CN109737039A - 一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，属于井下钻探设备领域。本发明公开了一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，包括由防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵、副泥浆泵、履带行走机构和远程操作台组成，除远程操作台外所有部件均固定在履带行走机构上。本发明采用模块化设计，具有结构紧凑、拆装方便的优势。采用液压传动和先导操作的方式，实现了泥浆泵的机械行走，提高了泥浆泵的搬迁效率；利用液压驱动的方式实现了双泥浆泵的并联输出及其控制，从而满足定向钻孔过程中不同工况下的多种流量需求。

Description

一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置

技术领域

本发明属于井下钻探设备领域，涉及一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置。

背景技术

目前，高位顶板大直径钻孔代替高抽巷进行采空区瓦斯抽采的“以孔代巷”新工艺在各大煤矿广泛应用，大直径高位长钻孔具有单孔瓦斯抽放量大、减少钻孔工程量、延长瓦斯抽放时间、降低吨煤成本的优势，越来越受到各大煤矿的重视，但相关的工艺和装备在国内各大煤矿的应用还处于起步阶段。

泥浆泵车作为定向钻机的关键配套装备，其提供的液体介质主要用于冲洗钻孔，冷却、润滑钻头和钻具，作为孔底马达旋转的动力介质等。泥浆泵车的输出流量与压力在决定了大直径定向钻机的排渣能力及钻进效率，并且很大程度上决定了定向钻机在大直径高位长钻孔施工过程中抱钻、卡钻等事故的处理能力。

随着高位钻孔直径的增加和高效施工的要求，需要配备流量更大、压力更高的泥浆泵来完成孔内冲洗和驱动孔底马达旋转。但目前国内外常用的煤矿井下泥浆泵车全部采用单个泥浆泵提供输出流量，其额定输出流量都在500L/min以下，并不能完全满足大直径定向钻孔和高效施工的要求；而500L/min以上的大流量泥浆泵往往体积过大，难以适应煤矿井下的工作环境，造成煤矿井下用泥浆泵车的输出流量很难进一步提升，因此，研制适合煤矿井下的大流量泥浆泵车成为了目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，以解决煤矿井下高位大直径定向钻孔过程中现有泥浆泵车输出流量和压力无法满足大直径螺杆钻具旋转和高效钻孔的要求。该泥浆泵车结构简单，体积小，易于井下维修和零部件更换，能够独立行走，具有输出流量大、压力高的特点，在不增加现有泥浆泵车体积的情况下，大幅提高了其输出流量，解决了大直径定向钻进对现有泥浆泵输出参数无法满足施工需求的矛盾。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，该装置包括防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵、副泥浆泵、履带行走机构和远程操作台，所述装置还包括液压系统；

所述防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵、副泥浆泵和液压系统设置在履带行走机构上；

所述隔爆兼本安型真空电磁启动器用于控制定向钻机上防爆电机的启动、测量系统供电和车灯供电；

所述隔爆型真空电磁起动器用于控制泥浆泵车防爆电机组件的启动；

所述主泥浆泵和副泥浆泵通过高压水出口并联的方式实现泥浆泵输出流量的叠加，所述蓄能器用于吸收泥浆泵输出介质的流量和压力波动；

所述泵车操作台用于控制泥浆泵车的行走功能；

所述远控操作台用于钻机操作人员远程控制和调节泥浆泵车的输出流量并能实时显示输出介质的流量和压力参数；

所述急停按钮用于在紧急情况下对电机进行断电操作；

所述液压系统用于提供液压传动。

进一步，所述防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵和副泥浆泵通过螺栓联接的方式固定在履带行走机构上，以便拆卸和更换；

