專利名稱：液壓升降強制排空裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓升降強制排空裝置，屬于油田鉆采設備的附件裝置技術 領域。
技術背景在鉆、修井作業中，鉆、修井機井架的起升和下放是安全性極其重要的工作環節， 而井架的起升和下放的控制是通過液壓系統進行的，當液壓回路未排空(液壓回路中有空 氣)而進行井架的起升和下放操作時，因為空氣的壓縮比大，所以會發生起升上行時象上 樓梯一樣，一頓一頓的爬坡現象，以及下放時出現突然快速的下行下坐現象；特別是下放下 坐極易發生井架倒塌的嚴 重事故，造成生命財產的損失，因此操作規程規定在井架的起升 和下放操作前必須先進行液壓升降系統的排空操作(排空操作是指用液壓油將液壓回路 的空氣排出)，但由于操作人員的疏忽、操作不到位或麻痹大意等等，經常發生因在井架的 起升和下放操作前未進行排空操作致使井架倒塌的事故。
發明內容本實用新型的目的在于，提供一種在進行井架的起升和下放操作時，進行液壓回 路的強制排空操作，從而避免在井架的起升和下放操作時，發生因液壓回路未排空而導致 井架倒塌事故的液壓升降強制排空裝置。本實用新型是通過如下技術方案來實現上述目的的該液壓升降強制排空裝置由電液換向閥、限壓閥a、單向閥a、電動球閥a、單向閥 b、單向閥C、壓力傳感器a、壓力傳感器b、電動球閥b、電動球閥C、液氣檢測傳感器、流量傳 感器、單向閥d、控制主機、電源適配器及原系統液路構成，其特征在于液壓回路入口接入 電液換向閥入口，電液換向閥的a位出口通過電動球閥a、單向閥b、單向閥c后與液壓油缸 的入口連接，其中單向閥b、單向閥c分別與液壓油缸的無桿腔入口和有桿腔入口連接，該 出口并接有限壓閥a ；電液換向閥的b位出口通過單向閥a與操作箱供油連接；電液換向閥 的中位出口接操作箱回油；液壓油缸的有桿腔出口與電動球閥b的入口連接，液壓油缸的 無桿腔出口與電動球閥c的入口連接，電動球閥b的出口與電動球閥c的出口連接、并通過 液氣檢測傳感器、流量傳感器和單向閥d與操作箱回油連接，液壓油缸的有桿腔出口并與 泄荷回路連接；液壓油缸的無桿腔入口和有桿腔入口處分別裝有壓力傳感器a和壓力傳感 器b。所述的電液換向閥、電動球閥a、電動球閥b、電動球閥c的信號輸入端通過電纜與 控制主機連接。所述的液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器a和壓力傳感器b的信號輸出端 通過電纜與控制主機連接。所述的電源適配器通過電纜與電液換向閥、電動球閥a、電動球閥b、電動球閥C、 液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器a、壓力傳感器b及控制主機連接。[0009]本實用新型與現有技術相比的有益效果在于該液壓升降強制排空裝置的所有檢測、控制都是由工控機或單片機組成的控制主機全自動處理，控制主機根據操作命令及液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器的檢測 信號進行分析計算后，輸出命令控制電液換向閥和電動球閥自動完成排空操作，能在井架 起升和下放前自動完成液壓升降系統的強制排空過程，改變了以往完全依靠人工操作的模 式，從而避免了因井架在起升和下放操作時發生液壓回路未排空而導致井架倒塌的事故。
圖1為液壓升降強制排空裝置的液壓結構示意圖；圖2為液壓升降強制排空裝置的控制系統組成方框圖。圖中1、電液換向閥，2、限壓閥a，3、單向閥a，4、電動球閥a，5、單向閥b，6、單向閥 c，7、壓力傳感器a，8、壓力傳感器b，9、電動球閥b，10、電動球閥c，11、液氣檢測傳感器，12、 流量傳感器，13、單向閥d，14、油濾a, 15、液壓泵，16、單向閥e，17、限壓閥b，18、單向閥f, 19、油濾b，20、單向閥g，21、液壓油缸，22、液壓油箱，23、操作箱回油，24、操作箱供油，25、 起升支路，26、泄荷回路，27、原起降系統液路。
具體實施方式
