CN217898323U - 适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，在动力头给进油缸的两端分别设置有有杆腔和无杆腔，还包括液压马达，分别带动补偿油泵和给进油泵，给进油泵产生钻进的液压动力，通过液压管路输送入有杆腔；在补偿油泵的液压管路上，设置有补偿开关，将高压液压油通入多通道液压阀，多通道液压阀换向形成不同的液压管路，分别通入有杆腔和无杆腔，产生液压作用力；或者使油路卸载。本实用新型通过给进油泵产生钻进的液压动力，通过液压管路将高压液压油输送入有杆腔产生钻进动力；通过补偿油泵产生钻进的补偿液压动力，使钻机在受到波浪影响上下起伏时能够实现动力头平稳钻进，钻机不造成空转或憋钻。

Description

适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置

技术领域

本实用新型涉及钻机设备技术领域，具体涉及一种在江河湖海等涌动的波浪中钻进施工的波浪中钻进的液压钻机动力头的补偿装置。

背景技术

在江河湖海等水域钻进施工中，由于风力、潮汐等因素的影响，通常都具有一定的波浪，有时浪涌还很高；在具有波浪的江河湖海等水域钻进施工时，钻机会随着船体的摆动或上下浮动而晃动，首先造成钻进工作效率低，其次在波浪较大的情况下，钻机随着波浪上移时会造成空转，而钻机随着波浪下移时会造成憋钻。钻机的空转或憋钻，这两种状况都大幅度降低钻进效率，而且可能造成钻机动力头的损坏。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，以使钻机在受到波浪影响上下起伏时能够实现动力头平稳钻进，钻机不造成空转或憋钻。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，包括液压钻机的动力头给进油缸，其特征在于，所述动力头给进油缸的两端分别设置有有杆腔和无杆腔，有杆腔和无杆腔分别与液压管路连接，形成液压回路；

还包括作为动力装置的液压马达，分别带动设置在液压油槽内的补偿油泵和给进油泵，补偿油泵和给进油泵分别与与液压管路连接；给进油泵产生钻进的液压动力，通过液压管路将高压液压油输送入有杆腔，卸载的油液通过液压管路回流入液压油槽；

在补偿油泵的液压管路上，设置有补偿开关，补偿开关设置有至少两个档位；一个档位将高压液压油通入多通道液压阀，在多通道液压阀的换向作用下，形成不同的液压管路，分别通入有杆腔和无杆腔，产生液压作用力；或者使有杆腔和无杆腔内的高压液压油与液压油槽连通而卸载；补偿开关的另一个档位，直接将高压液压油与液压油槽连通而卸载。

这样，本实用新型通过给进油泵产生钻进的液压动力，通过液压管路将高压液压油输送入有杆腔产生钻进动力；通过补偿油泵产生钻进的补偿液压动力，使钻机在受到波浪影响上下起伏时能够实现动力头平稳钻进，钻机不造成空转或憋钻。

进一步的，所述有杆腔是提供钻机的钻进压力，位于顶端，无杆腔位于底端。这样更适合竖直设置的钻杆。

进一步的，在补偿油泵的液压管路上，设置有溢流阀。这样能够设定补偿油泵液压管路的油液压力值，超过压力值就打开溢流阀，使高压液压油与液压油槽连通而卸载。

进一步的，在补偿油泵和给进油泵的进油管路上，设置有过滤器。这样能够对液压油槽的油液进行过滤，防止管路堵塞。

进一步的，所述过滤器包括初过滤器和精过滤器。

进一步的，补偿油泵的供油量大于给进油泵的供油量。这样，由供油量小的给进油泵实现动力头正常给进，由多通道液压阀控制大的补偿油泵大流量对动力头进行浮动补偿。

进一步的，补偿油泵的供油量为给进油泵的4—5倍。这样能够快速对动力头进行浮动补偿，对波浪的起伏在最短的时间快速相应。

进一步的，在液压管路上，设置有冷却器，对回流入液压油槽的油液进行冷却降温。

综上所述，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过一套液压系统来保持动力头给进过程中动力头位置和动力头给进力基本保持恒定，即钻杆底部始终与钻削面保持接触并有一定压力实现钻进。