所述远程操作台通过液压胶管和平面自封式快换接头的形式与该装置进行连接。

进一步，所述装置采用双泥浆泵并联工作的方式实现大流量输出；

所述主泥浆泵的额定输出流量为480L/min，所述副泥浆泵的额定输出流量为320L/min。

进一步，所述主泥浆泵和副泥浆泵采用液压驱动的方式，由液压马达I和液压马达I I直接带动泥浆泵旋转。

进一步，所述蓄能器为皮囊式蓄能器，用于实现双泥浆泵输出管路合流和吸收泥浆泵输出流量和压力波动。

进一步，所述装置具有隔爆兼本安型真空电磁启动器和隔爆型真空电磁起动器共两个电机启动器，能够单独使用，或与煤矿井下全液压定向钻机配套使用。

进一步，所述主泥浆泵和副泥浆泵根据系统流量需求按各自额定输出流量之间的比例自动调节输出流量的大小。

进一步，通过改变所述主多路阀和副多路阀的阀芯开度控制液压马达的输出转速，实现泥浆泵输出流量的无极调节。

进一步，所述泵车操作台上设置有切换阀、操作台架、压力表、行走手柄、微调阀和液压快换接头；

所述装置具有行走、近控和远控三种操作模式；

通过泵车操作台上的切换阀实现行走、近控和远控功能的切换；

通过泵车操作台上的行走手柄完成履带行走机构的行走和停止；

通过泵车操作台上的微调阀控制泥浆泵开关和调节泥浆泵输出流量大小；

通过远控操作台完成控制泥浆泵开关和调节泥浆泵输出流量大小；

液压快换接头用于实现泥浆泵控制油路的更改。

本发明的有益效果在于：本发明通过在履带行走机构集成泵站、一主一副两个泥浆泵、操作台、液压系统和真空电磁启动器，实现了泥浆泵车的机械行走。泵车采用全液压驱动方式，利用液压系统中的两组多路阀别可以泵车行走和两个泥浆泵的同时旋转，通过双泥浆泵并联工作的方式大幅提高了其输出流量，该泥浆泵车的输出流量可达800L/min，输出压力可达10MPa。整体结构简单、体积小，搬运方便，解决了大直径定向钻进对现有泥浆泵输出参数无法满足施工需求的矛盾。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明结构示意图；

图2为泵车操作台结构示意图；

图3为主泥浆泵的结构示意图；

图4为副泥浆泵的结构示意图；

图5为远控操作台结构示意图。

附图标记：1-防爆电机组件、2-隔爆兼本安型真空电磁启动器、3-车灯组件、4-隔爆型真空电磁起动器、5-主多路阀、6-副多路阀、7-油箱组件、8-冷却器、9-泵车操作台、10-急停按钮、11-蓄能器、12-主泥浆泵、13-副泥浆泵、14-履带行走机构、15-远程操作台、901-切换阀、902-操作台架、903-压力表、904-行走手柄、905-微调阀、906-液压快换接头、1201-带动泥浆泵主体I、1202-联轴器I、1203-马达安装座I、1204-液压马达I、1205-保护罩I、1301-带动泥浆泵主体II、1302-联轴器II、1303-马达安装座II、1304-液压马达II、1305-泥浆泵安装架、1306-保护罩II、1501-操作台架、1502-压力表I、1503-压力表II、1504-微调旋钮、1505-液压先导手柄、1506-液压快换接头、1507-流量计。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图4，为一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，包括防爆电机组件1、隔爆兼本安型真空电磁启动器2、车灯组件3、隔爆型真空电磁起动器4、主多路阀5、副多路阀6、油箱组件7、冷却器8、泵车操作台9、急停按钮10、蓄能器11、主泥浆泵12、副泥浆泵13、履带行走机构14和远程操作台15，除远程操作台15外，所有部件均固定在履带行走机构14上。所述序号1-13的部件通过螺栓联接的方式固定在履带行走机构14上，方便拆卸和更换，所述远程操作台15通过液压胶管和平面自封式快换接头的形式与一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置进行连接。

参考图2，所述一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置具有行走、近控和远控三种操作模式。泵车操作台9上设置有切换阀901、操作台架902、压力表903、行走手柄904、微调阀905、液压快换接头906。

通过泵车操作台9上的切换阀901可以实现行走、近控和远控功能的切换，通过泵车操作台9上的操作台架902将所有零部件集成安装在一起形成一个专用模块，通过泵车操作台9上的压力表可以显示液压系统的工作压力，通过泵车操作台9上的行走手柄904可以完成履带行走机构14的行走和停止，通过泵车操作台9上的微调阀905可以控制泥浆泵开关和调节泥浆泵输出流量大小，通过泵车操作台9上的液压快换接头906可以实现泥浆泵控制油路的更改。

