油田鉆機及其支腿調平系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了油田鉆機及其支腿調平系統，能夠提高調平的精度和效率。所述支腿調平系統包括與各支腿對應設置的垂直油缸以及與各所述垂直油缸的伸縮油路連通的控制閥，所述支腿調平系統還包括與所述控制閥信號連接的控制器和與所述控制器信號連接的水平角度傳感器，所述水平角度傳感器用于檢測各所述支腿支撐的平面與水平面的夾角，所述控制器根據所述夾角控制所述控制閥，以縮回偏高一側的所述垂直油缸。本實用新型以檢測的夾角為參照，精準地得出支腿的水平狀態，并根據夾角的大小控制偏高一側的垂直油缸縮回，避免了人工調平的隨意性，提高了調平精度和效率。
【專利說明】油田鉆機及其支腿調平系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液壓機械【技術領域】，特別是涉及一種油田鉆機的支腿調平系統。本實用新型還涉及一種具有上述支腿調平系統的油田鉆機。
【背景技術】
[0002]油田鉆機在進行鉆井時，要求整車處于水平狀態，否則會發生井眼傾斜、井口報廢。現有的油田鉆機具有用于支撐的支腿，所述支腿通常由鋼板材料拼焊成箱型結構，由于支腿對整車具有支撐作用，故要使得整車處于水平狀態就需要對支腿進行調平。支腿的端部安裝有垂直油缸，在鉆井作業之前，需要垂直油缸伸出，以便支撐油田鉆機離開地面，使得輪胎離地，從而進行支腿的調平。
[0003]請參考圖1和圖2，圖1為現有技術中油田鉆機的支腿調節系統一種設置方式的結構示意圖；圖2為現有技術中油田鉆機的支腿調節系統另一種設置方式的結構示意圖。
[0004]現有技術中的一種支腿調平系統采用手動多路閥控制支腿伸縮，包括驅動支腿垂直運動的垂直油缸I’和驅動支腿水平伸縮的水平油缸2’，液壓泵4’從液壓油箱5’中吸油，然后通過多路閥3’與垂直油缸I’和水平油缸2’連通，進而通過多路閥3’調節兩個油缸的伸縮，以實現支腿的調節，完成整車作業前的調平。
[0005]如圖1所示，多路閥3’包括右后油缸選擇閥7’、右前油缸選擇閥8’、左前油缸選擇閥9’、左后油缸選擇閥10’和油缸伸縮閥11’ ；在調平作業前，一般先將右后油缸選擇閥7’、右前油缸選擇閥8’、左前油缸選擇閥9’和左后油缸選擇閥10’選擇到水平油缸位置，然后通過油缸伸縮閥11’將水平油缸2’全部伸出到最大行程，將支腿水平向外伸展；接著，將右后油缸選擇閥7’、右前油缸選擇閥8’、左前油缸選擇閥9’和左后油缸選擇閥10’選擇到垂直油缸位置，通過油缸伸縮閥11’將垂直油缸I’全部伸出到最大行程，為調平做好準備。
[0006]現有技術中的油田鉆機還包括水平儀6’，水平儀6’用于檢測整車的水平狀況，判斷整車的傾斜度；例如，當水平儀6’顯示整車處于向右傾斜時，說明左側的輪胎離地較高，將左前油缸選擇閥9’和左后油缸選擇閥10’打到垂直油缸位，然后通過油缸伸縮閥11’將左側的垂直油缸縮回一部分，在縮回的同時觀察水平儀6’，從而判斷整車是否處于水平狀態；同理，當水平儀6’顯示整車向左傾斜時，將右后油缸選擇閥V和右前油缸選擇閥8，打到垂直油缸位，調節右側的垂直油缸，直至整車處于水平狀態。
[0007]如圖2所示，現有技術中還提供了另一種支腿調平系統，采用電控支腿伸縮回路，在液壓泵4’與垂直油缸I’和水平油缸2’的連通油路上設有左前水平伸縮閥12’、左前垂直伸縮閥13’、右前水平伸縮閥14’、右前垂直伸縮閥15’、左后水平伸縮閥16’、左后垂直伸縮閥17’、右后水平伸縮閥18’、右后垂直伸縮閥19’，上述伸縮閥分別用于控制左前水平油缸、左前垂直油缸、右前水平油缸、右前垂直油缸、左后水平油缸、左后垂直油缸、右后水平油缸和右后垂直油缸的伸縮；在調平作業前，也是通過控制與水平油缸2’對應的控制閥，使得相應的控制閥得電，以便將全部的水平油缸2’伸出到最大行程，使與垂直油缸I’對應的控制閥得電，將全部的垂直油缸I’伸出到最大行程；然后根據水平儀6’的顯示調節相應的垂直油缸，直至整車處于水平狀態。
