一種應用于鉆機中的雙變量液壓系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液壓系統領域，尤其涉及一種應用于鉆機中的雙變量液壓系統。
【背景技術】
[0002]物探爆炸孔鉆機對于鉆井效率的要求比較其他行業鉆機明顯高于對鉆井質量和精細度的需要，因此，爆炸孔鉆機液壓系統有特有的特點:
[0003]施工地域廣——溫度、海拔、地表環境復雜，系統適應性要求高。
[0004]施工地層復雜一一需要更寬的轉速范圍和扭矩范圍，保證可以使用不同的鉆井工藝方法高效完成施工作業。
[0005]效率要求高一一相對于其它鉆機對于高精度鉆井要求不同，物探爆炸孔鉆機對于施工效率的要求較高，主要大規模的相關生產施工組織成本和生產時效窗口限制要求。
[0006]目前該類鉆機主要采用容積調速回路系統，隨著各種技術和元件的進步，鉆機系統也有普通定量系統，閥控變量系統(比例閥控定量系統)到栗控變量系統(負載感應、恒功率等)發展。
[0007]對于現有的技術成熟度和元件的選擇，現在物探鉆機較先進的液壓系統停留在定量馬達的栗控變量系統，該系統具有較好的節能效果，控制簡單可靠，但是未能充分發掘系統的能力，輸出能力范圍窄，作業能力低。
[0008]并且，全程人為干預的施工作業往往不能充分利用設備動力或系統性能，導致在選擇設備時，考慮設備的能力裕度較大，設備配置結構尺寸大、購置成本和施工成本較高，能耗較大，不利于綠色施工作業。
[0009]鑒于上述缺陷，本實用新型創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。【實用新型內容】
[0010]本實用新型的目的在于提供一種應用于鉆機中的雙變量液壓系統，用以克服上述技術缺陷。
[0011 ]為實現上述目的，本實用新型提供一種應用于鉆機中的雙變量液壓系統，采用了恒壓變量栗(或定量栗)串聯負載感應變量栗組成的變量栗組提供油源和采用變量馬達作為執行元件以及必要的控制閥組組成的雙變量液壓系統。
[0012]液壓系統包括恒壓變量栗(或定量栗)和串聯安裝的負載感應變量栗;主栗為恒壓變量栗(或定量栗)在施工時始終處于大流量工作狀態，滿足系統一般施工的主要需求，輔栗為負載感應變量栗根據負載流量需求補充不足。
[0013]恒壓變量栗(或定量栗)的輸出由液控開中心比例換向閥控制通斷；負載感應變量栗的輸出由液控負載感應比例閥控制通斷，上述液控開中心比例換向閥與液控負載感應比例閥控制均由手動先導閥操縱；分別控制鉆具的旋轉和升降(通過升降平衡閥或剎車連接)。
[0014]進一步地，動力頭包括設置在上、下端的變量液壓馬達，馬達的輸出端分別連接一減速機，減速機的輸出端與變速箱連接，變速箱的輸出端連接鉆具。
[0015]進一步地，所述的液控負載感應比例閥的A1、A2口分別與動力頭變量柱塞馬達、升降變量柱塞馬達的進油口連接。
[0016]進一步地，所述的液控負載感應比例閥的B2口與升降平衡閥的A 口連接，升降平衡閥的B 口與升降變量柱塞馬達連接。
[0017]本技術相比現有技術有益效果在于，本實用新型在相同的動力情況下，通過特殊的系統設計和元件選擇，使鉆機液壓系統較目前的輸出能力范圍大大拓展，提高設備的施工效率和提升設備的作業能力，更加高效地利用鉆機其它基礎設施。
[0018]本實用新型采用雙變量容積調速系統拓寬液壓元件輸出參數范圍，滿足鉆機在泥漿鉆井時需要的高轉速低扭矩工況和其它施工方法的低轉速大扭矩工況的施工要求。比較現有鉆機系統在高轉速和大扭矩輸出上大幅增加，大大提高了鉆機的施工效率，降低能耗。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的鉆機系統的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的動力頭的結構不意圖；
[0021 ]圖3為本實用新型的液壓系統的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
[0023]請參閱圖1所示，其為本實用新型的鉆機系統的結構示意圖，鉆機系統包括運載底盤11、設置在運載底盤11上的發動機12、設置在前部的第一泥漿栗13和設置在后部的第二泥漿栗15，在兩個泥漿栗之間設置有液壓栗組14;在運載底盤11上還設置有液壓冷卻器16，在后端設置有液壓油箱17。
[0024]在運載底盤11的末端設置升降系統110，升降系統110的底端安裝有控制臺10，升降系統11與上端的井架19連接，在井架19上安裝有動力頭18。
[0025]發動機12通過分動箱將動力傳遞給液壓栗和泥漿栗，液壓系統和泥漿栗的控制集中在控制臺110操作。
[0026]液壓系統通過動力頭18驅動鉆機旋轉，驅動升降系統完成鉆具系統的升降，同時泥漿循環系統將高壓泥漿通過泥漿栗-動力頭(回轉頭)_鉆具輸送至井底，將鉆肩帶出井孔只地面，從而完成鉆具施工。
[0027]請參閱圖2所示，其為本實用新型的動力頭的結構示意圖，動力頭是為鉆具提供回轉動力和循環液通道的關鍵部件，由兩臺變量馬達和減速機系統并聯驅動一套減速箱實現。并聯驅動主要是為了增加系統輸出功率以保證鉆機的作業效率。
