專利名稱：一種節能鉆井機或修井機提升裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油、地質用鉆井機或修井機絞車提升裝置的改進。
目前國內外常用的石油、地質用鉆井機或修井機絞車提升裝置都是由絞車驅動機、聯軸器、絞車滾筒、減速箱、離合器、潤滑系統、鋼絲繩、天車、游動滑車、大鉤、輔助剎車裝置等組成。其中絞車驅動機有柴油機、電動機、液壓馬達等幾種，工作時絞車驅動機通過聯軸器帶動減速箱，減速箱再驅動絞車滾筒，滾筒驅動鋼絲繩，鋼絲繩通過井架天車和游動滑車提升和下放固定在游動滑車上的大鉤和大鉤載荷。為了控制大鉤的下放速度，絞車上還設置了一套輔助剎車裝置，比如電磁剎車或水剎車，用來控制絞車滾筒的轉速，絞車滾筒再通過鋼絲繩控制游動滑車及大鉤的下放速度。在這套裝置中，減速箱、離合器、潤滑系統、輔助剎車裝置，不僅結構復雜，而且體積和重量都很大，功率傳遞效率低，發生機械故障的幾率高，維修和保養工作量大，制造成本高，在鉆臺占用面積大，輔助剎車裝置在工作過程中消耗大量能量，將大鉤重物下放時的勢能轉變成熱能散失掉。
本實用新型的目的是提供了一種鉆井機或修井機絞車提升裝置，其機械傳動簡單，重量輕，體積小，功率傳遞效率高，故障率低，并且其液壓系統有節能功能。
為了達到目的，本實用新型采用了一種節能鉆井機或修井機絞車提升裝置，它是由液壓泵、液壓蓄能器、柱塞式液壓馬達、聯軸器、絞車滾筒、鋼絲繩、天車、游動滑車、大鉤等組成。液壓馬達動力輸出端與絞車滾筒通過聯軸器直接連接，馬達與絞車滾筒相互直接傳遞扭矩。
本實用新型還采用了一套液壓節能系統，這套系統由液壓馬達、液壓泵、蓄能器、控制閥和管線組成，其中液壓馬達是一種工作柱塞數可改變的柱塞式液壓馬達。
本實用新型是這樣實現的，分為三種工況工況<1>當需要提升大鉤重物時，控制操作液壓系統的閥，使液壓泵和蓄能器向柱塞式液壓馬達供油，同時解除機械剎車，這樣供來的油給柱塞式液壓馬達提供了動力使之轉動，柱塞式液壓馬達的轉動通過聯軸器直接傳給絞車滾筒使之轉動，滾筒轉動又驅動纏繞在滾筒上的鋼絲繩，鋼絲繩通過井架天車滑輪驅動游動滑車上升，游動滑車的上升就將固定在游動滑車上的大鉤及大鉤重物提升。工況<2>當大鉤重物靜止不動時，柱塞式液壓馬達不轉動，被機械剎車剎住，不消耗動力，此時液壓泵繼續工作，向蓄能器泵油蓄能。工況<3>當需要下放大鉤及重物時，柱塞式液壓馬達的機械剎車解除，大鉤在重力的作用下下降，大鉤下降又帶動游動滑車下降，游動滑車驅動鋼絲繩，鋼絲繩通過井架天車滑輪拉動被纏繞的絞車滾筒轉動，絞車滾筒的轉動通過聯軸器直接傳給了柱塞式液壓馬達，此時柱塞式液壓馬達呈液壓泵工作狀態向蓄能器泵油蓄能，從而將重物下降的勢能儲存在蓄能器中。
柱塞式液壓馬達[1]呈液壓泵工作狀態向蓄能器[10]泵油蓄能是這樣實現的如工況<3>所述，當大鉤在重物下放工況時，柱塞式液壓馬達[1]被驅動呈液壓泵工作狀態，此時需要控制柱塞式液壓馬達[1]的配油裝置，使其工作柱塞的數量減少到一定數目，小于大鉤在提升狀態時工作柱塞的數量，此時，在同樣或變化很小的大鉤重力作用下，由于工作柱塞數量的減少，柱塞式液壓馬達呈液壓泵工作狀態時，其泵油的壓力就會大于現在液壓系統的工作壓力，從而將液壓油泵入蓄能器，將重力下降的勢能轉變為液壓蓄能器的壓力能儲存起來，完成重力蓄能。蓄存的能量在下一個提升工況時再釋放出來，供柱塞式液壓馬達提升重物用，從而達到節能的目的。
說明書附圖圖1一種節能鉆井機或修井機提升裝置示意圖圖2柱塞式液壓馬達與絞車滾筒連接示意圖圖3提升裝置液壓節能系統流程圖
1 柱塞式液壓馬達 9 單向變量液壓泵2 聯軸器10 液壓蓄能器3 絞車滾筒 11 兩位兩通比例閥4 鋼絲繩12 兩位兩通閥5 鉆井機或修井機架 13 卸荷閥6 天車 14 溢流閥7 游動滑車 15 濾器8 大鉤 16 油箱現根據說明書附圖對本實用新型做進一步說明。