[0008]在上述調節過程中，整車處于水平狀態的標準完全依靠操作人員通過觀察水平儀6’進行判斷，存在較大的人為操作誤差；調平操作需要反復的進行，操作過程較為復雜，在較大程度上增加了操作人員的工作強度；由于調平需要反復多次進行，故增加了作業前的準備時間，從整體上降低了工作效率。
[0009]因此，如何設置一種油田鉆機的支腿調平系統及方法，以提高調平的精度和效率，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的是提供一種油田鉆機的支腿調平系統，能夠提高調平的精度和效率。
[0011]本實用新型的另一目的是提供一種具有上述支腿調平系統的油田鉆機。
[0012]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種油田鉆機的支腿調平系統，包括與各支腿對應設置的垂直油缸以及與各所述垂直油缸的伸縮油路連通的控制閥，所述支腿調平系統還包括與所述控制閥信號連接的控制器和與所述控制器信號連接的水平角度傳感器，所述水平角度傳感器用于檢測各所述支腿支撐形成的平面與水平面的夾角，所述控制器根據所述夾角控制所述控制閥，以縮回偏高一側的所述垂直油缸。
[0013]本實用新型的支腿調平系統設有水平角度傳感器，能夠檢測各個支腿形成的平面與水平面之間的夾角，并將夾角信號傳遞給控制器，以便控制器能夠對控制閥發出指令，進而通過控制閥控制偏高一側的垂直油缸縮回，以調整支腿的水平狀態；整個支腿的調平過程通過控制器和水平角度傳感器自動完成，避免了人工操作誤差，使得調平作業更加精準、高效，提高了鉆井作業的成功率。
[0014]優選地，所述控制閥為手電一體式多路閥，所述控制閥的各個換向聯閥對應設置在各所述垂直油缸的伸縮油路上，各所述換向聯閥具有進油口和回油口，當所述換向聯閥處于第一工作位時，所述進油口和回油口分別與對應的所述垂直油缸的有桿腔和無桿腔連通，當所述換向聯閥處于第二工作位時，所述進油口和回油口分別與對應的所述垂直油缸的無桿腔和有桿腔連通，所述換向聯閥的控制端設有切換所述第一工作位和第二工作位的電磁閥或者操作手柄。
[0015]控制閥可以采用手電一體式多路閥，在調平過程中，如果電磁閥發生故障，則可以通過操作手柄控制所述控制閥進行工作，以完成垂直油缸的伸縮，實現支腿調平，從而保證鉆井作業的正常進行。
[0016]優選地，所述電磁閥包括分別將其切換到所述第一工作位和第二工作位的第一電磁閥和第二電磁閥。
[0017]優選地，所述支腿調平系統還包括用于衡量各所述支腿支撐的平面是否水平的水平儀。
[0018]在采用手動調平或者水平角度傳感器出現故障時，可以通過水平儀判斷整車是否水平，以便進行后續調平。
[0019]本實用新型還提供一種油田鉆機，包括用于支撐的支腿和調節所述支腿的支腿調平系統，所述支腿調平系統為上述任一項所述的支腿調平系統。[0020]由于本實用新型的油田鉆機具有上述任一項所述的支腿調平系統，故上述任一項所述的支腿調平系統所產生的技術效果均適用于本實用新型的油田鉆機，此處不再贅述。