2、钻机在受到波浪影响上下起伏时能够实现动力头平稳钻进，钻机不造成空转或憋钻。

3、在钻具较轻时，靠有杆腔调整压力进行增压钻进。钻机上移时，有杆腔快速补充液压油使有杆腔压力保持在溢流阀调整值，动力头相对下移使动力头始终受到钻杆的反作用力；钻机下移时，动力头承受钻杆的反作用力会大于有杆腔压力，动力头相对上移使有杆腔的液压油快速溢流，无杆腔通过油箱快速补充液压油；

在钻具较重时，靠无杆腔调整压力承受部分钻具重量进行减压钻进。钻机上移时，钻具重力大于无杆腔给定的压力，动力头相对下移使无杆腔的液压油快速溢流，有杆腔通过油箱快速补充液压油；钻机下移时，无杆腔快速补充液压油使无杆腔压力保持在溢流阀调整值，动力头始终受到钻杆的反作用力。

附图说明

图1为本实用新型液压系统示意图。

1—动力头给进油缸，2—有杆腔，3—无杆腔，4—液压管路，5—液压油槽，6—液压马达，7—补偿油泵，8—给进油泵，9—补偿开关，10—多通道液压阀，11—溢流阀，12—过滤器，13—冷却器。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型的一种适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，如图1所示，包括液压钻机的动力头给进油缸1，所述动力头给进油缸1的两端分别设置有有杆腔2和无杆腔3，有杆腔2和无杆腔3分别与液压管路4连接，形成液压回路；具体设置时，有杆腔2通常是提供钻机的钻进压力，位于顶端，产生向下的钻进作用力，无杆腔3位于底端，能减轻钻进压力，与向下的钻进压力作用力方向相反。

还包括液压马达6，液压马达6作为动力装置，分别带动设置在液压油槽5内的补偿油泵7和给进油泵8，补偿油泵7和给进油泵8分别与与液压管路4连接，产生高压液压油输送入液压管路4；给进油泵8作为产生钻进的液压动力，通过液压管路4将高压液压油输送入有杆腔2，产生钻进作用力，卸载的油液通过液压管路4回流入液压油槽5；在补偿油泵7的液压管路4上，设置有补偿开关9，补偿开关9设置有至少两个档位，通过补偿开关9的工位切换，一个档位将高压液压油通入多通道液压阀10，在多通道液压阀10的换向作用下，形成不同的液压管路，分别通入有杆腔2和无杆腔3，产生液压作用力；或者使有杆腔2和无杆腔3内的高压液压油与液压油槽5连通而卸载；补偿开关9的另一个档位，直接将高压液压油与液压油槽5连通而卸载；使补偿油泵7的高压液压油不作用在动力头给进油缸1上。补偿油泵7的供油量大于给进油泵8的供油量，补偿油泵7的供油量可以达到给进油泵8的4—5倍，这样形成快速补偿，补偿油泵7的供油量如为50ml/r，给进油泵8的供油量可以为10ml/r。图中，多通道液压阀10有三个液压油通道，分别能形成进油和卸载油路。

在补偿油泵7的液压管路4上，设置有溢流阀11，当油液的压力超过设定值时，溢流阀11自动打开，将高压油液导入液压油槽5而卸载。

在补偿油泵7和给进油泵8的进油管路上，设置有过滤器12，过滤器12包括初过滤器和精过滤器，以达到更优的过滤效果。

在液压管路4上，设置有冷却器13，对回流入液压油槽5的油液进行冷却降温，达到要求的温度后再回流入液压油槽5。过滤器12、冷却器13可以采用现有的结构，在此不做进一步描述。

