CN106437490B - 一种机械钻机用集成式液压动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械钻机用集成式液压动力系统，包括并车箱、分动箱、液压泵组、液压阀组、液压顶驱的液压执行机构、液压转盘的液压执行机构、控制器，所述并车箱的动力输出端通过联轴组件与分动箱的动力输入端相连，分动箱的动力输出端与液压泵组的动力输入端相连，所述液压泵组通过液压阀组分别为液压顶驱的液压执行机构和液压转盘的液压执行机构提供动力。本发明将一般液压顶驱的主、辅液压动力单元以及液压转盘的液压动力单元集成为一个液压动力单元，并直接并入现有机械钻机的动力系统，一方面，可显著缩小液压动力单元的体积，减少液压动力单元占地面积；另一方面，避免为液压顶驱的液压执行机构和液压转盘的液压执行机构提供新的动力单元，降低了机械钻机改造成本。

Description

一种机械钻机用集成式液压动力系统
技术领域
本发明涉及一种钻机的液压系统，尤其涉及一种机械钻机用集成式液压动力系统。
背景技术
常规液压顶驱的液压执行机构钻进钻机一般通过提供主液压动力单元与辅助液压动力单元以分别满足顶驱钻井主执行器和顶驱辅助液压执行元件的工作需要，并为转盘提供单独的动力源作为钻机动力备份。若在机械钻机改造或者新型自动化钻机研发过程中继续沿袭这种模式，则既不符合钻机集成化、高效率的总体发展趋势，也不利于钻机的安装、运输，且单独提供的动力系统会显著增加钻井成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种机械钻机用集成式液压动力系统，该系统为钻机液压顶驱的液压执行机构和液压转盘的液压执行机构等液压组件集中提供动力，实现钻机液压动力单元集成化、减少动力单元体积，提高能源整体利用率，降低钻井成本。
本发明所采用的技术方案为：一种机械钻机用集成式液压动力系统，其特征在于：包括并车箱、分动箱、液压泵组、液压阀组、液压顶驱的液压执行机构、液压转盘的液压执行机构、控制器，所述并车箱的动力输出端通过联轴组件与分动箱的动力输入端相连，分动箱的动力输出端与液压泵组的动力输入端相连，所述液压泵组通过液压阀组分别为液压顶驱的液压执行机构和液压转盘的液压执行机构提供动力。
按上述技术方案，所述分动箱的动力输出形式为两侧输出或单侧输出。
按上述技术方案，所述联轴组件包括气胎离合器、万向轴、弹性联轴器，所述气胎离合器的一侧与并车箱的动力输出端相连，另一侧与万向轴相连，所述万向轴的两一侧与弹性联轴器相连，所述弹性联轴器的另一侧与分动箱的动力输入端相连。
按上述技术方案，所述液压阀组包括至少两个二位三通换向阀，所述液压泵组的出油口与一个二位三通换向阀的进油口相连，二位三通换向阀的第一出油口与液压顶驱的液压执行机构的驱动马达组件相连，第二出油口与转盘驱动马达组件相连；另一个位三通换向阀的第一出口与液压顶驱的液压执行机构的驱动马达组件的回油管路相连，第二出口与转盘驱动马达组件的回油管路相连，进口与集成液压动力单元的回油管路相连。
按上述技术方案，所述液压泵组包括液压顶驱主旋转驱动用液压泵，液压顶驱辅助液压机构用液压泵、转盘驱动用液压泵以及液压系统动力源液压泵工作所需的补油泵和液压油散热用循环泵。
本发明所取得的有益效果为：本发明将一般液压顶驱的主、辅液压动力单元以及液压转盘的液压动力单元集成为一个液压动力单元，并直接并入现有机械钻机的动力系统，一方面，可缩小液压动力单元的体积，减少了液压动力单元的占地面积；另一方面，避免为液压顶驱的液压执行机构和液压转盘的液压执行机构提供新的动力单元，降低了机械钻机改造成本；同时，本发明可广泛应用于新型自动化钻机设计，其高度集成的液压动力单元，有利于自动化钻机的集成控制，并可显著减少自动化钻机动力单元的体积，便于钻机运输。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明中液压阀组的结构简图。
图中：1、液压顶驱的液压执行机构，2、液压泵组，3、液压转盘的液压执行机构，4、万向轴，5、气胎离合器，6、弹性联轴器，7、并车箱，8、控制器，9、控制信号线组，10、液压管组，11、液压集成块，12、分动箱，13、二位三通换向阀，14、转盘驱动马达组件，15、顶驱驱动马达组件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种机械钻机用集成式液压动力系统，包括并车箱7、分动箱12、液压泵组2、液压阀组11、液压顶驱的液压执行机构1、液压转盘的液压执行机构3、控制器8，所述并车箱7的动力输出端通过联轴组件与分动箱12的动力输入端相连，分动箱12的动力输出端与液压泵组2的动力输入端相连，所述液压泵组2通过液压管组10与液压阀组11相连，并通过液压阀组11分别为液压顶驱的液压执行机构1和液压转盘的液压执行机构3提供动力。控制器8通过控制信号线组9，获得完成控制所需的液压系统的运行参数并实施对液压系统运行的参数控制，这些参数主要包括液压泵的排量、压力，以及液压阀的动作等。
本实施例中，所述联轴组件包括气胎离合器5、万向轴4、弹性联轴器6，所述气胎离合器5的一侧与并车箱7的输出轴相连，另一侧与万向轴4相连，所述万向轴4的两一侧与弹性联轴器6相连，所述弹性联轴器6的另一侧与分动箱12的输入轴相连。当然，本发明中的联轴组件并不限于上述实施方式，分动箱与并车箱之间的连接方式可根据现场需要调整。
本实施例中，所述液压泵组2包括液压顶驱主旋转驱动用液压泵，液压顶驱辅助液压机构用液压泵、转盘驱动用液压泵以及液压系统动力源液压泵工作所需的补油泵和液压油散热用循环泵等，液压系统的实际需求决定泵的总数量和分动箱的结构尺寸。
本实施例中，所述分动箱12的动力输出形式为两侧输出或单侧输出（图1中以为两侧输出为例进行示意说明）。
图2为本发明中液压阀组的原理简图，所述液压阀组包括至少两个二位三通换向阀13，所述液压泵组2的出油口分别与一个二位三通换向阀13的进油口相连，两个二位三通换向阀13的第一出油口均与顶驱驱动马达组件15相连，两个第二出油口与转盘驱动马达组件14相连。由图2可见，液压泵组2通过换向阀13实现转盘驱动与顶驱驱动之间的切换。正常工况下，钻机采用顶驱驱动马达组件15钻进，一旦液压顶驱的液压执行机构出现故障，则通过换向阀13的动作，使得液压泵组向液压转盘驱动马达组件14供油，钻机由顶驱钻进切换为转盘钻进。