[0021]優選地，所述支腿包括左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿，各所述垂直油缸分別為與所述左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿對應的左前垂直油缸、左后垂直油缸、右前垂直油缸和右后垂直油缸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術中油田鉆機的支腿調節系統一種設置方式的結構示意圖；
[0023]圖2為現有技術中油田鉆機的支腿調節系統另一種設置方式的結構示意圖；
[0024]圖3為本實用新型所提供油田鉆機在一種【具體實施方式】中的主視圖；
[0025]圖4本實用新型所提供支腿調平系統在一種【具體實施方式】中的原理示意圖；
[0026]圖5為本實用新型所提供水平角度傳感器一種設置方式的結構示意圖；
[0027]圖6為本本實用新型所提供水平儀一種設置方式的結構示意圖；
[0028]圖7為本實用新型所提供支腿調平系統一種調平方法的流程示意圖。
[0029]圖1-2 中:
[0030]I’垂直油缸、2’水平油缸、3’多路閥、4’液壓泵、5’液壓油箱、6’水平儀、7’右后油缸選擇閥、8’右前油缸選擇閥、9’左前油缸選擇閥、10’左后油缸選擇閥、11’油缸伸縮閥、12’左前水平伸縮閥、13’左前垂直伸縮閥、14’右前水平伸縮閥、15’右前垂直伸縮閥、16’左后水平伸縮閥、17’左后垂直伸縮閥、18’右后水平伸縮閥、19’右后垂直伸縮閥
[0031]圖3-7 中:
[0032]I垂直油缸、11左前垂直油缸、12左后垂直油缸、13右前垂直油缸、14右后垂直油缸、2控制閥、21換向聯閥、22電磁閥、221第一電磁閥、222第二電磁閥、23操作手柄、3水平角度傳感器、4液壓泵、5油箱、6水平儀
【具體實施方式】
[0033]本實用新型的核心是提供一種油田鉆機的支腿調平系統，能夠提高調平的精度和效率。
[0034]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0035]請參考圖3和圖4，圖3為本實用新型所提供油田鉆機在一種【具體實施方式】中的主視圖；圖4本實用新型所提供支腿調平系統在一種【具體實施方式】中的原理示意圖。
[0036]本實用新型的油田鉆機包括用于支撐的支腿以及調節所述支腿水平狀態的支腿調平系統，各個所述支腿具有與其對應設置的垂直油缸1，所述支腿調平系統通過控制垂直油缸I的伸縮對支腿的高度進行調節，進而使得各個支腿處于同一水平面內，以支撐油田鉆機的整車處于水平狀態，保證鉆機作業的順利進行。
[0037]其中，所述支腿包括左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿，各垂直油缸I分別為與所述左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿對應的左前垂直油缸11、左后垂直油缸12、右前垂直油缸13和右后垂直油缸14。
[0038]請結合圖5，圖5為本實用新型所提供水平角度傳感器一種設置方式的結構示意圖。
[0039]如圖4和圖5所示，本實用新型的支腿調平系統包括垂直油缸1、控制閥2、水平角度傳感器3和控制器，控制閥2和水平角度傳感器3均與控制器信號連接；控制閥2連通在垂直油缸I的伸縮油路上，以便調節垂直油缸I的伸縮；油田鉆機的各個支腿支撐在整車的底面，水平角度傳感器3用于檢測各個支腿所支撐形成的底面與水平面之間的夾角，并將檢測到的夾角信號傳遞該控制器；控制器接收到所述夾角信號后，根據所述夾角信號判斷支腿是否水平，并計算得出偏高一側的垂直油缸需要縮回的量值，以根據支腿的傾斜情況以及偏高一側的垂直油缸需要縮回的量值制定相應的控制指令，并將該控制指令傳遞給控制閥2 ;控制閥2根據接收到的控制指令進行相應動作，控制偏高一側的垂直油缸I按照所述量值縮回。