該液壓升降強制排空裝置由電液換向閥1、限壓閥a2、單向閥a3、電動球閥a4、單 向閥b5、單向閥c6、壓力傳感器a7、壓力傳感器b8、電動球閥b9、電動球閥c 10、液氣檢測傳 感器11、流量傳感器12、單向閥dl3、控制主機、電源適配器及原系統液路構成。液壓回路 入口接入電液換向閥1的入口，電液換向閥1的a位出口通過電動球閥a4、單向閥b5、單向 閥c6后與液壓油缸21的入口連接，其中單向閥b5、單向閥c6分別與液壓油缸21的無桿腔 入口和有桿腔入口連接，該出口并接有限壓閥a2，該出口為排空操作口。電液換向閥1的b 位出口通過單向閥a3與操作箱供油24連接，該出口為升降工作口。電液換向閥1的中位 出口與操作箱回油23連接。液壓油缸21的有桿腔出口與電動球閥b9的入口連接，液壓油 缸21的無桿腔出口與電動球閥ClO的入口連接，電動球閥b9的出口與電動球閥ClO的出 口連接、并通過液氣檢測傳感器11、流量傳感器12和單向閥dl3與操作箱回油23連接，液 壓油缸21的有桿腔出口并與泄荷回路26連接。液壓油缸21的無桿腔入口和有桿腔入口 處分別裝有壓力傳感器a7和壓力傳感器b8 (參見附圖1)。所述的電源適配器通過電纜與電液換向閥1、電動球閥a4、電動球閥b9、電動球閥 clO、液氣檢測傳感器11、流量傳感器12、壓力傳感器a7、壓力傳感器b8及控制主機連接，為 整個裝置提供電源(參見附圖2)。所述的電液換向閥1安裝在液壓回路的入口處，其信號輸入端通過電纜與控制主 機連接，用于排空操作和起升操作的液路換向。限壓閥a2安裝在液壓回路中，用于排空操 作時的壓力限制，防止在排空操作時因壓力過高而發生起升的誤動作。所述的電動球閥a4、電動球閥b9、電動球閥clO安裝在液壓回路中，其信號輸入端 通過電纜與控制主機連接，用于控制液壓回路的通斷。所述的單向閥a3、單向閥b5、單向閥c6和單向閥dl3安裝在液壓回路中，用于阻 隔液壓回路的反向流動。[0019]所述的液氣檢測傳感器11和流量傳感器12安裝在液壓回路的出口，其信號輸出端通過電纜與控制主機連接，用于在排空操作時檢測液壓回路中的液氣含量及流量。所述的壓力傳感器a7、壓力傳感器b8安裝在液壓油缸21的無桿腔入口和有桿腔 入口處，其輸出端通過電纜與控制主機連接，用于檢測液壓油缸21的無桿腔入口和有桿腔 入口處的壓力狀態。所述的控制主機是一由工控機或單片機組成的處理終端，其作用為根據操作命令 及液氣檢測傳感器11、流量傳感器12、壓力傳感器a7和壓力傳感器b8的檢測信號，進行分 析計算后通過控制電液換向閥1、電動球閥a4、電動球閥b9和電動球閥ClO自動完成排空 操作或(和)進行升降操作，且控制主機也是人機對話的接口。液壓升降系統在非工作狀態，液壓泵15不工作，即液壓回路入口無液壓輸入，電 液換向閥1的通路在中位，電動球閥a4、電動球閥b9和電動球閥ClO均處于導通狀態，因 此，整個液路無液壓力。如果希望進行升降操作，由于電液換向閥1的通路在中位，液壓油 通過單向閥Π8、油濾bl9直接回液壓油箱22，所以操作箱無法操作，因此無法進行起升操 作；由于無起升的液壓力，所以也不能進行下放操作。因為無起升的液壓力無法拔下井架的 固定螺栓，所以無論是起升還是下放都必須要通過該液壓升降強制排空裝置的操作才能進 行，從而達到強制排空的目的。當通過該液壓升降強制排空裝置進行升降操作時，液壓泵15工作，即液壓回路入 口有液壓輸入，電液換向閥1通路在a位排空操作口，電動球閥a4、電動球閥b9和電動球閥 ClO均處于導通狀態。液壓油通過電液換向閥1、電動球閥a4后，一路通過單向閥b5、液壓 油缸21的無桿腔、電動球閥ClO后到達液氣檢測傳感器11 ；另一路通過單向閥c6、液壓油 缸21的有桿腔、電動球閥b9后到達液氣檢測傳感器11 ；再通過液氣檢測傳感器11、流量傳 感器12、單向閥dl3后經原液路的單向閥fl8、油濾bl9返回液壓油箱22，形成排空通路。 排空分三步操作進行第一步，同時排空液壓油缸21的有桿腔和無桿腔，液壓油經排空通路循環，當循 環時間達到設置時間、同時液氣檢測傳感器11的檢測無空氣，則本步完成，進入下一步；第二步，為防止液壓油缸21無桿腔阻塞，進行液壓油缸21無桿腔的檢測，電液換 向閥1通路在排空操作口，電動球閥a4、電動球閥ClO均處于導通狀態，電動球閥b9關閉， 液壓油通過電液換向閥1、電動球閥a4、單向閥b5、液壓油缸21的無桿腔、電動球閥clO、液 氣檢測傳感器11、流量傳感器12、單向閥dl3后經原液路的單向閥fl8、油濾bl9返回液壓 油箱22，形成無桿腔檢測通路，液壓油經無桿腔檢測通路循環，當循環時間達到設置時間， 同時液氣檢測傳感器11的檢測無空氣，則本步完成，進入下一步；第三步，為防止液壓油缸21有桿腔阻塞，進行液壓油缸21有桿腔的檢測，電液換 向閥1通路在排空操作口，電動球閥a4、電動球閥b9均處于導通狀態，電動球閥clO關閉， 液壓油通過電液換向閥1、電動球閥a4、單向閥c6、液壓油缸21的有桿腔、電動球閥b9、液 氣檢測傳感器11、流量傳感器12、單向閥dl3后經原液路的單向閥fl8、油濾bl9返回液壓 油箱22，形成有桿腔檢測通路，液壓油經有桿腔檢測通路循環，當循環時間達到設置時間， 同時液氣檢測傳感器11的檢測無空氣，則全部排空操作完成。