滤器；6-高压过滤器；7-第一单向阀；8-蓄能器。
具体实施方式
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
22.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的
一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
25.在油田行业，石油钻机通常包括综合液压站和多种机具，其中，综合液压站与机具连通，用于给机具提供液压动力。现有综合液压站在适应多机具综合工况的时候，例如，机具不动作，但是液压油泵处于工作状态一直泵出液压油，机具的液压系统即综合液压站经常出现憋压现象，导致液压油温迅速上升，影响综合液压站的正常使用。当综合液压站的控制阀例如阀组中位是o型、y型、p型等中位机能时，综合液压站不能卸荷，此时液压系统有两种憋压情况：
26.1、当主油泵例如液压油泵为电比例泵时，会造成在该机具的最大需求油量下憋压溢流；
27.2、当液压油泵为负载敏感泵或恒压泵时，液压系统会在油泵的最小排量下憋压溢流。
28.以上两种情况，第一种情况发热量较大，油温上升迅速；第二种情况在散热能力不足的情况也会引起高温。
29.结合图1所示，本实用新型实施例的一种石油钻机的综合液压站包括油箱1、液压油泵2和卸荷阀结构3，所述卸荷阀结构3具有进液口、出液口和卸荷口，所述液压油泵2的两端分别与所述油箱1和所述进液口连通，所述出液口用于连通石油钻机的机具，所述卸荷口与所述油箱1连通，所述进液口和所述卸荷口适于在流经所述卸荷阀结构3的液压油的压力值超过所述卸荷阀结构3的预设开启压力时导通，以将所述液压油卸荷至所述油箱1内。
30.需要说明的是，油箱1内部适于盛装液压油，用于给机具提供动力液压油。液压油泵2的两端分别为进液端和出液端，液压油泵2的进液端与油箱1连通，用于将油箱1内的液压油抽出；卸荷阀结构3具有进液口、出液口和卸荷口，液压油泵2的出液端与卸荷阀结构3的进液口连通，卸荷阀结构3的出液口用于连通机具，在给机具正常供油时，进液口与出液口连通，从而便于通过液压油泵2将抽取的液压油经卸荷阀结构3的所述进液口进入出液口流出并输送至机具，以为机具提供液压动力。卸荷阀结构3具有开启压力和关闭压力，卸荷阀结构3是在一定条件即流经卸荷阀结构3的液压油的压力达到卸荷阀结构3的预设开启压力时，液压油将卸荷阀结构3的进液口和卸荷口导通，以使液压油泵2卸荷的阀门结构，可以将综合液压站中液压油泵2输出端的液压油从卸荷口卸荷至油箱1内，从而降低综合液压站的压力，降低液压油的油温，以保证综合液压站正常工作。当流经卸荷阀结构3的压力降低至所述关闭压力时，进液口与卸荷口关断，进液口与出液口导通，从而便于液压油泵2继续向机具提供液压油。
31.本实用新型通过所述液压油泵2的进液端和出液端分别与所述油箱1和所述进液口连通，卸荷阀结构3的出液口用于与石油钻机的各机具连通，在给机具输送动力液压油时，所述进液口和出液口连通，从而便于通过液压油泵2从油箱1内抽取液压油经卸荷阀结构3的进液口进入出液口流出以输送至各机具，以为机具的工作提供液压动力。而通过卸荷阀结构3的卸荷口与油箱连通，从而当综合液压站在适应多机具综合工况时，例如机具关闭不动作时，液压油泵2一直泵送液压油，此时由于无法卸荷而使综合液压站开始憋压，换言之，液压油泵2的输出端流入卸荷阀结构3的液压油的压力值会超过卸荷阀结构3的开启压力，此时液压油的压力将所述进液口和卸荷口导通，从而便于流经卸荷阀结构3的液压油从卸荷口快速卸荷至油箱1内，降低整个综合液压站的压力，以降低液压油的油温，进而保证
石油钻机的综合液压站的正常使用。
32.在本实用新型的一个实施例中，结合图1和图2所示，石油钻机的综合液压站还包括蓄能器8，所述蓄能器8和所述机具分别与所述出液口连通。
