專利名稱：一種石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓系統(tǒng)，特別涉及一種應用于石油頂驅(qū)液壓系統(tǒng)油源節(jié)能控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)多是采用常規(guī)溢流閥或是電磁溢流閥控制液壓泵的工作。采用常規(guī)溢流閥，當系統(tǒng)壓力達到閥的設定壓力后系統(tǒng)開始溢流，必將造成能量損失，系統(tǒng)噪聲大。針對上述問題，如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，還有一種采用二位二通電磁閥控制先導型溢流閥的卸荷回路。當先導型溢流閥的遠控口通過二位二通電磁閥接通油箱時，此時閥的溢流壓力為溢流閥的卸荷壓力，使液壓泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥和閥回油箱，實現(xiàn)泵的卸荷。采用電磁溢流閥卸荷時系統(tǒng)需增添壓力開關(guān)或壓力變送器來控制電磁溢流閥進行卸荷，此種控制方式較前者有明顯改善，但在使用過程中，電磁鐵頻繁得電必將影響電磁鐵壽命，同時系統(tǒng)須增添壓力開關(guān)或壓力變送器來滿足使用要求，對控制也有一定程度的要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種使用壽命更長的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)；更進一步的目的是提供一種操作更加安全的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了以下技術(shù)方案一種石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，包括液壓泵，液壓泵的出口連通卸荷閥及先導式溢流閥，所述卸荷閥的進口及先導式溢流閥的進口均與液壓泵的出口連通，所述卸荷閥的進口還與液壓缸并聯(lián)。根據(jù)上述石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述卸荷閥為設置有單向閥的二位二通閥，所述單向閥的出口與二位二通閥連通，所述液壓缸并聯(lián)在單向閥與二位二通閥之間。通過在卸荷閥內(nèi)加裝單向閥，可用來防止蓄能器中的壓力油倒流。優(yōu)選的，所述二位二通閥包括彈簧腔及閥芯，所述閥芯的一端與單向閥的出口連通，所述閥芯的另一端與先導式溢流閥的遙控口連通。通過在卸荷閥內(nèi)加裝單向閥，可用來防止蓄能器中的壓力油倒流。優(yōu)選的，所述二位二通閥的兩個介質(zhì)通道分別與先導式溢流閥的遙控口及油箱連
ο優(yōu)選的，所述液壓缸與剎車裝置相連。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以在頂驅(qū)在鉆井過程中提供剎車盤所需的剎車力。根據(jù)上述石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述單向閥的輸出端并聯(lián)有蓄能器。采用蓄能器保壓，保壓過程中蓄能器能量可供在出現(xiàn)緊急事故時剎車用，保壓過程中液壓泵低壓卸荷，降低系統(tǒng)噪音，系統(tǒng)更加節(jié)能、高效。根據(jù)上述石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述液壓泵為恒壓變量泵。根據(jù)上述石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述閥芯連通單向閥的一端的端面面積大于閥芯連通先導式溢流閥的一端的端面面積。由于閥芯兩端所受的力也有不同，左端大于右端，當閥芯左端受力大于右端液壓力加彈簧力后，可推動閥芯向右移動，向系統(tǒng)提供適當?shù)膲毫?。根?jù)上述石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述液壓泵連通有油箱。通過油箱向整個系統(tǒng)提供壓力油。根據(jù)上述石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，所述先導式溢流閥的出口及卸荷閥的出口均與油箱連通。通過油箱使整個系統(tǒng)形成壓力油回路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果系統(tǒng)采用卸荷閥與溢流閥組合，在系統(tǒng)運行的整個過程中實現(xiàn)全液壓自動壓力切斷，無須電控，改善了常規(guī)采用電磁溢流閥卸荷時電磁鐵頻繁得電而造成電磁鐵易損壞的現(xiàn)狀。