CN202227978U - 一种石油顶部驱动钻井装置液压系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石油顶部驱动钻井装置液压系统，包括液压泵，液压泵的出口连通卸荷阀及先导式溢流阀，所述卸荷阀的进口及先导式溢流阀的进口均与液压泵的出口连通，所述卸荷阀的进口还与液压缸并联；系统采用卸荷阀与溢流阀组合，在系统运行的整个过程中实现全液压自动压力切断，无须电控，改善了常规采用电磁溢流阀卸荷时电磁铁频繁得电而造成电磁铁易损坏的现状。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液压系统，特别涉及一种应用于石油顶驱液压系统油源节能控制装置。
背景技术
现有的石油顶部驱动钻井装置液压系统多是采用常规溢流阀或是电磁溢流阀控制液压泵的工作。
采用常规溢流阀，当系统压力达到阀的设定压力后系统开始溢流，必将造成能量损失，系统噪声大。
针对上述问题，如图1所示，现有技术中，还有一种采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的卸荷回路。当先导型溢流阀的远控口通过二位二通电磁阀接通油箱时，此时阀的溢流压力为溢流阀的卸荷压力，使液压泵输出的油液以很低的压力经溢流阀和阀回油箱，实现泵的卸荷。采用电磁溢流阀卸荷时系统需增添压力开关或压力变送器来控制电磁溢流阀进行卸荷，此种控制方式较前者有明显改善，但在使用过程中，电磁铁频繁得电必将影响电磁铁寿命，同时系统须增添压力开关或压力变送器来满足使用要求，对控制也有一定程度的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种使用寿命更长的石油顶部驱动钻井装置液压系统；更进一步的目的是提供一种操作更加安全的石油顶部驱动钻井装置液压系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：一种石油顶部驱动钻井装置液压系统，包括液压泵，液压泵的出口连通卸荷阀及先导式溢流阀，所述卸荷阀的进口及先导式溢流阀的进口均与液压泵的出口连通，所述卸荷阀的进口还与液压缸并联。
根据上述石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述卸荷阀为设置有单向阀的二位二通阀，所述单向阀的出口与二位二通阀连通，所述液压缸并联在单向阀与二位二通阀之间。通过在卸荷阀内加装单向阀，可用来防止蓄能器中的压力油倒流。
优选的，所述二位二通阀包括弹簧腔及阀芯，所述阀芯的一端与单向阀的出口连通，所述阀芯的另一端与先导式溢流阀的遥控口连通。通过在卸荷阀内加装单向阀，可用来防止蓄能器中的压力油倒流。
优选的，所述二位二通阀的两个介质通道分别与先导式溢流阀的遥控口及油箱连通。
优选的，所述液压缸与刹车装置相连。采用这样的结构，可以在顶驱在钻井过程中提供刹车盘所需的刹车力。
根据上述石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述单向阀的输出端并联有蓄能器。采用蓄能器保压，保压过程中蓄能器能量可供在出现紧急事故时刹车用，保压过程中液压泵低压卸荷，降低系统噪音，系统更加节能、高效。
根据上述石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述液压泵为恒压变量泵。
根据上述石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述阀芯连通单向阀的一端的端面面积大于阀芯连通先导式溢流阀的一端的端面面积。由于阀芯两端所受的力也有不同，左端大于右端，当阀芯左端受力大于右端液压力加弹簧力后，可推动阀芯向右移动，向系统提供适当的压力。
根据上述石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述液压泵连通有油箱。通过油箱向整个系统提供压力油。