33.需要说明的是，卸荷阀结构3的主要功能是自动控制液压油泵2卸荷或加载，卸荷阀结构3安装于装有蓄能器8的综合液压站的回路上。当向机具正常泵送液压油时，液压油泵2从油箱1内抽取的液压油经卸荷阀结构3流向机具和蓄能器8，即向蓄能器8内进行充入液压油，以及为机具提供动力液压油。当机具不动作时，综合液压站开始憋压，流经卸荷阀结构3的液压油的压力达到卸荷阀结构3的预设开启压力时，卸荷阀结构3的溢流阀打开，此时所述进液口与卸荷口连通，且此时蓄能器8的充液压力达到卸荷阀结构3的预设开启压力时自动地使液压油泵2卸荷，且利用蓄能器8具有的保压作用的特性，以保持卸荷阀结构3打开，从而不仅将多余的液压油从卸荷阀结构3的卸荷口卸荷至油箱1内，以降低综合液压站的压力，而且还维持对机具供油，以达到节能效果，进而在机具与综合液压站无法通讯或不通讯时，在任何憋压的情况下通过卸荷阀结构3泄压，保证将机具的整个液压系统即综合液压站的压力降低到最低。或者当机具动作时，蓄能器8内的油液压力降低，直至卸荷阀结构3的阀芯回位，整个液压系统即综合液压站恢复压力，正常给机具提供流量，同时液压油泵2恢复向蓄能器8充液，进而适用于机具与综合液压站无通讯的情况下的主动卸荷作业。
34.其中，卸荷溢流阀中的第二单向阀，可以防止蓄能器8中带压油液倒流。卸荷溢流阀的进油口为p口，出液口为a口，卸荷口为t口，具体见图2所示。
35.在本实用新型的一个实施例中，所述卸荷阀结构3为电磁溢流卸荷阀或卸荷溢流阀。
36.需要说明的是，如图2所示，卸荷阀结构3为卸荷溢流阀，所述卸荷溢流阀包括第二单向阀31和溢流阀32，所述第二单向阀31和溢流阀32的一端分别与所述进液口连通，第二单向阀31的另一端与所述出液口连通，溢流阀32的另一端与所述卸荷口连通，卸荷阀结构3与机具之间通过管路连通，通过所述蓄能器8和所述机具分别与所述卸荷溢流阀的出液口连通，从而液压油泵2在正常泵油时，液压油泵2输出的液压油从卸荷溢流阀的进液口进入，经过第二单向阀从所述出液口流出并输送至机具和蓄能器8，不仅将液压油输送至机具处，以为机具提供液压油，而且还向蓄能器8输送液压油。换言之，所述第二单向阀31的作用主要是保证综合液压站系统在憋压时，第二单向阀31与蓄能器8形成一个保压系统，不仅让卸荷溢流阀的压力保持在设定压力，直至机具重新开始工作，而且还可以保持卸荷溢流阀的溢流阀32打开。
37.当机具不动作时，综合液压站开始憋压，综合液压站的液压油的压力达到卸荷溢流阀的预设开启压力时，卸荷溢流阀的溢流阀打开，此时所述进液口与卸荷口连通，从而将多余的液压油经卸荷口卸荷至油箱1。
38.另外，如图3所示，所述卸荷阀结构3为电磁溢流卸荷阀，换言之，也叫电磁阀控制式溢流卸荷阀，可以通过主动控制电磁溢流卸荷阀以对综合液压站的液压油泵2进行卸荷，也可以通过被动控制对综合液压站的液压油泵2进行卸荷。结合图2和图3所示，图3的电磁溢流卸荷阀相对图2的卸荷溢流阀多了一个电磁阀，该电磁阀在图3中用dt1进行表示，电磁阀中的a和b表示出液口，电磁阀中的t表示卸荷口，电磁阀中的p表示进液口，即在电磁阀不通电时，溢流阀进行工作以进行卸荷，以将多余的液压油卸荷至油箱1内；在电磁阀通电时，
电磁溢流卸荷阀中的溢流阀关闭，此时液压油泵输出的液压油将液压油泵送至机具，即可以控制电磁阀的导通或关断，以控制经过电磁溢流卸荷阀的液压油的换向。
39.在本实用新型的一个实施例中，石油钻机的综合液压站还包括控制装置，所述控制装置与所述电磁溢流卸荷阀电连接，以控制电磁溢流卸荷阀打开或关闭。
40.需要说明的是，当综合液压站与机具之间存在通讯的情况下，在综合液压站出现憋压溢流问题时，可以通过控制装置控制电磁溢流卸荷阀开启，以使经过电磁溢流卸荷阀的液压油从卸荷口卸荷至油箱1内，从而实现对综合液压站的主动卸荷作业。
41.在本实用新型的一个实施例中，结合图1和图3所示，石油钻机的综合液压站还包括压力检测器件和阀组4，所述阀组4设置于所述出液口和所述机具之间，且分别与所述出液口和所述机具连通，所述压力检测器件设置于所述液压油泵2与所述阀组4之间，用于检测所述液压油泵2与所述阀组4之间管路内的液压油的压力值，所述压力检测器件与所述控制装置电连接。