[0040]例如，控制器根據所述夾角信號判斷整車向右傾斜，說明左側的垂直油缸I伸出較多，且夾角的大小反映傾斜的程度，當控制器接收到所述夾角信號后能夠換算得到相應的垂直油缸I需要縮回的幅度，也就是垂直油缸I需要縮回的量值，然后傳遞給控制閥2，控制閥2相應地控制右側的垂直油缸I按照所述量值縮回，以便各個支腿所支撐形成的平面保持水平狀態，完成支腿調平。
[0041]同理，如果控制器根據所述夾角信號判斷整車向左傾斜或者向前、向后傾斜，則計算各個垂直油缸I需要伸縮的量值并向控制閥2發出控制指令，控制閥2控制右側或者前偵U、后側的垂直油缸I按照所述量值縮回；或者，控制器可以計算得出偏低一側的垂直油缸I需要伸出的量值，則控制閥2可以控制偏低一側的垂直油缸I按照所述量值伸出，以實現支腿調平。
[0042]需要說明的是，由于油田鉆機在鉆井作業的過程中，車體的輪胎需要離開地面，當垂直油缸I伸出到最大行程時，輪胎能夠完全離開地面，此時進行調平后即可直接進行鉆井作業；如果在車體的輪胎未離地時即進行調平，即使調平完成后，還要調整垂直油缸I使得輪胎離地，而由于地面的平整度不同，要實現輪胎離地需要各個垂直油缸I伸出的程度可能存在差異，則當輪胎離地后整車還可能會出現傾斜，也就是說，當垂直油缸I未伸出到最大行程時進行的調平是無效的。
[0043]因此，在進行支腿調平時首先需要將垂直油缸I伸出到最大行程，以便車胎離地、將整車支撐起來，為后續鉆井做好準備，然后在車胎離地的情況下進行整車調平，故此時進行調平時只需控制較高一側的垂直油缸I縮回一定的量即可，不存在控制垂直油缸I繼續伸出的情況。
[0044]當然，上述說明并不能理解為控制閥2僅能夠控制垂直油缸I縮回，而不能控制垂直油缸I伸出，本實用新型的控制閥2能夠實現對垂直油缸I伸縮的控制，在支腿調平前，控制閥2控制垂直油缸I伸出到最大行程，調平時則控制偏高一側的垂直油缸I按照所述
量值縮回。
[0045]其中，所述信號連接是指以有線或者無線的方式實現信號傳遞的一種連接方式。
[0046]采用本實用新型的支腿調平系統進行調平時，首先檢測整車與水平面的夾角，進而通過夾角能夠準確地判斷支腿是否水平；如果否，可以根據所述夾角直接計算得出垂直油缸需要縮回的量值，然后直接控制偏高的一側垂直油缸按照所述量值縮回，然后重新檢測夾角，如此反復至支腿處于水平狀態后終止。可見，本實用新型的支腿調平系統以支腿所共同支撐形成的平面與水平面的夾角為參照，從而能夠精準地得出支腿是否處于水平狀態，避免了人眼衡量引起的誤差，提高了檢測精度；另一方面，還可以通過夾角得出需要調整的垂直油缸的縮回幅度，即所述量值，避免了垂直油缸調整的任意性，以減小重復調整的次數，提聞調節效率。
[0047]在所述支腿包括左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿時，所述左側的垂直油缸I包括左前垂直油缸11和左后垂直油缸12，所述右側的垂直油缸I包括右前垂直油缸13和右后垂直油缸14 ;所述前側的垂直油缸I包括左前垂直油缸11和右前垂直油缸13 ；所述后側的垂直油缸I包括左后垂直油缸12和右后垂直油缸14。
[0048]此外，水平角度傳感器3可以設置在油田鉆進的下架板上，也可以安裝在其上架板上，或者是其他水平設置的板面上，以便通過該水平板面的移動檢測支腿的傾斜狀況。