[0028]動力頭包括設置在上、下端的變量液壓馬達1，馬達的輸出端分別連接一減速機2，減速機2的輸出端與變速箱4連接，變速箱的輸出端連接鉆具3。
[0029]請參閱圖3所示，為本實用新型的液壓系統的原理示意圖，其包括恒壓變量栗(或定量栗)22和串聯設置的負載感應變量栗21，其中，所述的恒壓變量栗(或定量栗)22，在壓力達到設定值之前，在工況負載下全排量輸出液壓油;所述的負載液壓敏感變量栗21，根據負載變化情況，實時補充輸出執行元件所需的液壓油量。
[0030]恒壓變量栗(或定量栗)22的輸出端分別連接液控開中心比例換向閥23;所述的負載液壓敏感變量栗21的輸出端連接液控負載感應比例閥28，液控開中心比例換向閥和液控負載感應比例閥28均由手動先導閥24控制開閉。所述的液控負載感應比例閥28的Al、A2 口分別與動力頭變量柱塞馬達25、升降平衡閥27與升降變量柱塞馬達26的進油口連接。
[0031 ]所述的液控負載感應比例閥28的B2 口與升降平衡閥27的A口連接，升降平衡閥27的B 口與升降變量柱塞馬達26連接。
[0032]所述的液控比例換向閥23根據先導油大小控制恒壓變量栗系統;手動先導閥24，根據施工工況由司鉆控制，協調回轉與升降系統需求，驅動兩臺主閥控制兩臺栗的輸出流量。
[0033]液控比例換向閥23與動力頭變量柱塞25連接。
[0034]液控負載感應比例閥28根據手動先導閥的需求控制負載感應變量栗，匹配執行元件的輸入流量需求。
[0035]動力頭變量柱塞25，設定最小排量和最大排量，系統在設定壓力值是自動變量，保證系統工作在最高效率區間。
[0036]升降變量柱塞馬達26，根據負載變化，根據設定壓力值是自動改變工況，保證系統工作在最高效率區間。
[0037]當鉆機施工時，為了保證施工效率，回轉速度具有決定性的作用，根據施工經驗，通過合理的元件選擇，使恒壓變量主栗一直工作在全流量狀態，利用負載感應栗實時匹配的輸出流量，調節鉆具升降速度以適應地層的不斷變化，使整個系統不會出現高壓等待狀
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[0038]本實用新型采用雙變量容積調速系統拓寬液壓元件輸出參數范圍，滿足鉆機在泥漿鉆井時需要的高轉速低扭矩工況和其它施工方法的低轉速大扭矩工況的施工要求;在高轉速和大扭矩輸出上大幅增加，大大提高了鉆機的施工效率，降低能耗。
[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，對實用新型而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在實用新型權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種應用于鉆機中的雙變量液壓系統，其特征在于，采用了恒壓變量栗串聯負載感應變量栗組成的變量栗組提供油源和采用變量馬達作為執行元件以及控制閥組組成的雙變量液壓系統； 上述液壓系統包括恒壓變量栗和串聯安裝的負載感應變量栗;主栗為恒壓變量栗，恒壓變量栗的輸出由液控開中心比例換向閥控制通斷;輔栗負載感應變量栗的輸出由液控負載感應比例閥控制通斷，上述液控開中心比例換向閥與液控負載感應比例閥控制均由手動先導閥操縱;分別控制鉆具的旋轉和升降。2.根據權利要求1所述的應用于鉆機中的雙變量液壓系統，其特征在于，采用了恒壓變量栗負載感應變量栗組成的變量栗組提供油源和采用變量馬達作為執行元件以及控制閥組組成的系統。3.根據權利要求2所述的應用于鉆機中的雙變量液壓系統，其特征在于，手動先導閥分別通過液控開中心比例換向閥與液控負載感應比例閥同時控制系統輸出。4.根據權利要求2所述的應用于鉆機中的雙變量液壓系統，其特征在于，動力頭包括設置在上、下端的變量液壓馬達，馬達的輸出端分別連接一減速機，減速機的輸出端與變速箱連接，變速箱的輸出端連接鉆具。5.根據權利要求2所述的應用于鉆機中的雙變量液壓系統，其特征在于，所述的液控負載感應比例閥的通過升降平衡閥連接到升降變量柱塞馬達。6.根據權利要求1所述的應用于鉆機中的雙變量液壓系統，其特征在于，所述的恒壓變量栗采用定量栗替換。
【專利摘要】本實用新型涉及一種應用于鉆機中的雙變量液壓系統，采用了恒壓變量泵串聯負載感應變量泵組成的變量泵組提供油源和采用變量馬達作為執行元件以及必要的控制閥組組成的雙變量液壓系統；所述恒壓變量泵的輸出由液控開中心比例換向閥控制通斷；所述負載感應變量泵的輸出由液控負載感應比例閥控制通斷，上述液控開中心比例換向閥與液控負載感應比例閥控制均由手動先導閥操縱，分別控制鉆具的旋轉和升降。本實用新型采用雙變量容積調速系統拓寬鉆機的輸出參數范圍，滿足其在泥漿鉆井時需要的高轉速低扭矩工況或其它施工方法的低轉速大扭矩工況施工要求；使鉆機輸出能力在高轉速和大扭矩上都大幅增加，大大提高了鉆機的施工效率，降低了能耗。
【IPC分類】F15B11/17
【公開號】CN205136179
【申請號】CN201520485124
【發明人】王孝銀
【申請人】涿州市海德機械設備有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年7月8日