CN207526787U - 石油套管接箍拧接机的液压系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油套管接箍拧接机的液压系统,包括泵控部分、变流量部分、液压马达方向控制部分、冷却部分和管路若干,液压泵通过液压管路与单向阀、电磁卸荷阀和压力表组成安全卸荷回路,液压泵与恒流阀和恒压控制阀连接,恒流阀与板式节流阀和叠加式节流阀的压力信号源连接;变流量部分包括两路液压阀组,第二路液压阀组通过管路并联在单向阀的出口、三位四通液动换向阀的进口;液压马达方向控制部分包括三位四通液动换向阀、高压球阀和液压马达;冷却部分设有风冷却器,风冷却器的进口和三位四通液动换向阀T口连接,风冷却器出口通过管路与油箱连接。本实用新型的有益效果是:结构简单,故障率低,系统发热量降低,能源利用率提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油开采设备领域的套管连接技术,特别涉及一种石油套管接箍拧接机的液压系统。
背景技术
接箍拧接机是生产石油套管的主要设备,其主要作用是把接箍和管体拧接和卸开。在油套管生产过程中,接箍拧接机是油套管质量控制的重要设备之一,接箍上卸扣的质量直接影响到油套管的连接性能和密封性能。接箍拧接机在拧接过程中应具备高低速转换。也就是说拧接机在预拧时要求低扭矩高转速,终拧时要求高扭矩低转速以提高生产效率和产品合格率。
传统的设计是采用高低压泵(定量泵)组合的形式,通过大小泵的切换来实现转速的变化。该设计的缺陷是:高低扭矩转换时液压冲击大、驱动电机键槽损坏频繁,维修困难、液压系统发热量高等。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种石油套管接箍拧接机的液压系统,在最高限压范围内泵始终能自动地适应负载的变化,流量根据系统需要相应变化,大盘转速可在0.2~14RPM任意设定。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种石油套管接箍拧接机的液压系统,该液压系统包括泵控部分、变流量部分、液压马达方向控制部分、冷却部分和管路若干,所述泵控部分包括作为泵源的液压泵、恒流阀、恒压控制阀和变量缸,所述液压泵通过液压管路与单向阀、电磁卸荷阀和压力表组成安全卸荷回路,所述液压泵与恒流阀和恒压控制阀连接,所述恒流阀与板式节流阀和叠加式节流阀的压力信号源连接;所述变流量部分包括由板式节流阀形成的第一路液压阀组;叠加式单向节流阀和两位四通液动换向阀串联叠加而成的第二路液压阀组,并通过管路并联在单向阀的出口、三位四通液动换向阀的进口;液压马达方向控制部分包括三位四通液动换向阀、高压球阀和液压马达;所述冷却部分设有风冷却器,所述风冷却器的进口和三位四通液动换向阀的T口连接,所述风冷却器的出口通过管路与油箱连接。
所述液压泵采用压力—流量柱塞式变量泵。
所述第二路液压阀组,当两位四通液动换向阀打开时,该液压系统的输出流量为63L/min;当第二路两位四通液动换向阀关闭时,该液压系统的输出流量为26L/min。
本实用新型的有益效果是:为石油套管接箍拧接机提供泵源,结构简单、故障率低、维护费用少、系统发热量低;最高限压范围内泵始终能自动地适应负载的变化,流量根据系统需要相应变化,大盘转速可在0.2~14RPM任意设定;接箍拧接机高低压转换时,液压冲击减小,扭矩值波动明显降低,扭矩曲线平滑,提高了产品合格率;系统发热量降低,能源利用率明显提高。
附图说明
图1是本实用新型的石油套管接箍拧接机的液压系统实施例示意图;
图2是本实用新型的石油套管接箍拧接机的液压系统的压力-流量曲线图。
图中:
1.电机 2.液压泵 3.电磁卸荷阀
4.板式节流阀 5.测压接头 6.三位四通液动式方向阀
7.高压球阀 8.液压马达 9.叠加式节流阀
10.风冷却器 11.两位四通液动式方向阀
12.压力表 13.板式单向阀 14.q恒流阀
15.p恒压控制阀 16.变量缸
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明:
如图1、图2所示,石油套管接箍拧接机的液压系统,包括泵控部分、变流量部分、液压马达方向控制部分及冷却部分,液压系统由压力流量柱塞式变量泵2作为泵源,恒流阀14及恒压控制阀15根据液压信号分别控制液压泵的流量和压力。所述泵控部分的所述液压泵2通过液压管路与单向阀13、电磁卸荷阀3和压力表12组成安全卸荷回路,其中,从板式节流阀4、叠加式单向节流阀9出口引出的压力信号源与变量泵的恒流阀连接;所述变流量部分包括两路不同通径的液压阀组,第一路为板式节流阀4,第二路为叠加式单向节流阀9和两位四通液动换向阀11串联叠加而成,并通过管路并联在单向阀13的出口以及三位四通液动换向阀6的进口;液压马达方向控制部分由三位四通液动换向阀6、高压球阀7及液压马达8组成;所述冷却部分由液压管路和风冷却器10组成,风冷却器10的进口和三位四通液动换向阀6的T口连接,出口通过管路与油箱连接。
泵控部分的液压泵2采用压力流量柱塞式变量泵,该型泵输给系统的流量只与控制信号相关,在最高限压范围内泵始终能自动地适应负载的变化。