本實用新型是這樣實現的，提升裝置由液壓馬達[1]、聯軸器[2]、絞車滾筒[3]、鋼絲繩[4]、天車[6]、游動滑車[7]、大鉤[8]、液壓泵[9]、液壓蓄能器[10]等組成，一個工作循環分三種工況第一種工況，當需要提升大鉤重物時，控制操作液壓系統的閥，使液壓泵[9]和蓄能器[10]向柱塞式液壓馬達[1]供油，同時解除機械剎車，供來的油給柱塞式液壓馬達[1]提供了動力使之轉動，柱塞式液壓馬達[1]的轉動通過聯軸器[2]直接傳給絞車滾筒[3]使之轉動，滾筒[3]轉動又驅動纏繞在滾筒上的鋼絲繩[4]，鋼絲繩[4]通過井架[5]天車滑輪[6]驅動游動滑車[7]上升，游動滑車[7]的上升就將固定在游動滑車上的大鉤[8]及大鉤重物提升。第二種工況，當大鉤[8]及重物靜止不動時，柱塞式液壓馬達[1]不轉動，被機械剎車剎住，不消耗動力，此時液壓泵[9]繼續工作，向蓄能器[10]泵油蓄能。第三種工況，當需要下放大鉤[8]及重物時，柱塞式液壓馬達[1]的機械剎車解除，大鉤[8]在重力的作用下下降，大鉤[8]下降又帶動游動滑車[7]下降，游動滑車[7]驅動鋼絲繩[4]，鋼絲繩[4]通過井架天車滑輪[6]拉動被纏繞的絞車滾筒[3]轉動，絞車滾筒[3]的轉動通過聯軸器[2]直接傳給了柱塞式液壓馬達[1]，從而驅動柱塞式液壓馬達[1]轉動，此時柱塞式液壓馬達[1]在大鉤重力驅動下呈液壓泵工作狀態向蓄能器泵油蓄能，從而將重物下降的勢能儲存在蓄能器[10]中。
柱塞式液壓馬達[1]呈液壓泵工作狀態向蓄能器[10]泵油蓄能是這樣實現的如上第三種工況，在大鉤依靠重力下降時，柱塞式液壓馬達[1]被驅動呈液壓泵工作狀態，此時需要控制柱塞式液壓馬達[1]的配油裝置，使其工作柱塞的數量小于大鉤提升狀態時工作柱塞的數量，這樣，柱塞式液壓馬達[1]呈液壓泵工作狀態時，由于工作柱塞數量的減少，在同樣或變化很小的大鉤重力作用下，其泵油的壓力就會大于現在液壓系統的工作壓力，從而將液壓油泵入蓄能器[10]，將重力下降的勢能轉變為液壓蓄能器[10]的壓力能暫存起來，完成重力蓄能。蓄存的能量在下一個提升工況時再釋放出來，供柱塞式液壓馬達[1]提升重物用，從而達到節能的目的。
本實用新型的優點(1)由于采用液壓馬達通過聯軸器與絞車滾筒直接聯接傳動，從而省去了傳統的中間減速箱、離合器和潤滑系統；使裝置的重量大大減輕，體積減小，同時傳動效率大大提高。(2)由于采用液壓馬達，因此通過控制液壓系統中的無級變量裝置調節液壓馬達的轉速，實現對絞車的無級調速，從而實現了對鋼絲繩、游動滑車和大鉤的無級調速，因此又省去了傳統的輔助剎車系統，從而使絞車系統的體積和重量進一步減小；(3)由于采用了液壓系統蓄能和可控工作柱塞數的柱塞式液壓馬達，可以儲存大鉤重物下降時的勢能并在提升大鉤時釋放出來；(4)在絞車不工作時，單向液壓泵可繼續向蓄能器蓄能，待提升重物時釋放出來，從而可以降低原始動力的裝機功率，節省裝置的總造價。
權利要求1.一種節能鉆井機或修井機提升裝置，它是由柱塞式液壓馬達[1]，聯軸器[2]，絞車滾筒[3]，鋼絲繩[4]，井架天車滑輪[6]，游動滑車[7]，大鉤[8]，液壓泵[9]，液壓蓄能器[10]等組成，其特征是液壓馬達[1]的動力輸出端通過聯軸器[2]直接與絞車滾筒[3]聯接，馬達[1]與絞車滾筒[3]相互間直接傳遞扭矩。
2.按照權力要求1所述的節能鉆井機或修井機提升裝置，其特征是液壓馬達[1]是一種工作柱塞數可變的柱塞式液壓馬達。
專利摘要本實用新型公開了一種節能鉆井機或修井機提升裝置，它是由柱塞式液壓馬達、聯軸器、絞車滾筒、鋼絲繩、井架天車、游動滑車、大鉤、液壓泵、蓄能器等組成。該裝置采用了液壓馬達動力輸出端與絞車滾筒直接聯結方式，省去了傳統的中間減速箱、離合器、潤滑系統和輔助剎車等一整套復雜裝置。該裝置采用了液壓蓄能系統，能將大鉤重物下落時的勢能蓄存起來利用。
文檔編號B66C23/00GK2250938SQ9620557
公開日1997年4月2日 申請日期1996年3月4日 優先權日1996年3月4日
發明者龔閩, 王運安, 王秀勇, 孫東昌, 郭洪升 申請人:勝利石油管理局鉆井工藝研究院