CN106168113A - 一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统，包括油箱、液压泵、第一控制阀、第一马达、第二控制阀及第二马达，第三控制阀、第三马达及第四马达，所述液压泵的压力油口与所述第一控制阀的进油口连接；所述第一控制阀的两个工作油口分别与所述第二控制阀的两个工作油口连接；所述第一马达的两个工作油口分别与所述第二控制阀的一个工作油及出油口连接，所述第二马达的两个工作油口分别与所述第二控制阀的另一个工作油及进油口连接；所述第三控制阀的两个进油口与所述第一控制阀的两个工作油口连接，所述第三马达及所述第四马达并联在所述第三控制阀的两个出油口之间。本发明提升了水平定向机钻的最大推拉力，同时保证了水平定向机钻的施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及水平定向钻机制造领域，特别涉及一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统。
背景技术
水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施的一种工程机械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、石油等领域的地下管道、管线的铺设中，其适用于沙土、黏土、卵石、岩石等各种复杂地层。
水平定向钻机的推进机构必须提供足够大的推拉力，才能保证施工的顺利进行，水平定向钻机的推进系统一般由液压马达提供推拉力。
请参见图1，其示出了现有技术中的水平定向钻机的推进机构控制系统100，其包括油箱101、液压泵102、第一控制阀103、第一马达104、第二控制阀105、第二马达106。所述液压泵102的吸油口与所述油箱101连接，所述液压泵102的压力油口与所述第一控制阀103的进油口连通；所述第一控制阀103的两个工作油口分别与所述第二控制阀105的两个工作油口连接；所述第一马达104的一个工作油口与所述第二控制阀105的一个工作油口连接，所述第一马达104的另一个工作油口与所述第二控制阀105的出油口连接，所述第二马达106的一个工作油口与所述第二控制阀105的另一个工作油口连接，所述第二马达106的另一个工作油口与所述第二控制阀105的进油口连接。
其工作原理如下：液压泵102从油箱101吸油，通过所述第一控制阀103向所述第一马达104及所述第二马达106供油，从而驱动所述第一马达104及所述第二马达106做功。当钻机需要较高的推拉速度时，所述第二控制阀105控制所述第一马达104与所述第二马达106串联，以实现推进机构的高速推进；当钻机需要较大的推拉力时，所述第二控制阀105控制所述第一马达104及第二马达106并联，以实现推进机构输出较大的推进力。可见，现有的推进机构控制系统100设有两个驱动马达，并能通过控制阀控制两个马达串联或是并联，以实现推进机构的高速推进或输出较大的推进力。
但是，在超长距离穿透、大孔径穿透或是穿透岩层等坚硬地层时，需要推进机构输出更大的推拉力，如果推拉力不够，很容易造成钻杆、钻具被卡甚至折断，造成巨大的经济损失。为了输出更大的推拉力，需要设置更多的马达以增大推进机构的推拉力，但是由于系统的流量有限，增加马达的数量必将造成推进速度的降低，从而影响了工作效果。
综上所述，有必要设计出一种新的钻机推进机构增力控制系统，其即能提升水平定性钻机所能输出的最大推拉力，又能保证水平定性钻机的工作效率。
发明内容
为实现上述技术目标，本发明提出了一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统，其技术方案如下：
一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统，其包括油箱、液压泵、第一控制阀、第一马达、第二控制阀及第二马达，所述液压泵的吸油口与所述油箱连接，所述液压泵的压力油口与所述第一控制阀的进油口连接；所述第一控制阀的两个工作油口分别与所述第二控制阀的两个工作油口连接；所述第一马达的一个工作油口与所述第二控制阀的一个工作油口连接，所述第二马达的一个工作油口与所述第二控制阀的另一个工作油口连接；所述第一马达的另一个工作油口与所述第二控制阀的出油口连接，所述第二马达的另一个工作油口与所述第二控制阀的进油口连接；其还包括有第三控制阀、第三马达及第四马达，所述第三控制阀的两个进油口与所述第一控制阀的两个工作油口连接，所述第三马达及所述第四马达并联在所述第三控制阀的两个出油口之间。
其技术效果在于：提升了水平定向机钻的最大推拉力，同时保证了水平定向机钻的施工效率，极大地提升了水平定向钻机应对复杂地层和特殊工况的适应能力。