Claims (4)

1.一种机械钻机用集成式液压动力系统，其特征在于：包括并车箱、分动箱、液压泵组、液压阀组、液压顶驱的液压执行机构、液压转盘的液压执行机构、控制器，所述并车箱的动力输出端通过联轴组件与分动箱的动力输入端相连，分动箱的动力输出端与液压泵组的动力输入端相连，所述液压泵组通过液压阀组分别为液压顶驱的液压执行机构和液压转盘的液压执行机构提供动力, 所述液压阀组包括至少两个二位三通换向阀，所述液压泵组的出油口与一个二位三通换向阀的进油口相连，二位三通换向阀的第一出油口与液压顶驱的液压执行机构的驱动马达组件相连，第二出油口与转盘驱动马达组件相连；另一二位三通换向阀的第一出口与液压顶驱的液压执行机构的驱动马达组件的回油管路相连，第二出口与转盘驱动马达组件的回油管路相连，进口与集成液压动力单元的回油管路相连。
2.根据权利要求1所述的一种机械钻机用集成式液压动力系统，其特征在于：所述分动箱的动力输出形式为两侧输出或单侧输出。
3.根据权利要求1或2所述的一种机械钻机用集成式液压动力系统，其特征在于：所述联轴组件包括气胎离合器、万向轴、弹性联轴器，所述气胎离合器的一侧与并车箱的动力输出端相连，另一侧与万向轴相连，所述万向轴的两一侧与弹性联轴器相连，所述弹性联轴器的另一侧与分动箱的动力输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种机械钻机用集成式液压动力系统，其特征在于：所述液压泵组包括液压顶驱主旋转驱动用液压泵，液压顶驱辅助液压机构用液压泵、转盘驱动用液压泵以及液压系统动力源液压泵工作所需的补油泵和液压油散热用循环泵，这些泵通过分动箱统一从并车厢获取动力。
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