液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆的制造方法
【專利摘要】一種液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，包括液壓油源系統(tǒng)，與液壓油源系統(tǒng)連接的液壓海水高壓泵以及連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)，連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)包括連續(xù)管，夾持連續(xù)管并對連續(xù)管進(jìn)行推拉的連續(xù)管液壓投入器、控制單元和連續(xù)管方向器，連續(xù)管方向器由液壓轉(zhuǎn)向器和安裝在連續(xù)管前端的液壓擺動油缸以及導(dǎo)向板組成。本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，采用液壓高壓空化射流技術(shù)，將液壓高壓海水泵輸出高壓的海水通過加裝在連續(xù)管端部的空化射流噴嘴產(chǎn)生射流沖擊力在泥里掘進(jìn)，鋼管隨動跟進(jìn)，在泥里鉆孔。利用柔性鋼管的連續(xù)性和彎曲性，在空化射流噴嘴的后面安裝一個液壓擺動油缸及導(dǎo)向板，用來進(jìn)行方向控制，最后實現(xiàn)水平鉆孔帶彎曲弧度的鉆進(jìn)功能。
【專利說明】液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋水下水平鉆孔以及水下管道清洗專用設(shè)備，尤其涉及一種液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]沉船打撈是海難救助工程中工作很大的一項工程，而打撈沉船的關(guān)鍵技術(shù)之一是在沉船下穿鋼絲繩。但是，目前國內(nèi)的三大海上救助打撈局的技術(shù)水平仍停留在人工穿孔階段，而這傳統(tǒng)的方式既耗時又耗人力物力，且由于潛水員長期在水下工作，所以對潛水員的生命安全也構(gòu)成了巨大威脅。為了提高打撈效率和安全性，迫切需要研制水下新型水平鉆機(jī)，用機(jī)械手段來替代人工手段，從而可大大提高現(xiàn)有的打撈技術(shù)水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供了 一種采用液壓驅(qū)動的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)。
[0004]本發(fā)明為解決這一問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，包括液壓油源系統(tǒng)，與液壓油源系統(tǒng)連接的液壓海水高壓泵以及連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于:a、液壓高壓海水泵為液壓油缸驅(qū)動的往復(fù)式活塞泵，采用液控往復(fù)器進(jìn)行控制液壓油缸的連續(xù)往復(fù)運(yùn)動；往復(fù)式活塞泵采用能耐海水腐蝕的雙相不銹鋼鋼管或者陶瓷缸套山、連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)包括連續(xù)管，連續(xù)管液壓卷筒，推拉連續(xù)管的連續(xù)管液壓投入器和控制連續(xù)管掘進(jìn)方向的液壓方向器控制單元；連續(xù)管采用不銹鋼的柔性鋼管；連續(xù)管液壓卷筒采用液壓馬達(dá)驅(qū)動方式，在連續(xù)管液壓卷筒主軸上裝有回轉(zhuǎn)接頭，將連續(xù)管里的高壓水以及控制液壓擺動油缸的控制管線與外部的液壓海水高壓泵的供水管和液壓轉(zhuǎn)向器的控制油管連接；連續(xù)管液壓投入器滾動連接在投入器滑軌上，由一只液壓油缸推拉，控制其收放連續(xù)管時的工作位置，在連續(xù)管液壓投入器的主軸上裝有滑軌角度編碼器，用于感知連續(xù)管收放的長度；c、液壓方向器控制單元由安裝液壓轉(zhuǎn)向器和安裝在連續(xù)管前端的液壓擺動油缸以及導(dǎo)向板組成，在導(dǎo)向板上方安裝有空化射流噴嘴，在液壓轉(zhuǎn)向器操作輪上裝有角度編碼器，能檢測液壓轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn)角度。