进一步的，其还包括第二单向阀及第三单向阀，所述第二单向阀的出油口与所述第三控制阀的一个出油口连接，所述第三单向阀的出油口与所述第三控制阀的另一个出油口连接；所述第二单向阀的进油口及所述第三单向阀的进油口均与所述第一控制阀的回油口连接。
其技术效果在于：有效第防止了第三马达和所述第四马达在泵工况下产生 吸孔或气蚀。
进一步的，其还包括第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述第一控制阀的回油口连接，所述第一单向阀的出油口与所述油箱连接。
其技术效果在于：提升了第一控制阀的回油口对第三马达及和第四马达的补油能力，进一步防止了第三马达和所述第四马达在泵工况下产生吸空或气蚀。
进一步的，所述第一马达、所述第二马达、所述第三马达及所述第四马达由一个马达或多个马达构成。
其技术效果在于：方便构建更多类型的水平定向钻机的推进机构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所述需要使用的附图进行简单描述，显而易见地，下面描述中的附图仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为现有技术中的水平定向钻机的推进机构控制系统的结构示意图；
图2为本发明的一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参见图2，其示出了本发明的一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统在一个具体实施例中的结构示意图。如图2所示，本发明的一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统200包括油箱201、液压泵202、第一控制阀203、第一马达204、第二控制阀205、第二马达206、第三控制阀208、第三马达211及第四马达212。
所述液压泵202的吸油口与所述油箱201连接，所述液压泵202的压力油口与所述第一控制阀203的进油口连接。所述第一控制阀203的两个工作油口分别与所述第二控制阀205的两个工作油口连接。所述第一马达204的一个工作油口与所述第二控制阀205的一个工作油口连接，所述第二马达206的一个工作油口与所述第二控制阀205的另一个工作油口连接，所述第一马达204的另一个工作油口与所述第二控制阀205的出油口连接，所述第二马达206的另 一个工作油口与所述第二控制阀205的进油口连接。
所述第三控制阀208的两个进油口与所述第一控制阀203的两个工作油口连接，所述第三马达211及所述第四马达212并联在所述第三控制阀208的两个出油口之间。
可见，与现有技术中的水平定向钻机的推进机构控制系统100相比较，本发明中的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200增设了两个并联马达，即所述第三马达211及所述第四马达212，这两个马达由所述第三控制阀208控制。
本发明的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200的工作原理如下：
普通地层或工况下(默认状态)，所述第三控制阀208控制所述第三马达211及所述第四马达212进入浮动状态，也就是说第三控制阀208控制所述第三马达211及所述第四马达212处于非工作状态，所述第三马达211及所述第四马达212不需要所述液压泵202提供液压油。此时，本发明的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200的功能相当于现有技术中的水平定向钻机的推进机构控制系统100。在上述的默认的普通地层或工况下：
1、当水平定向钻机对推拉力的要求不高，但是需要较高的施工效率时：所述第二控制阀205控制所述第一马达204与所述第二马达206串联，所述液压泵202从所述油箱201吸油，并通过所述第一控制阀203向所述第一马达204及所述第二马达206供应液压油，以驱动所述第一马达204及所述第二马达206做功，以实现水平定向钻机的高速推进；
2、当水平定向钻机需要较大的推拉力时：所述第二控制阀205控制所述第一马达204及所述第二马达206并联，所述液压泵202从所述油箱201吸油，并通过所述第一控制阀203向所述第一马达204及所述第二马达206供应液压油，以驱动所述第一马达204及所述第二马达206做功，以实现推进机构输出较大的推进力。