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記油箱一 1 ；液壓泵一2 ；卸荷閥一3 ；先導式溢流閥一4 ；單向閥一5 ；二位二通閥一6 ；蓄能器一7。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來詳細介紹本實用新型的實施方法如圖2所示，本石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)包括液壓泵2、先導式溢流閥4、帶內(nèi)置單向閥5的卸荷閥3、蓄能器7、油箱1及管路附件，液壓泵2為恒壓變量泵。液壓泵2 的吸油口經(jīng)過管路與油箱1相連，出口分為兩條支路一條與先導式溢流閥4的進口相連， 另一支路進入卸荷閥3的內(nèi)置單向閥5進口。進入先導式溢流閥4的支路油液經(jīng)過閥內(nèi)部阻尼孔進入主閥芯上端，同時進入先導閥的上腔與遙控口，遙控口與卸荷閥3的閥芯右端相連通。進入卸荷閥3的支路油液經(jīng)過內(nèi)置單向閥5后通過卸荷閥3的出口向液壓缸提供壓力油，同時這部分油液與卸荷閥3的閥芯的左端相連通。卸荷閥3彈簧腔與卸荷閥3的出口相連，經(jīng)過卸荷閥3單獨接回油箱1，這樣避免了系統(tǒng)回油背壓對閥芯產(chǎn)生的作用力， 先導式溢流閥4的回油口接回油箱1。實施例1如圖2所示，本實用新型石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，包括油箱1以及之相連的液壓泵2，液壓泵2的吸油口經(jīng)過管路與油箱1相連，液壓泵2的出口還連通卸荷閥3及先導式溢流閥4，卸荷閥3的進口及先導式溢流閥4的進口均與液壓泵2的出口連通，同時， 卸荷閥3的進口還與液壓缸并聯(lián)，先導式溢流閥4的出口及卸荷閥3的出口均與油箱1連
ο實施例2[0025]如圖2所示，本實用新型石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，包括油箱1以及之相連的液壓泵2，液壓泵2的吸油口經(jīng)過管路與油箱1相連，液壓泵2的出口還連通卸荷閥3及先導式溢流閥4，卸荷閥3的進口及先導式溢流閥4的進口均與液壓泵2的出口連通，同時， 卸荷閥3的進口還與液壓缸并聯(lián)，先導式溢流閥4的出口及卸荷閥3的出口均與油箱1連通。卸荷閥3為設置有單向閥5的二位二通閥6，二位二通閥6包括彈簧腔及閥芯，閥芯的一端與單向閥5的出口連通，閥芯的另一端與先導式溢流閥4的遙控口連通。單向閥5的出口與二位二通閥6連通，液壓缸并聯(lián)在單向閥5與二位二通閥6之間。實施例3如圖2所示，本實用新型石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，包括油箱1以及之相連的液壓泵2，液壓泵2為恒壓變量泵液壓泵2的吸油口經(jīng)過管路與油箱1相連，液壓泵2的出口還連通卸荷閥3及先導式溢流閥4，卸荷閥3的進口及先導式溢流閥4的進口均與液壓泵2的出口連通，同時，卸荷閥3的進口還與液壓缸并聯(lián)，液壓缸與剎車裝置相連，先導式溢流閥4的出口及卸荷閥3的出口均與油箱1連通。卸荷閥3為設置有單向閥5的二位二通閥6，二位二通閥6包括彈簧腔、閥芯及兩個介質(zhì)通道，閥芯的一端與單向閥5的出口連通， 閥芯的另一端與先導式溢流閥4的遙控口連通。單向閥5的出口與二位二通閥6連通，閥芯連通單向閥5的一端的端面面積大于閥芯連通先導式溢流閥4的一端的端面面積。液壓缸并聯(lián)在單向閥5與二位二通閥6之間，二位二通閥6的兩個介質(zhì)通道分別與先導式溢流閥4的遙控口及油箱1連通。本實用新型的工作過程如下當液壓缸連通的執(zhí)行元件工作時，系統(tǒng)壓力升高，壓力油液經(jīng)過先導式溢流閥4 的遙控口作用在卸荷閥3的閥芯的右端，同時，卸荷閥3內(nèi)置單向閥5作用在閥芯的左端， 由于左、右端閥芯端面存在面積差，故閥芯兩端所受的力也有不同，當閥芯左端受力大于右端液壓力加彈簧力后，閥芯向右移動，接通卸荷閥3的介質(zhì)通道，先導式溢流閥4的遙控口卸荷，這樣使得溢流閥的閥芯上下端形成壓差，溢流閥的閥口開啟，系統(tǒng)開始卸荷。系統(tǒng)在卸荷過程中，由于卸荷閥3內(nèi)單向閥5的存在，油液不會倒流，蓄能器7向系統(tǒng)供油并保持壓力，整個過程中蓄能器7的壓力一直作用在卸荷閥3主閥芯的左端，而閥芯的右端由于泵處于卸荷狀態(tài)因而壓力極低，可忽略，作用在閥芯右端主要的力為彈簧力。