一种全液压钻机悬重控制阀组 |
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| 申请号 | CN201610152437.6 | 申请日 | 2016-03-17 | 公开(公告)号 | CN105715604A | 公开(公告)日 | 2016-06-29 |
| 申请人 | 南阳二机石油装备集团股份有限公司; | 发明人 | 沈晓博; 张江河; 张金能; 马进生; 韩小启; 刘海伟; 华丹丹; 马向南; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种全液压钻机悬重控制 阀 组，包括阀 块 本体，所述阀块本体前端设有电磁换向阀，两侧分别设有电控换向阀、高压溢流阀及平衡阀，顶部分别设有电磁比例溢流阀和 单向阀 ，底部分别设有两通阀和盖板阀，所述 控制阀 组安装在提升下压 液压缸 的无杆腔进油口B0，通过一系列操作实现钻具的提升、下放、下压、悬重及 刹车 等功能。与 现有技术 相比，本发明结构简单，设计合理，创新性的将常规用管线连接的油路，改为利用一阀块本体连接多个板式阀、插装阀，避免了管线长期裸露在外，连接点漏油等状况，在大井深作业时，既满足浅层钻进时的下压要求，还可以实现深层钻进时的悬重。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种全液压钻机悬重控制阀组，其特征在于：包括阀块本体及电液控装置，所述阀块本体前端设有电磁换向阀，两侧分别设有两位四通电控换向阀、高压溢流阀及平衡阀，顶部分别设有电磁比例溢流阀和单向阀，底部分别设有两通阀和盖板阀，所述电磁换向阀、两位四通电控换向阀、高压溢流阀、平衡阀、电磁比例溢流阀、单向阀、两通阀及盖板阀均由所述电液控装置控制，所述阀块本体安装在提升下压无杆腔液压缸B0口，且所述阀块本体具有A口和B口，所述A口和所述B口连接控制阀片中位机能均采用O型，所述A口还连接有有杆腔液压缸A0口，所述B口与无杆腔液压缸B0口相连，所述B口处还设有所述高压溢流阀；所述控制阀组在工作时包括提升钻具油路、下放钻具油路、下压钻柱油路、悬重钻柱油路及刹车油路，上述油路是通过以下流程来体现的： |
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| 说明书全文 | 一种全液压钻机悬重控制阀组技术领域背景技术[0002] 在石油钻机设备领域，提升系统是钻机的核心，主要用于起下钻具、下套管以及钻进过程中控制钻压，送进钻具，而全液压钻机主要采用液压缸作为提升系统的执行机构，所以提升下压液压缸的悬重控制尤为重要。钻柱重量过大，对地层施加的压力也就过大，钻头无法钻进，这种情况就需要实现悬重，目前行业内液压缸式提升系统，液压缸油口只是安装单向平衡阀，实现了下放过程的平稳和刹车功能，但未能实现深层钻进时的悬重控制；液压系统中管线长期裸露在外容易老化，同时管线容易受到碰撞损坏，连接点易发生泄漏；同时实际工作中，劳动环境比较差容易造成悬重控制的损坏。 发明内容[0004] 为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种全液压钻机悬重控制阀组，包括阀块本体及电液控装置，所述阀块本体前端设有电磁换向阀，两侧分别设有两位四通电控换向阀、高压溢流阀及平衡阀，顶部分别设有电磁比例溢流阀和单向阀，底部分别设有两通阀和盖板阀，所述电磁换向阀、两位四通电控换向阀、高压溢流阀、平衡阀、电磁比例溢流阀、单向阀、两通阀及盖板阀均由所述电液控装置控制，所述阀块本体安装在提升下压无杆腔液压缸B0口，且所述阀块本体具有A口和B口，所述A口和所述B口连接控制阀片中位机能均采用O型，所述A口还连接有有杆腔液压缸A0口，所述B口与无杆腔液压缸B0口相连，所述B口处还设有所述高压溢流阀；所述全液压钻机悬重控制阀组在工作时包括提升钻具油路、下放钻具油路、下压钻柱油路、悬重钻柱油路及刹车油路，上述油路是通过以下流程来体现的： 