复杂地层或特殊工况下(特殊状态)，水平定向钻机需要更大的推拉力时：所述第三控制阀208控制所述第三马达211及所述第四马达212进入工作状态。此时，所述液压泵202从所述油箱201吸油，一部分液压油通过所述第一控制阀203供应给所述第一马达204及所述第二马达206，一部分液压油通过所述三控制阀208进入所述第三马达211及所述第四马达212。
也就是说，在所述复杂地层或特殊工况下(特殊状态)，本发明的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200的四个马达能够同时做功，从而输出更大的推拉力。
通过上面的描述，可见本发明的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200的有益效果如下：其推拉力的输出能力得到了显著提升，同时保证了水平定向钻机的施工效率，极大体提升了水平定向钻机应对复杂地层和特殊工况的能力。
在一个具体实施例中，本发明的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200还包括有第二单向阀209及第三单向阀210，所述第二单向阀209的出油口与所述第三控制阀208的一个出油口连接，所述第三单向阀210的出油口与所述第三控制阀208的另一个出油口连接；所述第二单向阀209的进油口及所述第三单向阀210的进油口均与所述第一控制阀203的回油口连接。
由前述内容可知，当水平定向钻机的推进机构增力控制系统200处于普通地层或工况下(默认状态)，所述第三马达211及所述第四马达212处于浮动状态，所述第三马达211及所述第四马达212自身的两个工作油口相互连通，此时所述第三马达211和所述第四马达212被所述第一马达204和所述第二马达206拖动，为泵工况。如本领域普通技术人员所熟知的，处于泵工况下的马达很容易产生吸空或气蚀而受损。
而本实施例中的所述第二单向阀209、所述第三单向阀210连通所述第一控制阀203的回油口，从而使得第一控制阀203中的少部分液压油能进入所述第三马达211及和所述第四马达212，从而实现了对所述第三马达211及和所述第四马达212的补油，有效防止了第三马达211和所述第四马达212产生吸空或气蚀。
在一个具体实施例中，本发明的水平定向钻机的推进机构增力控制系统200还包括第一单向阀207，所述第一单向阀207的进油口与所述第一控制阀203的回油口连接，所述第一单向阀207的出油口与所述油箱201连接。
所述第一单向阀207的作用就是在回油管上提供一定的回油压力，提升了所述第一控制阀203的回油口对所述第三马达211及和所述第四马达212的补油能力。
在一些具体实施例中，所述第一马达204、所述第二马达206、所述第三马 达211及所述第四马达212可以根据具体需要选择由一个马达构成的单马达系统或由多个马达构成的多马达系统。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。
Claims (4)
1.一种水平定向钻机的推进机构增力控制系统，其包括油箱、液压泵、第一控制阀、第一马达、第二控制阀及第二马达，所述液压泵的吸油口与所述油箱连接，所述液压泵的压力油口与所述第一控制阀的进油口连接；所述第一控制阀的两个工作油口分别与所述第二控制阀的两个工作油口连接；所述第一马达的一个工作油口与所述第二控制阀的一个工作油口连接，所述第二马达的一个工作油口与所述第二控制阀的另一个工作油口连接；所述第一马达的另一个工作油口与所述第二控制阀的出油口连接，所述第二马达的另一个工作油口与所述第二控制阀的进油口连接；
其特征在于：其还包括有第三控制阀、第三马达及第四马达，所述第三控制阀的两个进油口与所述第一控制阀的两个工作油口连接，所述第三马达及所述第四马达并联在所述第三控制阀的两个出油口之间。
2.如权利要求1所述的水平定向钻机的推进机构增力控制系统，其特征在于：其还包括第二单向阀及第三单向阀，所述第二单向阀的出油口与所述第三控制阀的一个出油口连接，所述第三单向阀的出油口与所述第三控制阀的另一个出油口连接；所述第二单向阀的进油口及所述第三单向阀的进油口均与所述第一控制阀的回油口连接。
3.如权利要求1所述的水平定向钻机的推进机构增力控制系统，其特征在于：其还包括第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述第一控制阀的回油口连接，所述第一单向阀的出油口与所述油箱连接。
4.如权利要求1至3任一项所述的水平定向钻机的推进机构增力控制系统，其特征在于：所述第一马达、所述第二马达、所述第三马达及所述第四马达由一个马达或多个马达构成。
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