液壓轉(zhuǎn)向器通過連續(xù)管內(nèi)部設(shè)置的油管管線直接控制液壓擺動油缸運(yùn)動，液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)動與液壓擺動油缸的轉(zhuǎn)動是按照固定的排量比傳遞，因此感知液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)角就等于知道了液壓擺動油缸的轉(zhuǎn)角，液壓擺動油缸的正反向旋轉(zhuǎn)帶動導(dǎo)向板的正反旋轉(zhuǎn)，控制鉆機(jī)的掘進(jìn)方向。
[0005]該鉆機(jī)采用手動加電動的控制方式，電動控制用于調(diào)整投入器滑軌角度的液壓油缸，以及電動控制投入器的推拉工作狀態(tài)和連續(xù)管的收放工作狀態(tài)；手動控制就是人工操作液壓轉(zhuǎn)向器，控制水平鉆機(jī)的掘進(jìn)方向；并將滑軌角度編碼器、投入器記長角度編碼器、液壓轉(zhuǎn)向器工作角度編碼器以及各種位置傳感器以及操作開關(guān)的數(shù)據(jù)采集到可編程控制器經(jīng)過處理后上傳給工業(yè)電腦進(jìn)行計算產(chǎn)生圖形曲線，直觀地表達(dá)鉆機(jī)的工作狀態(tài)以及掌握鉆機(jī)的工作效果。
[0006]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，采用液壓高壓空化射流技術(shù)，將液壓高壓海水泵輸出高壓的海水通過加裝在連續(xù)管端部的空化射流噴嘴產(chǎn)生射流沖擊力在泥里掘進(jìn)，連續(xù)管液壓投入器采用液壓鏈條投送的方式對連續(xù)管產(chǎn)生幾噸的推力或拉力，將鋼管隨動跟進(jìn)，在泥里鉆孔。利用柔性鋼管的連續(xù)性和彎曲性，在空化射流噴嘴的后面安裝一個液壓擺動油缸及導(dǎo)向板，用來進(jìn)行方向控制，最后實現(xiàn)水平鉆孔帶彎曲弧度的鉆進(jìn)功能。由于液壓擺動油缸和導(dǎo)向板是在水下泥里作業(yè)，一般都需要專用的反饋系統(tǒng)來判別鉆機(jī)的掘進(jìn)方向。本發(fā)明無須任何傳感器或者反饋系統(tǒng)就可以在鉆機(jī)的操作工作臺上，通過對液壓轉(zhuǎn)向器的操作把握導(dǎo)向板的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度，通過轉(zhuǎn)向器本身計量馬達(dá)和隨動閥實現(xiàn)步進(jìn)控制和同步控制。用液壓轉(zhuǎn)向器控制液壓擺動油缸的擺動角度，是通過液壓轉(zhuǎn)向器的幾何排量和液壓擺動馬達(dá)的幾何排量的固定比，實現(xiàn)確定液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)動角度就可以確定液壓擺動油缸的轉(zhuǎn)動角度，同時也確定了兩者的旋轉(zhuǎn)方向。這樣，就徹底解決了人工操作方式鉆機(jī)的掘進(jìn)方向問題。
[0007]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的液壓油源系統(tǒng)和液壓海水高壓泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的投入器滑軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中主要部件符號說明:
1:連續(xù)管液壓卷筒 2:連續(xù)管
3:連續(xù)管液壓投入器 4:液壓擺動油缸
5:導(dǎo)向板6:空化射流噴嘴
7:投入器滑軌8:液壓油缸
9:滑軌底盤10:滑軌角度編碼器
11:液壓油源系統(tǒng)12:液壓高壓海水泵
13:海水泵出水管。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)做進(jìn)一步說明，附圖中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件采用了相同的標(biāo)號。下述各實施例僅用于說明本發(fā)明而并非對本發(fā)明的限制。