排空操作完成后，電液換向閥1通路切換在b位升降工作口，液壓油經電液換向閥 1、單向閥a3至操作箱供油25，電動球閥a4、電動球閥b9和電動球閥clO均處于關閉狀態，液壓油缸21通過操作箱的操作開始工作。在排空操作中，如果流量傳感器12檢測不到流量，表示液路有阻塞或故障，控制主機將報警。在排空操作開始時，如果壓力傳感器a7、壓力傳感器b8檢測壓力超過最大排空壓 力，表示液路系統還未泄壓(此時電液換向閥1的通路應在b位升降工作口、電動球閥b9 和電動球閥ClO也應處于關閉狀態)或限壓閥a2故障，控制主機將報警，并且不進行排空 操作。在排空操作中，如果壓力傳感器a7、壓力傳感器b8檢測不到壓力或壓力超過最大 排空壓力，表示液路有阻塞或故障，或限壓閥a2有故障，控制主機將報警。
權利要求一種液壓升降強制排空裝置，它由電液換向閥(1)、限壓閥a(2)、單向閥a(3)、電動球閥a(4)、單向閥b(5)、單向閥c(6)、壓力傳感器a(7)、壓力傳感器b(8)、電動球閥b(9)、電動球閥c(10)、液氣檢測傳感器(11)、流量傳感器(12)、單向閥d(13)、控制主機、電源適配器及原系統液路構成，其特征在于液壓回路入口接入電液換向閥(1)的入口，電液換向閥(1)的a位出口通過電動球閥a(4)、單向閥b(5)、單向閥c(6)后與液壓油缸(21)的入口連接，其中單向閥b(5)、單向閥c(6)分別與液壓油缸(21)的無桿腔入口和有桿腔入口連接，該出口并接有限壓閥a(2)電液換向閥(1)的b位出口通過單向閥a(3)與操作箱供油(24)連接，電液換向閥1的中位出口與操作箱回油(23)連接；液壓油缸(21)的有桿腔出口與電動球閥b(9)的入口連接，液壓油缸(21)的無桿腔出口與電動球閥c(10)的入口連接，電動球閥b(9)的出口與電動球閥c(10)的出口連接，并通過液氣檢測傳感器(11)、流量傳感器(12)和單向閥d(13)與操作箱回油(23)連接，液壓油缸(21)的有桿腔出口并與泄荷回路(26)連接；液壓油缸(21)的無桿腔入口和有桿腔入口處分別裝有壓力傳感器a(7)和壓力傳感器b(8)。
2.根據權利要求1所述的液壓升降強制排空裝置，其特征在于所述的電液換向閥(I)、電動球閥a(4)、電動球閥b(9)、電動球閥c (10)的信號輸入端通過電纜與控制主機連接。
3.根據權利要求1所述的液壓升降強制排空裝置，其特征在于所述的液氣檢測傳感 器(11)、流量傳感器(12)、壓力傳感器a(7)和壓力傳感器b(8)的信號輸出端通過電纜與 控制主機連接。
4.根據權利要求1所述的液壓升降強制排空裝置，其特征在于所述的電源適配器通 過電纜與電液換向閥(1)、電動球閥a (4)、電動球閥b (9)、電動球閥c (10)、液氣檢測傳感器(II)、流量傳感器(12)、壓力傳感器a(7)、壓力傳感器b(8)及控制主機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種液壓升降強制排空裝置，屬于油田鉆采設備的附件裝置技術領域。它由電液換向閥、電動球閥、壓力傳感器、液氣檢測傳感器、流量傳感器、控制主機及電源適配器等構成。液壓回路入口接入電液換向閥入口，電液換向閥的a位出口通過電動球閥、單向閥與液壓油缸的入口連接，電液換向閥的b位出口通過單向閥與操作箱供油連接。液壓油缸通過電動球閥、液氣檢測傳感器、流量傳感器與操作箱回油連接。該裝置的檢測控制都是由控制主機根據操作命令及液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器的檢測信號分析計算后，通過控制電液換向閥和電動球閥自動完成強制排空操作，避免了井架在起降操作時發生液壓回路未排空而導致井架倒塌的事故。
文檔編號F15B21/04GK201575004SQ20092028954
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月28日 優先權日2009年12月28日
發明者李家安, 白義才, 陳昌宏 申請人:荊州市元澤石油設備有限公司