1）提升钻具油路：高压油从控制阀组B口进入，经过单向阀（CT8）到达提升下压无杆腔液压缸B0口，有杆腔的液压油从有杆腔液压缸A0口通过A口回到油箱； 2）下放钻具油路：高压油从控制阀组A口到达有杆腔液压缸A0口，同时给定控制信号打开平衡阀（CT7）和两通阀（CT9），无杆腔液压缸B0口的液压油通过平衡阀和两通阀回到油箱； 3）下压钻柱油路：钻机浅层钻进时，在钻柱下放到位后，先通过称重口Mb进行称重，再在A口继续进油施加压力。 [0005] 4）悬重钻柱油路：钻机深层钻进时，先将钻柱微量提升通过称重口Mb进行称重，然后控制手柄回中位，B0口到B口之间断开，打开悬重开关（CT5）实现提升下压有杆腔液压缸和无杆腔液压缸的导通，在通路上设置的所述高压溢流阀（CT4）调整无杆腔液压缸压力，溢流流量回到有杆腔液压缸对其补油，多余流量从两通阀（CT9）回到油箱；5）刹车油路：提升或下放钻柱过程中，控制阀组回中位时，平衡阀不打开，液压缸两个腔室均无液压油进出，液压缸锁止；当液压管线爆裂或碰撞损坏而导致突发油源切断时，液压缸锁止。 [0007] 所述悬重控制阀组上设有提升系统额定载荷。 [0008] 本发明在实际工作时，高压油从控制阀组B口进入，经过单向阀（CT8）到达提升下压无杆腔液压缸B0口，有杆腔的液压油从有杆腔液压缸A0口通过A口回到油箱，实现提升钻柱；高压油从控制阀组A口到达有杆腔液压缸A0口，同时给定控制信号打开平衡阀（CT7）和两通阀（CT9），无杆腔液压缸B0口的液压油通过平衡阀和两通阀回到油箱，当该回路中的平衡阀感应到A0口压力减小时，平衡阀会自动较小开度或关闭，实现回油节流；当A0口压力油供应不及时可通过单向阀（CT8）对A0口补油，实现下放钻柱；钻机浅层钻进时，在钻柱下放到位后，先通过称重口Mb进行称重，再在A口继续进油施加压力，弥补钻压的不足；对于钻压的调整可以调整A口进油压力，实现对钻柱的下压；钻机深层钻进时，先将钻柱微量提升通过称重口Mb进行称重，然后控制手柄回中位，B0口到B口之间断开，打开悬重开关（CT5）实现提升下压有杆腔液压缸和无杆腔液压缸的导通，在通路上设置的所述高压溢流阀（CT4）调整无杆腔液压缸压力，溢流流量回到有杆腔液压缸对其补油，多余流量从两通阀（CT9）回到油箱，实现钻柱的悬重；当提升或下放钻柱过程中，控制阀组回中位时，平衡阀不打开，液压缸两个腔室均无液压油进出，或者当液压管线爆裂或碰撞损坏而导致突发油源切断时，实现液压缸的锁止。 [0009] 本发明通过板式阀、插装阀的应用，阀组高度集成，结构紧凑，将管路连接尽可能的转化为阀块内部油道，减少了管线的连接，避免了常见液压系统中管线长期裸露在外容易老化，同时管线容易受到碰撞损坏，连接点易发生泄漏的状况；所述同时B口设有的高压溢流阀（CT11）防止系统过载提升；当A0口压力油供应不及时可通过单向阀（CT8）对A0口补油，能实现钻具下放过程的平稳，避免失速。 [0010] 本发明采用电控盒液控相结合的方式，易于实现自动化控制，现场现在越来越重视司钻劳动环境的改善，通过电液控制方式我们可以将悬重阀组控制搬到司钻房或者远程监视遥控，同时，通过软件编程可以与其它机构或功能互锁，提高其操作性；所述阀块体采用表面亚光镀镍处理，防腐性能高；所述悬重控制阀组上设有的提升系统额定载荷，避免超载作业引发安全事故。 [0011] 与现有技术相比，本发明结构简单，设计合理，创新性的将常规用管线连接的油路，改为利用一阀块本体连接多个板式阀、插装阀，避免了管线长期裸露在外，连接点漏油等状况，在大井深作业时，既满足浅层钻进时的下压要求，还可以实现深层钻进时的悬重。附图说明 [0012] 下面根据附图及实施例，对本发明的结构和特征作进一步描述。 [0013] 图1是本发明的结构示意图。 [0014] 图2是图1的左视结构示意图。 [0015] 图3是本发明的工作原理示意图。 [0016] 附图1、图2及图3中，1.阻尼，2.两位四通电控换向阀，3.平衡阀，4.阀块本体，5.盖板阀，6.两通阀，7.单向阀，8.高压溢流阀， 9.电磁比例溢流阀，10.电磁换向阀。 具体实施方式[0017] 参看附图1、图2及图3中，一种全液压钻机悬重控制阀组，包括阀块本体4，所述阀块本体4前端设有电磁换向阀10，两侧分别设有两位四通电控换向阀2、高压溢流阀8及平衡阀3，顶部分别设有电磁比例溢流阀9和单向阀7，底部分别设有两通阀6和盖板阀5，所述电磁换向阀10、两位四通电控换向阀2、高压溢流阀8、平衡阀3、电磁比例溢流阀9、单向阀7、两通阀6及盖板阀5均由所述电液控装置控制，所述阀块本体4安装在提升下压无杆腔液压缸B0口，且所述阀块本体4具有A口和B口，所述A口和所述B口连接控制阀片中位机能均采用O型，所述A口还连接有有杆腔液压缸A0口，所述B口与无杆腔液压缸B0口相连，所述B口处还设有所述高压溢流阀8；本发明在实际工作时，高压油从控制阀组B口进入，经过单向阀（CT8）到达提升下压无杆腔液压缸B0口，有杆腔的液压油从有杆腔液压缸A0口通过A口回到油箱，实现提升钻柱； 高压油从控制阀组A口到达有杆腔液压缸A0口，同时给定控制信号打开平衡阀（CT7）和两通阀（CT9），无杆腔液压缸B0口的液压油通过平衡阀和两通阀回到油箱，当该回路中的平衡阀感应到A0口压力减小时，平衡阀会自动较小开度或关闭，实现回油节流；当A0口压力油供应不及时可通过单向阀（CT8）对A0口补油，实现下放钻柱；钻机浅层钻进时，在钻柱下放到位后，先通过称重口Mb进行称重，再在A口继续进油施加压力，弥补钻压的不足；对于钻压的调整可以调整A口进油压力，实现对钻柱的下压；钻机深层钻进时，先将钻柱微量提升通过称重口Mb进行称重，然后控制手柄回中位，B0口到B口之间断开，打开悬重开关（CT5）实现提升下压有杆腔液压缸和无杆腔液压缸的导通，在通路上设置的所述高压溢流阀（CT4）调整无杆腔液压缸压力，溢流流量回到有杆腔液压缸对其补油，多余流量从两通阀（CT9）回到油箱，实现钻柱的悬重；当提升或下放钻柱过程中，控制阀组回中位时，平衡阀不打开，液压缸两个腔室均无液压油进出，或者当液压管线爆裂或碰撞损坏而导致突发油源切断时，实现液压缸的锁止。 [0018] 优选的是，所述阀块本体4表面采用亚光镀镍处理。 [0019] 所述悬重控制阀组上设有提升系统额定载荷。 [0020] 所述悬重控制阀组还包括电控装置，所述电磁换向阀、两位四通电控换向阀及电磁比例溢流阀均与所述电控装置相连。 [0021] 本发明通过板式阀、插装阀的应用，阀组高度集成，结构紧凑，将管路连接尽可能的转化为阀块内部油道，减少了管线的连接，避免了常见液压系统中管线长期裸露在外容易老化，同时管线容易受到碰撞损坏，连接点易发生泄漏的状况；所述同时B口设有的高压溢流阀（CT11）防止系统过载提升；当A0口压力油供应不及时可通过单向阀（CT8）对A0口补油，能实现钻具下放过程的平稳，避免失速。 [0022] 本发明采用电控和液控相结合的方式，易于实现自动化控制，现场现在越来越重视司钻劳动环境的改善，通过电液控制方式我们可以将悬重阀组控制搬到司钻房或者远程监视遥控，同时，通过软件编程可以与其它机构或功能互锁，提高其操作性；所述阀块体采用表面亚光镀镍处理，防腐性能高；所述悬重控制阀组上设有的提升系统额定载荷，避免超载作业引发安全事故。 [0023] 本发明结构简单，设计合理，创新性的将常规用管线连接的油路，改为利用一阀块本体连接多个板式阀、插装阀，避免了管线长期裸露在外，连接点漏油等状况，在大井深作业时，既满足浅层钻进时的下压要求，还可以实现深层钻进时的悬重。 |
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