[0010]圖1是本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的液壓油源系統(tǒng)和液壓海水高壓泵的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，包括液壓油源系統(tǒng)11，與液壓油源系統(tǒng)11連接的液壓海水高壓泵12以及與液壓海水高壓泵12的海水泵出水管13連接的連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)。
[0011]液壓油源系統(tǒng)的電機(jī)，交流電380V，轉(zhuǎn)速是1440RPM。油泵為液壓柱塞泵，液壓油箱為上蓋防水型的，裝有吸油過濾器和回油過濾器。
[0012]液壓海水高壓泵具有三檔流量和壓力設(shè)置，此設(shè)計為一泵三用，即一個泵變?nèi)齻€栗。[0013]連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)包括連續(xù)管2，連續(xù)管液壓卷筒1，推拉連續(xù)管2的連續(xù)管液壓投入器3和控制連續(xù)管掘進(jìn)方向的液壓方向器控制單元；連續(xù)管液壓投入器3設(shè)置在投入器滑軌上。連續(xù)管采用316L不銹鋼柔性鋼管，連續(xù)管液壓卷筒I采用液壓馬達(dá)驅(qū)動，連續(xù)管2前端的導(dǎo)向板5上裝有空化射流噴嘴6。
[0014]連續(xù)管液壓投入器3采用油缸調(diào)整鏈條的張緊度對連續(xù)管2進(jìn)行加持，采用雙液壓馬達(dá)齒輪同步的方式對連續(xù)管2進(jìn)行推拉。投入器滑軌包括在一個水平設(shè)置的滑軌底盤上和安裝在滑軌底盤9上的導(dǎo)軌，滑軌底盤上設(shè)置有調(diào)整導(dǎo)軌角度的液壓油缸8 ;導(dǎo)軌的一端與液壓油缸連接，另一端與滑軌底盤連接處設(shè)置有滑軌角度編碼器10。投入器安裝在導(dǎo)軌上，由液壓油缸牽引，控制液壓油缸的伸縮，能推動投入器在導(dǎo)軌上前后移動。導(dǎo)軌與滑軌底盤絞軸式連接，角度可調(diào)。
[0015]在卷筒主軸上裝有回轉(zhuǎn)接頭，將連續(xù)管里的高壓水以及控制液壓擺動油缸的控制管線與外部的液壓海水高壓泵的供水管和液壓轉(zhuǎn)向器的控制油管連接；液壓轉(zhuǎn)向器通過連續(xù)管內(nèi)部設(shè)置的油管管線直接控制液壓擺動油缸運(yùn)動，液壓擺動油缸的正反向旋轉(zhuǎn)帶動導(dǎo)向板的旋轉(zhuǎn)方向，從而控制鉆機(jī)的掘進(jìn)方向。
[0016]由于液壓擺動油缸和導(dǎo)向板是在水下泥里作業(yè)，一般都需要專用的反饋系統(tǒng)來判別鉆機(jī)的掘進(jìn)方向。本發(fā)明無須任何傳感器或者反饋系統(tǒng)就可以在鉆機(jī)的操作工作臺上，通過對液壓轉(zhuǎn)向器的操作把握導(dǎo)向板的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度，通過轉(zhuǎn)向器本身計量馬達(dá)和隨動閥實現(xiàn)步進(jìn)控制和同步控制。用液壓轉(zhuǎn)向器控制液壓擺動油缸的擺動角度，是通過液壓轉(zhuǎn)向器的幾何排量和液壓擺動馬達(dá)的幾何排量的固定比，實現(xiàn)確定液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)動角度就可以確定液壓擺動油缸的轉(zhuǎn)動角度，同時也確定了兩者的旋轉(zhuǎn)方向。這樣，就徹底解決了人工操作方式鉆機(jī)的掘進(jìn)方向問題。
[0017]本發(fā)明的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，采用液壓高壓空化射流技術(shù)，將液壓高壓海水泵輸出高壓的海水通過加裝在連續(xù)管端部的空化射流噴嘴產(chǎn)生射流沖擊力在泥里掘進(jìn)，連續(xù)管液壓投入器采用液壓鏈條投送的方式對連續(xù)管產(chǎn)生幾噸的推力或拉力，將鋼管隨動跟進(jìn)，在泥里鉆孔。利用柔性鋼管的連續(xù)性和彎曲性，在空化射流噴嘴的后面安裝一個液壓擺動油缸及導(dǎo)向板，用來進(jìn)行方向控制，最后實現(xiàn)水平鉆孔帶彎曲弧度的鉆進(jìn)功能。