[0049]進一步地，如圖4所示，控制閥2可以為手電一體式多路閥，控制閥2包括若干換向聯閥21，各個換向聯閥21相應地設置在各個垂直油缸I的伸縮油路上，各換向聯閥21之間采用并聯的連接方式；換向聯閥21具有進油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，其進油口和回油口分別與液壓泵4和液壓油箱5連通，換向聯閥21的第一工作油口和第二工作油口分別與對應的垂直油缸I的有桿腔和無桿腔連通；當換向聯閥21處于第一工作位時，其進油口和回油口分別與其第一工作油口和第二工作油口連通，以便進油口和回油口分別與對應的垂直油缸I的有桿腔和無桿腔連通，實現有桿腔進油、無桿腔回油，完成與其對應的垂直油缸I的縮回；當所述換向聯閥21處于第二工作位時，其進油口和回油口分別與第二工作油口和第一工作油口連通，以實現對應的垂直油缸I的無桿腔進油、有桿腔回油，完成與其對應的垂直油缸I的伸出；換向聯閥21的控制端可以通過電磁閥22或者操作手柄23進行控制，換向聯閥21的控制端設有電磁閥22和操作手柄23，電磁閥22或者操作手柄23可以在上述第一工作位和第二工作位之間進行切換。
[0050]此外，本實用新型的換向聯閥21還具有第三工作位，當處于第三工作位時，其進油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口均處于截止狀態，此時與該換向聯閥21對應的垂直油缸I沒有伸縮，即垂直油缸I保持在其所需的位置；例如，當完成支腿調平后，可以將換向聯閥21切換到第三工作位，以便垂直油缸I保持在該位置，對整車進行支撐。
[0051]當控制閥2選擇電磁閥22進行控制時，通過電磁閥22得電和失電選擇不同的工作位置，當控制閥2的進油口與垂直油缸I的有桿腔連通、回油口與垂直油缸I的無桿腔連通時，液壓油通過液壓泵4流入垂直油缸I有桿腔，以驅動垂直油缸I縮回；當控制閥2的進油口與垂直油缸I的無桿腔連通、回油口與垂直油缸I的有桿腔連通時，液壓油通過液壓泵4傳送到垂直油缸I的無桿腔，驅動垂直油缸I向外伸出。
[0052]其中，電磁閥22還可以包括第一電磁閥221和第二電磁閥222，當第一電磁閥221得電時，將所述電磁閥22切換到第一工作位，也就是說，第一電磁閥221控制垂直油缸I縮回；當第二電磁閥222得電時，將所述電磁閥22切換到第二工作位，此時，垂直油缸I的無桿腔進油，驅動垂直油缸I伸出。
[0053]顯然，控制閥2還可以通過操作手柄23進行控制，將操作手柄23調節到不同的位置，以改變控制閥2的連通路徑，實現垂直油缸I的伸縮，其作用過程參見電磁閥22。
[0054]當控制閩2設直為手電一體式多路閩時，如果電磁閩22出現故障，可以米用手動替代電動，通過操作手柄23實現調平過程，避免了整個調平系統因為電磁閥22的故障而整體癱瘓，保證了油田鉆機的正常運行。
[0055]請進一步參考圖6，圖6為本本實用新型所提供水平儀一種設置方式的結構示意圖。
[0056]與此同時，本實用新型的支腿調平系統還可以包括水平儀6，由于控制閥2通過電磁閥22自動執行控制指令，則在電磁閥22故障后需要進行手動調平，此時可以借助水平儀6觀察各個支腿是否水平，以輔助完成調平作業；如果整車向右傾斜，說明左側的垂直油缸I伸出較多，可以通過操作手柄23控制左前垂直油缸11和左后垂直油缸12縮回，在調節的過程中借助水平儀6持續觀察整車的水平狀況，直至調整到整車處于水平狀態。
[0057]請參考圖7，支腿調平系統一種調平方法的流程示意圖。
[0058]本實用新型提供的支腿調平系統，可以采用以下步驟進行調節:
[0059]Sll:將與各個支腿對應的垂直油缸I全部伸出到最大行程，以圖4為例，即左前垂直油缸11、左后垂直油缸12、右前垂直油缸13和右后垂直油缸14均伸出到最大行程；