當液壓缸連通的執(zhí)行元件動作或泄漏，使得壓力降低至卸荷閥3的設定壓力時， 在彈簧力的作用下，主閥芯向左移動，關(guān)閉了卸荷閥3內(nèi)經(jīng)由介質(zhì)通道的油路，先導式溢流閥4的主閥芯關(guān)閉，液壓泵2恢復為蓄能器7及系統(tǒng)提供壓力。在整個泵卸荷的過程中，蓄能器7壓力始終對卸荷閥3的閥芯施加一個推力，保證溢流閥的先導油液泄油路暢通，并保證了泵能穩(wěn)定在卸荷狀態(tài)，即使回路中有泄漏使蓄能器7壓力降低，也能使液壓泵2處于持續(xù)卸荷狀態(tài)，滿足系統(tǒng)要求。當系統(tǒng)回路不工作時，液壓泵2自動處于無負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而延長了泵的使用壽命、降低系統(tǒng)發(fā)熱、提高系統(tǒng)效率。當蓄能器7充液壓力達到卸荷閥3的設定壓力時，卸荷閥3的閥芯動作，此時先導式溢流閥4的遙控口中的先導腔油液經(jīng)過卸荷閥3卸荷，先導式溢流閥4的主閥芯動作，系統(tǒng)卸荷；卸荷閥3內(nèi)裝有單向閥5，用來防止蓄能器7中的壓力油倒流。當蓄能器7中油液壓力降低到卸荷閥3設定壓差范圍時，卸荷閥3的閥芯關(guān)閉， 液壓泵2恢復向蓄能器7充液。[0033] 考慮到頂驅(qū)在鉆進過程中僅需提供剎車盤所需的剎車力，所以蓄能器7在此過程中需要長時間保壓，在卸荷時卸荷閥3的閥芯在蓄能器7壓力的推動下始終保證先導式溢流閥4先導腔壓力卸荷通路暢通，即使回路中有泄漏使蓄能器7壓力降低也能使泵持續(xù)處于卸荷狀態(tài)，直至卸荷閥3設定的最低工作壓力。卸荷閥3的彈簧腔單獨接回油箱1，避免了系統(tǒng)回油路上有壓力波動而造成的閥芯不穩(wěn)定狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，包括液壓泵，其特征在于所述液壓泵的出口連通卸荷閥及先導式溢流閥，所述卸荷閥的進口及先導式溢流閥的進口均與液壓泵的出口連通，所述卸荷閥的進口還與液壓缸并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述卸荷閥為設置有單向閥的二位二通閥，所述單向閥的出口與二位二通閥連通，所述液壓缸并聯(lián)在單向閥與二位二通閥之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述二位二通閥包括彈簧腔及閥芯，所述閥芯的一端與單向閥的出口連通，所述閥芯的另一端與先導式溢流閥的遙控口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述二位二通閥的兩個介質(zhì)通道分別與先導式溢流閥的遙控口及油箱連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述液壓缸與剎車裝置相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述單向閥的輸出端并聯(lián)有蓄能器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述液壓泵為恒壓變量泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一權(quán)利要求所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述閥芯連通單向閥的一端的端面面積大于閥芯連通先導式溢流閥的一端的端面面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述液壓泵連通有油箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，其特征在于所述先導式溢流閥的出口及卸荷閥的出口均與油箱連通。
專利摘要本實用新型涉及一種石油頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)，包括液壓泵，液壓泵的出口連通卸荷閥及先導式溢流閥，所述卸荷閥的進口及先導式溢流閥的進口均與液壓泵的出口連通，所述卸荷閥的進口還與液壓缸并聯(lián)；系統(tǒng)采用卸荷閥與溢流閥組合，在系統(tǒng)運行的整個過程中實現(xiàn)全液壓自動壓力切斷，無須電控，改善了常規(guī)采用電磁溢流閥卸荷時電磁鐵頻繁得電而造成電磁鐵易損壞的現(xiàn)狀。
文檔編號E21B4/02GK202227978SQ20112035260
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者周文會, 張文杰, 王翌 申請人:四川宏華石油設備有限公司