CN101230854B - 液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制方法及控制装置，适用于石油测井绞车的控制。其方法是在内置的电气控制油泵上增加一外置控制模块，当电气控制失灵时，通过外置控制模块控制油泵的液压油的流向及流量大小，从而实现控制绞车滚筒的旋向和速度，实现正常的测、试井作业。所述控制装置包括内置的电气控制油泵和外置控制模块，内置的电气控制油泵中比例电磁换向阀与油泵变量活塞之间内部控制油通道被堵死并且通过外部控制油管路与外置控制模块连通。本发明由于增加了外置控制模块，一旦电气控制系统出现故障，可应用外置控制模块实现测井作业，有效保护井下电缆及仪器。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田机械动力传递元件，尤其是油田液压测井绞车或试井绞车的动力元件液压油泵装置。
背景技术
目前，油田使用的液压测井绞车或试井绞车其动力传递大多数采用闭式回路静液压传动系统方案。采用双向柱塞变量泵+轴向柱塞马达或双向柱塞变量泵+径向柱塞马达实现闭式容积调速回路，从而控制绞车滚筒的旋向和速度。上述双向柱塞变量泵，目前国内主要采用电气控制油泵，在油泵输入转速为一定值时，通过控制输入变量泵比例电磁铁电流的大小控制油泵液压油的流向及流量大小，从而控制绞车滚筒的旋向和速度。
电气控制油泵存在的缺点是：
1.测、试井作业连续工作时间长，有时需连续工作二十几小时，电气控制油泵电气元件在长时间连续工作状态下，由于元件本身发热等原因，其工作可靠性受到影响。
2.测、试井绞车为移动单元，在车辆行驶过程中，电气元件接线触点易松动，元件本身受颠簸易损坏。
综上所述，一旦电气元件损坏，电气控制油泵将无法正常工作，造成无法正常进行测井作业，因此会造成非常大的经济损失。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制方法及装置，以克服现有电气控制油泵的上述缺陷，保证液压绞车实现正常的测、试井作业。
具体地说，液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制方法，其是在内置的电气控制油泵上增加一外置控制模块，当电气控制失灵时，通过外置控制模块控制油泵的液压油的流向及流量大小，从而实现控制绞车滚筒的旋向和速度，实现正常的测、试井作业。
液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制装置，其包括内置的电气控制油泵和外置控制模块，内置的电气控制油泵中比例电磁换向阀与油泵变量活塞之间内部控制油通道被堵死并且通过外部控制油管路与外置控制模块连通。
所述的内置的电气控制油泵包括主泵及与主泵相连通的辅助泵，在主泵两端连接有第一溢流阀和第二溢流阀，油泵变量活塞与比例电磁换向阀一端连接且油泵变量活塞和比例电磁换向阀之间内部控制油通道被堵死，比例电磁换向阀通过外部控制油管路与外置控制模块连通，辅助泵一端接过滤器，另外一端接第三溢流阀和第四溢流阀，所有溢流阀均通过比例电磁换向阀接入外部控制模块。
所述的外置控制模块包括电气控制与外置控制转换阀组、外置控制阀组，电气控制与外置控制转换阀组与外置控制阀组之间通过外部控制油管路连通。
所述的电气控制与外置控制转换阀组包括两位三通电磁换向阀和液控两位六通换向阀且通过两位三通电磁换向阀控制液控两位六通换向阀的工作状态，两位三通电磁换向阀与回油和进油管路连通，液控两位六通换向阀通过外部控制油管路与内置的电气控制油泵中油泵变量活塞和比例电磁换向阀连接，同时还通过外部控制油管路接入外置控制阀组中；外置控制阀组包括两个直动式减压阀，直动式减压阀与回油和进油管路连接。
本发明有益效果：
本发明通过对电控油泵进行改造，通过增加一外置控制模块，实现了电气控制油泵的多模式控制。当电气控制失灵时，通过外置控制模块控制油泵的液压油的流向及流量大小，从而控制绞车滚筒的旋向和速度，实现正常的测、试井作业。