[0060]S12:檢測各個支腿所支撐的平面與水平面之間的夾角，以判斷支腿的水平狀況；
[0061]S13:判斷檢測到的夾角是否為零，如果是，說明整車處于水平狀態，則終止，如果否，則執行步驟S14;
[0062]S14:根據所述夾角判斷支腿的傾斜方向，并計算偏高一側的垂直油缸I需要縮回的量值；
[0063]S15:如果向右傾斜，則控制左側的垂直油缸縮回所述量值，如果向左傾斜，則控制右側的垂直油缸縮回所述量值，如果向前傾斜，則控制后側的垂直油缸縮回所述量值，如果向后傾斜，則控制前側的垂直油缸縮回所述量值，然后返回執行步驟S12，直至檢測到的夾角為零。
[0064]采用上述步驟，首先將各個垂直油缸I伸出到最大行程，然后以此為基準進行調平，由于垂直油缸I縮回的量值已經通過夾角計算得出，相對于現有技術中肉眼觀察后根據估量值進行的調節相比，本實用新型的支腿調平方法無需進行垂直油缸I的反復伸縮，只需控制偏高一側的垂直油缸I按照計算得出的量值縮回即可，簡化了操作過程，有利于提高調平效率。
[0065]此外，所述量值可以根據夾角的方向和大小進行計算得出，具體可以參照上文中支腿調平系統。
[0066]以上對本實用新型所提供的油田鉆機及其支腿調平系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種油田鉆機的支腿調平系統，包括與各支腿對應設置的垂直油缸(I)以及與各所述垂直油缸(I)的伸縮油路連通的控制閥(2)，其特征在于，所述支腿調平系統還包括與所述控制閥(2)信號連接的控制器和與所述控制器信號連接的水平角度傳感器(3)，所述水平角度傳感器(3)用于檢測各所述支腿支撐形成的平面與水平面的夾角，所述控制器根據所述夾角控制所述控制閥(2)，以縮回偏高一側的所述垂直油缸(I)。
2.如權利要求1所述的支腿調平系統，其特征在于，所述控制閥(2)為手電一體式多路閥，所述控制閥(2)的各個換向聯閥(21)對應設置在各所述垂直油缸(I)的伸縮油路上，各所述換向聯閥(21)具有進油口和回油口，當所述換向聯閥(21)處于第一工作位時，所述進油口和回油口分別與對應的所述垂直油缸(I)的有桿腔和無桿腔連通，當所述換向聯閥(21)處于第二工作位時，所述進油口和回油口分別與對應的所述垂直油缸(I)的無桿腔和有桿腔連通，所述換向聯閥(21)的控制端設有切換所述第一工作位和第二工作位的電磁閥(22)和操作手柄(23)。
3.如權利要求2所述的支腿調平系統，其特征在于，所述電磁閥(22)包括分別將其切換到所述第一工作位和第二工作位的第一電磁閥(221)和第二電磁閥(222)。
4.如權利要求1-3任一項所述的支腿調平系統，其特征在于，所述支腿調平系統還包括用于衡量各所述支腿支撐的平面是否水平的水平儀(6 )。
5.一種油田鉆機，包括用于支撐的支腿和調節所述支腿的支腿調平系統，其特征在于，所述支腿調平系統為上述1-4任一項所述的支腿調平系統。
6.如權利要求5所述的油田鉆機，其特征在于，所述支腿包括左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿，各所述垂直油缸(I)分別為與所述左前支腿、左后支腿、右前支腿和右后支腿對應的左前垂直油缸(11)、左后垂直油缸(12)、右前垂直油缸(13)和右后垂直油缸(14)。
【文檔編號】E21B15/00GK203460846SQ201320437530
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】張永亮, 曹培雷, 於磊, 王建東, 劉衛華 申請人:徐州重型機械有限公司