泵控部分的电磁卸荷阀3与液压泵2出口连通,启泵时电磁卸荷阀3断电,液压泵2空载启动;待液压泵2启动后,电磁卸荷阀3得电,加载;电磁卸荷阀3调定压力系统最高工作压力的120%。
变流量部分是通过两路不同通径的液压阀组配合实现液压泵2大小流量变换的。变流量部分采用一路安装有四通液动换向阀11,另一路无换向阀的设计,目的是:大小流量转换时,无冲击现象。当两位四通液动换向阀11断电时,泵源液压油通过板式节流阀4及叠加式单向节流阀9供往液压马达8,实现高速旋转;当两位四通液动换向阀11得电时,液压油仅通过板式节流阀4供往液压马达8,实现低速旋转。
本实用新型的石油套管接箍拧接机的液压系统是这样实现的:
(1)当电机1、油泵2刚启动时,电磁卸荷阀3断电,卸荷。油泵空载启动,此时,油泵先运行于低压、最大流量的A1点。
(2)当电机油泵启动后电磁卸荷阀延时得电,随着负载压力的升高,泵很快转移到A2点运行。在此段由于负载压力较低,远未达到p恒压控制阀的调定值。对于高于A2点的流量均大于调定值,取出的信号节流阀前后压差大于预定值,致使q恒流阀14处于左位,泵出口压力油经q恒流阀15,p恒压控制阀右位进入变量缸大腔16,使泵流量减小至A2点后,泵运行至设定压力点。
(3)当三位四通液动式方向阀6处于左位时,主钳快速低压正转,液压泵2输出流量,同时从两位四通液动换向阀11、叠加式节流阀9、板式节流阀4、三位四通液动式方向阀6至液压马达8。此时,变量泵2的工作过程:到了A2点后,随着负载压力的升高,在这个过程中A2-A3段,由于泵内部泄漏量的增大,使实际输出流量小于q恒流阀14的设定值63L/min;q恒流阀14的敏感压力使q恒流阀14切换至右位,变量缸16大腔的压力油从p恒压控制阀15右位,q恒流阀14右位回油箱,以增大泵的排量,补偿由于压力升高引起内泄漏增大带来的实际供往负载流量的降低,保持供往负载流量不变。通过节流阀前后的压差变化,来驱动液压泵q恒流阀15,即使负载压力或者原动机转速波动时,也能保持与输入控制信号相对应的供往系统的流量不变。同时压力能适应负载的需要。
(4)当扭矩达到转换设定值,系统压力大约为8MPa时,两位四通液动换向阀11处于左位,该处回路处于关闭状态,只有板式节流阀4起作用。此时,泵的流量将很快从A3点变化至A4点,液压泵2输出流量为26L/min。液压油仅仅通过板式节流阀4,三位四通液动式方向阀6至液压马达8,实现主钳在高扭矩低速下正转。
(5)随着负载压力的继续升高,泵很快运行在A4-A5段,在q恒流阀14的作用下,流量基本保持不变。
(6)当扭矩达到终拧设定值20MPa时,p恒压控制阀15作用而切换至左位,压力油直接从泵的出口经p恒压控制阀15进入变量缸16大腔,使泵的流量减小。此时,仅仅p恒压控制阀15起作用,泵工作于A5-A6恒压变量区段。泵能在负载所需流量发生变化时,保持与输入控制信号相对应的系统压力不变。
(7)当扭矩到达终拧设定值时,三位四通液动式方向阀6处于右位,主钳反转,夹具打开,完成一次拧接周期。
上述是该液压系统的一个工作周期,该系统的流量可根据实际拧接要求进行调整。
拧接的工艺要求低压快速大盘转速8.5RPM,压力不大于8MPa;高压低速大盘转速3.5RPM,压力至20MPa;最大扭矩36580N.m。该系统无节流损失和无溢流损失,液压泵的工作压力随负载的变化而变化,系统效率高,在降低系统发热的同时,降低设备运行成本,节约能源,获得良好的使用效果和经济效益。②解决现有技术中高低扭矩转换时液压冲击大、驱动电机键槽损坏频繁,维修困难的问题。
Claims (3)
1.一种石油套管接箍拧接机的液压系统,其特征是:该液压系统包括泵控部分、变流量部分、液压马达方向控制部分、冷却部分和管路若干,所述泵控部分包括作为泵源的液压泵(2)、恒流阀(14)、恒压控制阀(15)和变量缸(16),所述液压泵(2)通过液压管路与单向阀(13)、电磁卸荷阀(3)和压力表(12)形成安全卸荷回路,所述液压泵(2)与恒流阀(14)和恒压控制阀(15)连接,所述恒流阀(14)与板式节流阀(4)和叠加式节流阀(9)的压力信号源连接;所述变流量部分包括由板式节流阀(4)形成的第一路液压阀组;叠加式单向节流阀(9)和两位四通液动换向阀(11)串联叠加而成的第二路液压阀组,并通过管路并联在单向阀(13)的出口、三位四通液动换向阀(6)的进口;液压马达方向控制部分包括三位四通液动换向阀(6)、高压球阀(7)和液压马达(8);所述冷却部分设有风冷却器(10),所述风冷却器(10)的进口和三位四通液动换向阀(6)的T口连接,所述风冷却器(10)的出口通过管路与油箱连接。
2.根据权利要求1所述的石油套管接箍拧接机的液压系统,其特征是:所述液压泵(2)采用压力—流量柱塞式变量泵。
3.根据权利要求1所述的石油套管接箍拧接机的液压系统,其特征是:所述第二路液压阀组,当两位四通液动换向阀(11)打开时,该液压系统的输出流量为63L/min;当第二路两位四通液动换向阀(11)关闭时,该液压系统的输出流量为26L/min。
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