油田测、试井车作业时，下井电缆及仪器最深可达井下1万米。一旦在作业中由于电控系统控制失灵不能上提电缆及仪器，将造成电缆及仪器报废，甚至有可能造成整个油井报废，造成不可估量的损失。在本发明中，由于增加了外置控制模块，一旦电气控制系统出现故障，可应用外置控制模块实现测井作业，有效保护井下电缆及仪器。
附图说明
图1是原有电气控制油泵原理图。
图2是本发明电气控制液压油泵的多模式控制原理图。
图3本发明电气控制液压油泵的多模式控制方案原理图。
具体实施方式
如图1所示，液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制方法，其是在内置的电气控制油泵上增加一外置控制模块，当电气控制失灵时，通过外置控制模块控制油泵的液压油的流向及流量大小，从而实现控制绞车滚筒的旋向和速度，实现正常的测、试井作业。
如图2、图3所示，液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制装置，其包括内置的电气控制油泵和外置控制模块，内置的电气控制油泵中比例电磁换向阀与油泵变量活塞之间内部控制油通道被堵死并且通过外部控制油管路与外置控制模块连通。内置的电气控制油泵包括主泵8及与主泵相连通的辅助泵4，在主泵8两端连接有第一溢流阀2和第二溢流阀7，油泵变量活塞9与比例电磁换向阀1一端连接且油泵变量活塞9和比例电磁换向阀1之间内部控制油通道10被堵死，比例电磁换向阀1通过外部控制油管路II 11与外置控制模块16连通，辅助泵4一端接过滤器3，另外一端接第三溢流阀5和第四溢流阀6，所有溢流阀均通过比例电磁换向阀接入外置控制模块16。外置控制模块包括电气控制与外置控制转换阀组、外置控制阀组，电气控制与外置控制转换阀组与外置控制阀组之间通过外部控制油管路I 14连通。电气控制与外置控制转换阀组13包括两位三通电磁换向阀17和液控两位六通换向阀18且通过两位三通电磁换向阀控制液控两位六通换向阀的工作状态，两位三通电磁换向阀17与回油和进油管路连通，液控两位六通换向阀18通过外部控制油管路II11与内置的电气控制油泵中油泵变量活塞9和比例电磁换向阀1连接，同时还通过外部控制油管路I 14接入外置控制阀组15中；外置控制阀组15包括两个直动式减压阀，直动式减压阀与回油和进油管路连接。
上述结构外置控制模块原理介绍：
一、在液压油泵单电控系统下，控制压力油经比例电磁电换向阀通过液压油泵的内部控制油通道进入油泵变量活塞从而控制油泵输出液压油的流向及流量大小。其液压工作原理图详见附图1：电气控制油泵原理图。
二、在液压油泵的多模式控制下，为了防止外部控制模块工作时比例电磁换向阀中位机能的泄油功能，需堵死液压油泵的内部控制油通道。其液压工作原理图详见附图2：电气控制油泵的多模式控制原理图。
1.液压油泵电气控制系统正常工作时，控制压力油经过比例电磁电换向阀后经油泵的控制油口X1经外部控制油管路引到电气控制与外置控制转换阀组，通过电气控制与外置控制转换阀组转换后经外部控制油管由油泵X3口进入油泵变量活塞的左端控制油泵输出液压油的流向及流量大小。与此同时，油泵变量活塞右端的液压油由油泵的控制油口X4经外部控制油管路引到电气控制与外置控制转换阀组，通过电气控制与外置控制转换阀组转换后经外部控制油管由油泵X2口进入比例电磁换向阀回油。反之已然。
2.液压油泵电控系统工作异常时，通过外置控制模块中的电气控制与外置控制转换阀组将液压油泵由自身电气控制状态转换到外置控制状态，控制压力油从外置控制阀组经外部控制油管路引到电气控制与外置控制转换阀组，经电气控制与外置控制转换阀组转换后经外部控制油管路通过油泵X3或X4直接进入油泵的变量活塞控制油泵输出液压油的流向及流量大小(X3进油，X4出油；X4进油，X3出油。)
电气控制与外置控制转换阀组有多种实现方式，在此以其中一种举例说明。其原理图详见附图3：电气控制油泵的多模式控制方案之一原理图。