参考图3及参考图4，所述一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置采用双泥浆泵并联工作的方式实现大流量输出，所述主泥浆泵12的额定输出流量为480L/min，所述副泥浆泵13的额定输出流量为320L/min，所述主泥浆泵12和副泥浆泵13可以根据系统流量需求按各自额定输出流量之间的比例自动调节输出流量的大小。所述主泥浆泵12和副泥浆泵13采用液压驱动的方式，由安装在马达安装座I 1203上的液压马达I 1204通过联轴器I 1202带动泥浆泵主体I 1201旋转，安装在马达安装座II 1303上的液压马达II 1304通过联轴器II1302带动泥浆泵主体II 1301旋转，保护罩I 1205和保护罩II 1306，用于联轴器的防护，泥浆泵安装架1305用于副泥浆泵13和主泥浆12的竖直方向叠加安装，通过改变主多路阀5和副多路阀6的阀芯开度控制液压马达的输出转速，从而实现泥浆泵输出流量的无极调节。

参考图5，通过远控操作台15可以完成控制泥浆泵开关和调节泥浆泵输出流量大小的功能，用于钻机操作人员远程控制和调节泥浆泵车的输出流量并能实时显示输出介质的流量和压力等参数。操作台架1501用于模块集成，压力表I 1502用于显示水压；压力表II1503用于显示液压控制油路的操作压力；微调旋钮1504用于调整泥浆泵输出流量；液压先导手柄1505用于控制泥浆泵启动和停止，液压快换接头1506用于远程控制油路的连接，流量计1507用于直接显示水路系统的流量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，该装置包括防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵、副泥浆泵、履带行走机构和远程操作台，其特征在于：所述装置还包括液压系统；

所述防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵、副泥浆泵和液压系统设置在履带行走机构上；

所述隔爆兼本安型真空电磁启动器用于控制定向钻机上防爆电机的启动、测量系统供电和车灯供电；

所述隔爆型真空电磁起动器用于控制泥浆泵车防爆电机组件的启动；

所述主泥浆泵和副泥浆泵通过高压水出口并联的方式实现泥浆泵输出流量的叠加，所述蓄能器用于吸收泥浆泵输出介质的流量和压力波动；

所述泵车操作台用于控制泥浆泵车的行走功能；

所述远控操作台用于钻机操作人员远程控制和调节泥浆泵车的输出流量并能实时显示输出介质的流量和压力参数；

所述急停按钮用于在紧急情况下对电机进行断电操作；

所述液压系统用于提供液压传动。

2.根据权利要求1所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述防爆电机组件、隔爆兼本安型真空电磁启动器、车灯组件、隔爆型真空电磁起动器、主多路阀、副多路阀、油箱组件、冷却器、泵车操作台、急停按钮、蓄能器、主泥浆泵和副泥浆泵通过螺栓联接的方式固定在履带行走机构上，以便拆卸和更换；

所述远程操作台通过液压胶管和平面自封式快换接头的形式与该装置进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述装置采用双泥浆泵并联工作的方式实现大流量输出；

所述主泥浆泵的额定输出流量为480L/min，所述副泥浆泵的额定输出流量为320L/min。

4.根据权利要求1所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述主泥浆泵和副泥浆泵采用液压驱动的方式，由液压马达I和液压马达II直接带动泥浆泵旋转。

5.根据权利要求1所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述蓄能器为皮囊式蓄能器，用于实现双泥浆泵输出管路合流和吸收泥浆泵输出流量和压力波动。

6.根据权利要求1所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述装置具有隔爆兼本安型真空电磁启动器和隔爆型真空电磁起动器共两个电机启动器，能够单独使用，或与煤矿井下全液压定向钻机配套使用。

7.根据权利要求3所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述主泥浆泵和副泥浆泵根据系统流量需求按各自额定输出流量之间的比例自动调节输出流量的大小。

8.根据权利要求4所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：通过改变所述主多路阀和副多路阀的阀芯开度控制液压马达的输出转速，实现泥浆泵输出流量的无极调节。

9.根据权利要求1所述的一种液压驱动的双泥浆泵并联控制装置，其特征在于：所述泵车操作台上设置有切换阀、操作台架、压力表、行走手柄、微调阀和液压快换接头；

所述装置具有行走、近控和远控三种操作模式；

通过泵车操作台上的切换阀实现行走、近控和远控功能的切换；

通过泵车操作台上的行走手柄完成履带行走机构的行走和停止；

通过泵车操作台上的微调阀控制泥浆泵开关和调节泥浆泵输出流量大小；

通过远控操作台完成控制泥浆泵开关和调节泥浆泵输出流量大小；

液压快换接头用于实现泥浆泵控制油路的更改。