42.需要说明的是，阀组4可为电比例多路阀，即包括多个比例电磁换向阀，阀组4中多个比例电磁换向阀还与控制装置电连接，以及阀组4的各比例电磁换向阀设置于所述出液口和各所述机具之间处，且分别与所述出液口和所述机具连通，从而便于通过控制装置控制阀组4的导通或关断，以控制液压油泵2是否向机具输送液压油，以实现机具的运动或停止。示例性地，可在控制装置内预先设定开启压力阈值和关闭压力阈值，通过将压力检测器件设置于所述液压油泵2与所述阀组4之间的管路上，以及所述压力检测器件与所述控制装置电连接，利用压力检测器件可以实时检测所述液压油泵2与所述阀组4之间的管路内液压油的压力，并传输至控制装置，当所述液压油的压力超过控制装置内的开启压力阈值，则可通过控制装置控制电磁溢流卸荷阀的溢流阀32打开，从而将液压油从卸荷口卸荷至油箱1内，实现被动卸荷作业，而当综合液压站的液压油的压力降低至关闭压力阈值，则控制装置控制电磁溢流卸荷阀关闭，此时液压油泵2抽取的液压油经电磁溢流卸荷阀输送至各机具和蓄能器8。
43.在本实用新型的一个实施例中，所述液压油泵2为电比例变量柱塞泵、液控变量柱塞泵和负载敏感泵中任一种。
44.需要说明的是，当所述液压油泵2为电比例变量柱塞泵、液控变量柱塞泵和负载敏感泵中任一种时，利用液压油泵2均可将油箱1内的液压油抽出并经卸荷阀结构3输送至机具，从而为机具提供液压动力。
45.在本实用新型的一个实施例中，结合图1和图4所示，石油钻机的综合液压站还包括吸油过滤器5，所述吸油过滤器5设置于所述油箱1与所述液压油泵2之间。
46.需要说明的是，通常情况下，由于从油箱1出去的液压油经过卸荷阀结构、蓄能器和机具后，再返回至油箱1内，故油箱1内的液压油会存在杂质。故通过将吸油过滤器5设置于所述油箱1与所述液压油泵2之间的管路上，换言之，吸油过滤器5设置于液压油泵2的吸油口处，从而起到对油箱1出来的液压油的过滤作用，以避免杂质进入液压油泵2、卸荷阀结构3和阀组4内，而堵塞液压油泵2以及卸荷阀结构3和阀组4的阀芯，从而相应的延长液压油泵2、卸荷阀结构3和阀组4的使用寿命。其中，吸油过滤器5可以过滤掉较大颗粒的杂质，例如过滤掉尺寸在80-160um的杂质。具体而言，吸油过滤器5可以直接安装在油箱1的侧面、上部或底部，吸油过滤器5的吸油筒体部位浸入油箱1内液面以下，吸油过滤器5的滤头部位可
漏出油箱1外，当然吸油过滤器5与油箱1还可采用其他连接方式，只要能够满足对油箱1内的液压油进行过滤的吸油过滤器5均适用于本技术方案，在此不做具体限定。
47.在本实用新型的一个实施例中，结合图1和图4所示，石油钻机的综合液压站还包括高压过滤器6，所述高压过滤器6设置于所述液压油泵2与所述卸荷阀结构3之间。
48.需要说明的是，通常情况下，如上所述，油箱1内的液压油不断进行循环利用，以及液压油泵2长时间工作，液压油泵2内也会产生杂质，故当液压油泵2将油箱1内液压油抽出并向机具输送时，液压油中的杂质会堵塞卸荷阀结构3以及阀组4。故通过将所述高压过滤器6设置于所述液压油泵2与所述卸荷阀结构3之间的管路上，从而通过高压过滤器6可以过滤掉液压油泵2出液端的液压油中的杂质，以防止液压油的杂质堵塞卸荷阀结构3和阀组4的阀芯，从而进一步延长卸荷阀结构3和阀组4的使用寿命。其中，高压过滤器6可以过滤掉较小颗粒的杂质，例如过滤掉尺寸在10-80um的杂质。
49.在本实用新型的一个实施例中，结合图1所示，石油钻机的综合液压站还包括第一单向阀7，所述第一单向阀7设置于所述液压油泵2与所述高压过滤器6之间。
50.需要说明的是，液压油泵2的出液端与高压过滤器6之间通过管路连通，通过在液压油泵2的出液端与高压过滤器6之前的管路上设置第一单向阀7，以保证液压油泵2从油箱1内抽取的液压油只能单方向流向高压过滤器6，以避免流经高压过滤器6的液压油反方向流向液压油泵2，从而保证液压油泵2抽取的液压油顺利经第一单向阀7、高压过滤器6和卸荷阀结构3流向机具，从而保证机具可以正常工作。
51.本实用新型另一实施例的一种石油钻机包括多种机具以及如上述实施例中所述的石油钻机的综合液压站。
52.需要说明的是，机具为石油钻机的液压装置，其中，多种机具包括井架缓冲液缸、底座缓冲液缸、钻机平移液缸、防喷器吊移液缸、液动死卡、钻杆动力钳等，在此不再赘述。其中，综合液压站的卸荷阀结构3可通过阀组4与各机具连通，从而为各机具提供作为动力的液压油。
53.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。