1.液压油泵电气控制系统正常工作时，电气控制与外置控制转换阀组中的两位三通电磁换向阀线圈c得电，两位三通电磁换向阀P2的压力油经P1进如液控两位六通换向阀的左端，使液控两位六通换向阀切换到左端工作状态。若油泵比例电磁换向阀线圈b(a)得电，比例换向阀左端为工作状态，控制压力油经比例换向阀后由油泵X1(X2)口经外部控制管路引到液控两位六通换向阀B3(A3)口，再由B1(A1)口经外部控制管路引到油泵X3(X4)口进入油泵变量活塞左(右)腔，推动油泵斜盘工作；与此同时，油泵变量活塞右(左)腔的压力油由油泵X4(X3)口经外部控制管路引到液控两位六通换向阀A1(B1)口，再由A3(B3)口经外部控制管路引到油泵X1(X2)口经比例电磁换向阀后向油泵壳体泄油。
2.液压油泵电控系统工作异常时，电气控制与外置控制转换阀组中的两位三通电磁换向阀线圈c失电，液控两位六通换向阀左端压力油经P1由两位三通电磁换向阀T2口回油，液控两位六通换向阀在弹簧力的作用下使得处于右侧状态，此时，油泵处于外置控制状态。控制压力油由外置控制阀组中(先导控制手柄)的P6口进油，经B6(A6)由外部控制管路引到液控两位六通换向阀B2(A2)口，经B1(A1)口由外部控制管路引到油泵X3(X4)口直接进入油泵变量活塞左(右)腔，推动油泵斜盘工作。与此同时，油泵变量活塞右(左)腔的压力油经油泵X4(X3)口由外部控制管路引到液控两位六通换向阀A1(B1)口，再经A2(B2)由外部控制管路引到先导控制手柄T6口回油。
Claims (4)
1.液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制方法，其特征是在内置的电气控制油泵上增加一外置控制模块，且该外置控制模块包括电气控制与外置控制转换阀组(13)、外置控制阀组，电气控制与外置控制转换阀组(13)与外置控制阀组之间通过外部控制油管路(14)连通；当电气控制失灵时，通过外置控制模块控制油泵的液压油的流向及流量大小，从而实现控制绞车滚筒的旋向和速度，实现正常的测、试井作业。
2.液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制装置，其特征是包括内置的电气控制油泵和外置控制模块，内置的电气控制油泵中比例电磁换向阀与油泵变量活塞之间内部控制油通道被堵死并且通过外部控制油管路与外置控制模块连通；外置控制模块包括电气控制与外置控制转换阀组(13)、外置控制阀组，电气控制与外置控制转换阀组(13)与外置控制阀组之间通过外部控制油管路I(14)连通。
3.根据权利要求2所述的液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制装置，其特征是所述的内置的电气控制油泵包括主泵(8)及与主泵相连通的辅助泵(4)，在主泵(8)两端连接有第一溢流阀(2)和第二溢流阀(7)，油泵变量活塞(9)与比例电磁换向阀(1)一端连接且油泵变量活塞(9)和比例电磁换向阀(1)之间内部控制油通道(10)被堵死，比例电磁换向阀(1)通过外部控制油管路II(11)与外置控制模块(16)连通，辅助泵(4)一端接过滤器(3)，另外一端接第三溢流阀(5)和第四溢流阀(6)，所有溢流阀均通过比例电磁换向阀接入外置控制模块(16)。
4.根据权利要求2所述的液压绞车电气控制液压油泵的多模式控制装置，其特征是所述的电气控制与外置控制转换阀组(13)包括两位三通电磁换向阀(17)和液控两位六通换向阀(18)且通过两位三通电磁换向阀控制液控两位六通换向阀的工作状态，两位三通电磁换向阀(17)与回油和进油管路连通，液控两位六通换向阀(18)通过外部控制油管路II(11)与内置的电气控制油泵中油泵变量活塞(9)和比例电磁换向阀(1)连接，同时还通过外部控制油管路I(14)接入外置控制阀组(15)中；外置控制阀组(15)包括两个直动式减压阀，直动式减压阀与回油和进油管路连接。
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