本实用新型，在原有的给进油泵8带动动力头给进油缸1钻进时，随着水位波浪起伏，尤其是浪涌较高时，钻机就容易产生空转或憋钻，钻进施工很不平稳。本实用新型，在原有的给进油泵8带动动力头给进油缸1的基础上，增加了一套油路补偿装置，在波浪起伏较大时，在钻机因波浪起伏而上升产生空钻时，能在很短时间将高压油液输入有杆腔2，产生增大钻进力的作用；在钻机因波浪起伏而下降产生时，能在很短时间将高压油液输入无杆腔3，抵消钻机的部分重量进行减压钻进。本实用新型装置，使钻机在海洋上受到波浪影响时能够实现动力头平稳钻进，钻机上移时不会出现空转，钻机下移时不会出现憋钻。还可以通过链条机构实现动力头倍速移动，补偿速度更快，补偿行程更大，即如动力头给进油缸1的补偿速度0.5m/s，则动力头的补偿速度1m/s，动力头给进油缸1的行程移动0.5m，动力头移动1m。

在钻具较轻时，靠有杆腔调整压力进行增压钻进。因波浪起伏钻机上移时，有杆腔快速补充液压油使有杆腔压力保持在溢流阀调整值，动力头相对下移使动力头始终受到钻杆的反作用力；因波浪起伏钻机下移时，动力头承受钻杆的反作用力会大于有杆腔压力，动力头相对上移使有杆腔的液压油快速溢流，无杆腔通过油箱快速补充液压油；

在钻具较重时，靠无杆腔调整压力承受部分钻具重量进行减压钻进。钻机上移时，钻具重力大于无杆腔给定的压力，动力头相对下移使无杆腔的液压油快速溢流，有杆腔通过油箱快速补充液压油；钻机下移时，无杆腔快速补充液压油使无杆腔压力保持在溢流阀调整值，动力头始终受到钻杆的反作用力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，包括液压钻机的动力头给进油缸（1），其特征在于，所述动力头给进油缸（1）的两端分别设置有有杆腔（2）和无杆腔（3），有杆腔（2）和无杆腔（3）分别与液压管路（4）连接，形成液压回路；

还包括作为动力装置的液压马达（6），分别带动设置在液压油槽（5）内的补偿油泵（7）和给进油泵（8），补偿油泵（7）和给进油泵（8）分别与液压管路（4）连接；给进油泵（8）产生钻进的液压动力，通过液压管路（4）将高压液压油输送入有杆腔（2），卸载的油液通过液压管路（4）回流入液压油槽（5）；

在补偿油泵（7）的液压管路（4）上，设置有补偿开关（9），补偿开关（9）设置有至少两个档位；一个档位将高压液压油通入多通道液压阀（10），在多通道液压阀（10）的换向作用下，形成不同的液压管路，分别通入有杆腔（2）和无杆腔（3），产生液压作用力；或者使有杆腔（2）和无杆腔（3）内的高压液压油与液压油槽（5）连通而卸载；补偿开关（9）的另一个档位，直接将高压液压油与液压油槽（5）连通而卸载。

2.根据权利要求1所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，所述有杆腔（2）提供钻机的钻进压力，位于顶端，无杆腔（3）位于底端。

3.根据权利要求1所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，在补偿油泵（7）的液压管路（4）上，设置有溢流阀（11）。

4.根据权利要求1—3任一所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，在补偿油泵（7）和给进油泵（8）的进油管路上，设置有过滤器（12）。

5.根据权利要求4所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，所述过滤器（12）包括初过滤器和精过滤器。

6.根据权利要求1—3任一所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，补偿油泵（7）的供油量大于给进油泵（8）的供油量。

7.根据权利要求6所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，补偿油泵（7）的供油量大于给进油泵（8）的4至5倍。

8.根据权利要求6所述的适用于液压钻机动力头的波浪补偿装置，其特征在于，在液压管路（4）上，设置有冷却器（13），对回流入液压油槽（5）的油液进行冷却降温。

Images