[0018]該鉆機(jī)采用手動加電動的控制方式，電動控制用于調(diào)整投入器滑軌角度的液壓油缸，以及電動控制投入器的推拉工作狀態(tài)和連續(xù)管的收放工作狀態(tài)；手動控制就是人工操作液壓轉(zhuǎn)向器，控制水平鉆機(jī)的掘進(jìn)方向。并將滑軌角度編碼器、投入器記長角度編碼器、液壓轉(zhuǎn)向器工作角度編碼器以及各種位置傳感器以及操作開關(guān)的數(shù)據(jù)采集到可編程控制器經(jīng)過處理后上傳給工業(yè)電腦進(jìn)行計算產(chǎn)生圖形曲線，這樣能直觀表達(dá)鉆機(jī)的工作狀態(tài)以及掌握鉆機(jī)的工作效果。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，包括液壓油源系統(tǒng)，與液壓油源系統(tǒng)連接的液壓海水高壓泵以及連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于:a、液壓高壓海水泵為液壓油缸驅(qū)動的往復(fù)式活塞泵，采用液控往復(fù)器進(jìn)行控制液壓油缸的連續(xù)往復(fù)運(yùn)動；往復(fù)式活塞泵采用能耐海水腐蝕的雙相不銹鋼鋼管或者陶瓷缸套山、連續(xù)管掘進(jìn)系統(tǒng)包括連續(xù)管，連續(xù)管液壓卷筒，推拉連續(xù)管的連續(xù)管液壓投入器和控制連續(xù)管掘進(jìn)方向的液壓方向器控制單元；連續(xù)管采用不銹鋼的柔性鋼管；連續(xù)管液壓卷筒采用液壓馬達(dá)驅(qū)動方式，在連續(xù)管液壓卷筒主軸上裝有回轉(zhuǎn)接頭，將連續(xù)管里的高壓水以及控制液壓擺動油缸的控制管線與外部的液壓海水高壓泵的供水管和液壓轉(zhuǎn)向器的控制油管連接；連續(xù)管液壓投入器滾動連接在投入器滑軌上，由一只液壓油缸推拉，控制其收放連續(xù)管時的工作位置，在連續(xù)管液壓投入器的主軸上裝有滑軌角度編碼器，用于感知連續(xù)管收放的長度；c、液壓方向器控制單元由安裝液壓轉(zhuǎn)向器和安裝在連續(xù)管前端的液壓擺動油缸以及導(dǎo)向板組成，在導(dǎo)向板上方安裝有空化射流噴嘴，在液壓轉(zhuǎn)向器操作輪上裝有角度編碼器，能檢測液壓轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn)角度；液壓轉(zhuǎn)向器通過連續(xù)管內(nèi)部設(shè)置的油管管線直接控制液壓擺動油缸運(yùn)動，液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)動與液壓擺動油缸的轉(zhuǎn)動是按照固定的排量比傳遞，感知液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)角就得到了液壓擺動油缸的轉(zhuǎn)角，液壓擺動油缸的正反向旋轉(zhuǎn)帶動導(dǎo)向板的正反旋轉(zhuǎn)，控制鉆機(jī)的掘進(jìn)方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓連續(xù)柔性鋼管水平鉆機(jī)，其特征在于:該鉆機(jī)采用手動加電動的控制方式，電動控制用于調(diào)整投入器滑軌角度的液壓油缸，以及電動控制投入器的推拉工作狀態(tài)和連續(xù)管的收放工作狀態(tài)；手動控制就是人工操作液壓轉(zhuǎn)向器，控制水平鉆機(jī)的掘進(jìn)方向；并將滑軌角度編碼器、投入器記長角度編碼器、液壓轉(zhuǎn)向器工作角度編碼器以及各種位置傳感器以及操作開關(guān)的數(shù)據(jù)采集到可編程控制器經(jīng)過處理后上傳給工業(yè)電腦進(jìn)行計算產(chǎn)生圖形曲線，直觀地表達(dá)鉆機(jī)的工作狀態(tài)以及掌握鉆機(jī)的工作效果。
【文檔編號】E21B7/12GK103696691SQ201410005728
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】劉瑩 申請人:天津市海雅實業(yè)有限公司