根据上述石油顶部驱动钻井装置液压系统，所述先导式溢流阀的出口及卸荷阀的出口均与油箱连通。通过油箱使整个系统形成压力油回路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：系统采用卸荷阀与溢流阀组合，在系统运行的整个过程中实现全液压自动压力切断，无须电控，改善了常规采用电磁溢流阀卸荷时电磁铁频繁得电而造成电磁铁易损坏的现状。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图中标记：油箱—1；液压泵—2；卸荷阀—3；先导式溢流阀—4；单向阀—5；二位二通阀—6；蓄能器—7。
具体实施方式
下面结合附图来详细介绍本实用新型的实施方法：
如图2所示，本石油顶部驱动钻井装置液压系统包括液压泵2、先导式溢流阀4、带内置单向阀5的卸荷阀3、蓄能器7、油箱1及管路附件，液压泵2为恒压变量泵。液压泵2的吸油口经过管路与油箱1相连，出口分为两条支路：一条与先导式溢流阀4的进口相连，另一支路进入卸荷阀3的内置单向阀5进口。进入先导式溢流阀4的支路油液经过阀内部阻尼孔进入主阀芯上端，同时进入先导阀的上腔与遥控口，遥控口与卸荷阀3的阀芯右端相连通。进入卸荷阀3的支路油液经过内置单向阀5后通过卸荷阀3的出口向液压缸提供压力油，同时这部分油液与卸荷阀3的阀芯的左端相连通。卸荷阀3弹簧腔与卸荷阀3的出口相连，经过卸荷阀3单独接回油箱1，这样避免了系统回油背压对阀芯产生的作用力，先导式溢流阀4的回油口接回油箱1。
实施例1
如图2所示，本实用新型石油顶部驱动钻井装置液压系统，包括油箱1以及之相连的液压泵2，液压泵2的吸油口经过管路与油箱1相连，液压泵2的出口还连通卸荷阀3及先导式溢流阀4，卸荷阀3的进口及先导式溢流阀4的进口均与液压泵2的出口连通，同时，卸荷阀3的进口还与液压缸并联，先导式溢流阀4的出口及卸荷阀3的出口均与油箱1连通。
实施例2
如图2所示，本实用新型石油顶部驱动钻井装置液压系统，包括油箱1以及之相连的液压泵2，液压泵2的吸油口经过管路与油箱1相连，液压泵2的出口还连通卸荷阀3及先导式溢流阀4，卸荷阀3的进口及先导式溢流阀4的进口均与液压泵2的出口连通，同时，卸荷阀3的进口还与液压缸并联，先导式溢流阀4的出口及卸荷阀3的出口均与油箱1连通。卸荷阀3为设置有单向阀5的二位二通阀6，二位二通阀6包括弹簧腔及阀芯，阀芯的一端与单向阀5的出口连通，阀芯的另一端与先导式溢流阀4的遥控口连通。单向阀5的出口与二位二通阀6连通，液压缸并联在单向阀5与二位二通阀6之间。
实施例3
如图2所示，本实用新型石油顶部驱动钻井装置液压系统，包括油箱1以及之相连的液压泵2，液压泵2为恒压变量泵液压泵2的吸油口经过管路与油箱1相连，液压泵2的出口还连通卸荷阀3及先导式溢流阀4，卸荷阀3的进口及先导式溢流阀4的进口均与液压泵2的出口连通，同时，卸荷阀3的进口还与液压缸并联，液压缸与刹车装置相连，先导式溢流阀4的出口及卸荷阀3的出口均与油箱1连通。卸荷阀3为设置有单向阀5的二位二通阀6，二位二通阀6包括弹簧腔、阀芯及两个介质通道，阀芯的一端与单向阀5的出口连通，阀芯的另一端与先导式溢流阀4的遥控口连通。单向阀5的出口与二位二通阀6连通，阀芯连通单向阀5的一端的端面面积大于阀芯连通先导式溢流阀4的一端的端面面积。液压缸并联在单向阀5与二位二通阀6之间，二位二通阀6的两个介质通道分别与先导式溢流阀4的遥控口及油箱1连通。
本实用新型的工作过程如下：
当液压缸连通的执行元件工作时，系统压力升高，压力油液经过先导式溢流阀4的遥控口作用在卸荷阀3的阀芯的右端，同时，卸荷阀3内置单向阀5作用在阀芯的左端，由于左、右端阀芯端面存在面积差，故阀芯两端所受的力也有不同，当阀芯左端受力大于右端液压力加弹簧力后，阀芯向右移动，接通卸荷阀3的介质通道，先导式溢流阀4的遥控口卸荷，这样使得溢流阀的阀芯上下端形成压差，溢流阀的阀口开启，系统开始卸荷。系统在卸荷过程中，由于卸荷阀3内单向阀5的存在，油液不会倒流，蓄能器7向系统供油并保持压力，整个过程中蓄能器7的压力一直作用在卸荷阀3主阀芯的左端，而阀芯的右端由于泵处于卸荷状态因而压力极低，可忽略，作用在阀芯右端主要的力为弹簧力。
