石油钻机起升下放双液缸同步控制系统的制作方法

本技术涉及钻采设备，具体的说是一种石油钻机起升下放双液缸同步控制系统。

背景技术：

1、随着石油钻机自动化程度的不断提高，其井架、底座的起升方式越来越多地采用液缸顶升方式。在实际应用中，受钻机井架、底座左右偏重等因素影响，钻机起升下降过程中总会出现左右液缸不同步现象，另外液压系统采用手动控制方式，传统的手动控制系统存在如下问题：

2、1、操作复杂，安全性、可靠性差。因手动阀配合动作较多，操作复杂，容易出现误操作。操作人员必须在钻台面上通过操作控制箱上的手柄实现钻机起升和下放，安全性、可靠性差。

3、2、手动操作控制，工作效率低。传统的液压同步控制系统在调整左右液缸使其同步的过程中，均采用下放伸出较快的液缸，使其与伸出较慢的液缸保持同步，这样既不节能，又增加钻机井架、底座起升的时间。

4、综上所述：传统的手动液压控制系统自动化程度低，操作复杂，安全性、可靠性差，不节能，已不能完全满足安全作业要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，可以远程操作，实时调节左右液缸伸缩速度，高效节能，保证井架、底座起升下放安全平稳。

2、为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

3、一种石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，包括左右对称安装的两个液缸，所述液缸通过与油箱相连通的供油泵获得油液，左右两侧的供油泵相串联，供油管路上安装有电比例换向阀，液缸缸体的外壁上安装有与液缸活塞相连接的液缸平衡阀和位移传感器，电比例换向阀、位移传感器和液缸平衡阀与plc控制器相连接，plc控制器分别与远程控制器和本地控制器相连接，远程控制器上安装有电比例换向阀控制按钮、同步起升/下降操作旋钮和手动/自动切换按钮。

4、优选的，所述位移传感器与位移显示器相连接，位移显示器装在远程控制器上。

5、优选的，所述电比例换向阀的阀芯中位机能为y型。

6、优选的，所述液缸与油箱的供油管路上还安装有油泵安全阀。

7、本实用新型的工作原理为：

8、以钻机井架起升过程为例进行说明。

9、1、钻机井架左右两侧同步起升：作业人员通过远程控制器上的同步起升操作旋钮，确保控制与左右两个液缸相连接的电比例换向阀同时得电，高压油经电比例换向阀、液缸平衡阀进入液缸的塞腔，电比例换向阀开口相同，左右两个液缸的活塞杆同步伸出，钻机井架左右两侧同步起升；

10、2、钻机井架起升时自动调整左右两侧液缸同步：如果井架起升过程中，反馈到plc控制器中的信号显示左侧液缸活塞杆伸出量较大，plc控制器输出控制命令，保持左侧液缸的电比例换向阀电流不变，增大右侧液缸的电比例换向阀的电流，直到右侧液缸的活塞杆伸出量与左侧液缸的活塞杆伸出量相同，进而实现钻机井架起升时自动调整左右两侧液缸同步；

11、3、钻机井架起升时手动调整左右两侧液缸同步：如果井架起升过程中左侧液缸活塞杆伸出量较大，将远程控制器上的手动/自动切换按钮切换手动状态，作业人员手动控制右侧液缸活塞伸出旋钮，直至左右两侧的液缸位移显示表的数值相同，进而实现钻机井架起升时手动调整左右两侧液缸同步；

12、4、钻机起升、下放中途停止：当钻机井架起升过程中需要中途停止或者发生紧急情况时，将远程控制器上的同步起升和下降操作旋钮回到零位，这时电比例换向阀的阀芯回到中位，因电比例换向阀的阀芯中位机能为“y”型，使得液缸平衡阀的控制油口与油箱连通，液缸平衡阀关闭，左右两侧液缸活塞杆停止运动并锁死，确保井架起升和下放过程的安全性。

13、本实用新型通过左右两侧液缸供油管路上相互串联的供油泵实现左右两侧液缸的同步伸缩，较传统的分流集流阀，同步精度更高。

14、安装在左右两侧液缸上的位移传感器与电比例换向阀配合作用，实时监测两个液缸同步性，以便作业人员及时控制活塞杆伸缩较慢的液缸的电比例换向阀的开口，使得两侧液缸活塞的伸缩量同步，操作方便，提高了钻机井架起升和下放的效率，节能效果明显。

技术特征：

1.一种石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，包括左右对称安装的两个液缸（5），其特征在于：所述液缸（5）通过与油箱（1）相连通的供油泵（3）获得油液，左右两侧的供油泵（3）相串联，供油管路上安装有电比例换向阀（4），液缸（5）缸体的外壁上安装有与液缸活塞相连接的液缸平衡阀（11）和位移传感器（9），电比例换向阀（4）、位移传感器（9）和液缸平衡阀（11）均与plc控制器（6）相连接，plc控制器（6）分别与远程控制器（8）和本地控制器（7）相连接，远程控制器（8）上安装有电比例换向阀控制按钮、同步起升/下降操作旋钮和手动/自动切换按钮。

2.根据权利要求1所述的石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，其特征在于：所述位移传感器（9）与位移显示器（10）相连接，位移显示器（10）安装在远程控制器（8）上。

3.根据权利要求1或2所述的石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，其特征在于：所述电比例换向阀（4）的阀芯中位机能为y型。

4.根据权利要求3所述的石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，其特征在于：所述液缸（5）与油箱（1）的供油管路上还安装有油泵安全阀（2）。

技术总结
本技术公开了一种石油钻机起升下放双液缸同步控制系统，包括左右对称安装的两个液缸，液缸通过与油箱相连通的供油泵获得油液，左右两侧的供油泵相串联，供油管路上安装有电比例换向阀，液缸缸体的外壁上安装有与液缸活塞相连接的液缸平衡阀和位移传感器，电比例换向阀、位移传感器和液缸平衡阀与PLC控制器相连接，PLC控制器分别与远程控制器和本地控制器相连接，远程控制器上安装有电比例换向阀控制按钮、同步起升/下降操作旋钮和手动/自动切换按钮。本技术通过左右两侧液缸供油管路上相互串联的供油泵实现左右两侧液缸的同步伸缩，可以远程操作，实时调节左右液缸伸缩速度，高效节能，保证井架、底座起升下放安全平稳。

技术研发人员：唐景文,李广东,张寒,魏孔财,梁红调,许红范
受保护的技术使用者：兰州兰石石油装备工程股份有限公司
技术研发日：20230214
技术公布日：2024/1/12