当液压缸连通的执行元件动作或泄漏，使得压力降低至卸荷阀3的设定压力时，在弹簧力的作用下，主阀芯向左移动，关闭了卸荷阀3内经由介质通道的油路，先导式溢流阀4的主阀芯关闭，液压泵2恢复为蓄能器7及系统提供压力。
在整个泵卸荷的过程中，蓄能器7压力始终对卸荷阀3的阀芯施加一个推力，保证溢流阀的先导油液泄油路畅通，并保证了泵能稳定在卸荷状态，即使回路中有泄漏使蓄能器7压力降低，也能使液压泵2处于持续卸荷状态，满足系统要求。
当系统回路不工作时，液压泵2自动处于无负荷运转状态，从而延长了泵的使用寿命、降低系统发热、提高系统效率。当蓄能器7充液压力达到卸荷阀3的设定压力时，卸荷阀3的阀芯动作，此时先导式溢流阀4的遥控口中的先导腔油液经过卸荷阀3卸荷，先导式溢流阀4的主阀芯动作，系统卸荷；卸荷阀3内装有单向阀5，用来防止蓄能器7中的压力油倒流。当蓄能器7中油液压力降低到卸荷阀3设定压差范围时，卸荷阀3的阀芯关闭，液压泵2恢复向蓄能器7充液。
考虑到顶驱在钻进过程中仅需提供刹车盘所需的刹车力，所以蓄能器7在此过程中需要长时间保压，在卸荷时卸荷阀3的阀芯在蓄能器7压力的推动下始终保证先导式溢流阀4先导腔压力卸荷通路畅通，即使回路中有泄漏使蓄能器7压力降低也能使泵持续处于卸荷状态，直至卸荷阀3设定的最低工作压力。卸荷阀3的弹簧腔单独接回油箱1，避免了系统回油路上有压力波动而造成的阀芯不稳定状态。
Claims (10)
1.一种石油顶部驱动钻井装置液压系统，包括液压泵，其特征在于：所述液压泵的出口连通卸荷阀及先导式溢流阀，所述卸荷阀的进口及先导式溢流阀的进口均与液压泵的出口连通，所述卸荷阀的进口还与液压缸并联。
2.根据权利要求1所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述卸荷阀为设置有单向阀的二位二通阀，所述单向阀的出口与二位二通阀连通，所述液压缸并联在单向阀与二位二通阀之间。
3.根据权利要求2所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述二位二通阀包括弹簧腔及阀芯，所述阀芯的一端与单向阀的出口连通，所述阀芯的另一端与先导式溢流阀的遥控口连通。
4.根据权利要求3所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述二位二通阀的两个介质通道分别与先导式溢流阀的遥控口及油箱连通。
5.根据权利要求3所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述液压缸与刹车装置相连。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述单向阀的输出端并联有蓄能器。
7.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述液压泵为恒压变量泵。
8.根据权利要求2至5中任一权利要求所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述阀芯连通单向阀的一端的端面面积大于阀芯连通先导式溢流阀的一端的端面面积。
9.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述液压泵连通有油箱。
10.根据权利要求9所述的石油顶部驱动钻井装置液压系统，其特征在于：所述先导式溢流阀的出口及卸荷阀的出口均与油箱连通。
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