RU2784633C1 - Hydraulic power system for a downhole apparatus and downhole apparatus - Google Patents
Hydraulic power system for a downhole apparatus and downhole apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784633C1 RU2784633C1 RU2022103077A RU2022103077A RU2784633C1 RU 2784633 C1 RU2784633 C1 RU 2784633C1 RU 2022103077 A RU2022103077 A RU 2022103077A RU 2022103077 A RU2022103077 A RU 2022103077A RU 2784633 C1 RU2784633 C1 RU 2784633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- main oil
- oil
- hydraulic
- valve
- oil passage
- Prior art date
Links
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 230000002441 reversible Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 359
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 98
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 27
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000003139 buffering Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 2
- 240000004282 Grewia occidentalis Species 0.000 description 1
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится без ограничения к области техники геологической разведки, в частности к гидравлической силовой системе для скважинного устройства и к скважинному устройству.The present invention relates without limitation to the field of geological exploration, in particular to a hydraulic power system for a downhole device and a downhole device.
ПредпосылкиPrerequisites
Некоторые скважинные устройства, применяемые для геологической разведки и испытаний, характеризуются высокими требованиями к управлению усилием и скоростью вследствие специфики условий эксплуатации и эксплуатационных требований. Например, для повышения приспособляемости прибора для колонкового бурения к породе, в ходе эксплуатации прибора для колонкового бурения большого диаметра требуется более высокая точность управления давлением при бурении и скоростью продвижения буровой коронки. Кроме того, диапазон изменений давления и скорости бурения является весьма широким в разных условиях эксплуатации. При колонковом бурении в сложной породе требования в отношении управления давлением и скоростью бурения являются более высокими.Some downhole devices used for geological exploration and testing are characterized by high demands on the control of force and speed due to the specific operating conditions and operational requirements. For example, in order to improve the adaptability of the core drilling tool to the formation, during operation of the large diameter core drilling tool, more precise control of drilling pressure and bit advance rate is required. In addition, the range of changes in pressure and drilling speed is very wide in different operating conditions. In core drilling in complex rock, pressure and drilling speed control requirements are higher.
Однако существующие гидравлические системы неспособны удовлетворять требованиям в отношении управления усилием и скоростью при операциях в скважине. Например, современные гидравлические системы неспособны полностью удовлетворять требованиям в отношении давления при бурении и скорости бурения в операциях колонкового бурения большого диаметра, и буровая коронка в процессе колонкового бурения легко прихватывается. При возникновении прихватывания усилие для втягивания буровой коронки является небольшим, а скорость втягивания является низкой, что легко повреждает прибор для колонкового бурения. Кроме того, скоростью бурения нельзя эффективно управлять, что приводит к низкой эффективности колонкового бурения. Кроме того, надежность современных гидравлических систем обычно является неудовлетворительной. Возникновение проблемы серьезно повлияет на эффективность эксплуатации приборов для колонкового бурения. Недостаточная эффективность современных гидравлических систем часто приводит к прихватыванию скважинных приборов, такому как прихваченная буровая коронка и неизвлекаемая буровая коронка, и утилизация прибора будет приводить к серьезным потерям времени и издержкам.However, existing hydraulic systems are unable to meet the demands for force and speed control in downhole operations. For example, current hydraulic systems are not able to fully meet the requirements of drilling pressure and drilling speed in large diameter core drilling operations, and the drill bit is easily stuck in the core drilling process. When sticking occurs, the force to retract the drill bit is small and the retraction speed is low, which easily damages the core drilling tool. In addition, the drilling speed cannot be effectively controlled, resulting in low core drilling efficiency. In addition, the reliability of modern hydraulic systems is usually unsatisfactory. The occurrence of a problem will seriously affect the performance of core drilling tools. The lack of efficiency of current hydraulic systems often leads to stuck downhole tools such as a stuck drill bit and a non-removable drill bit, and disposal of the tool will result in serious time and cost losses.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Ниже следует краткое описание объектов изобретения, подробно описанных в данном документе. Это краткое описание не предназначено для ограничения объема правовой охраны формулы изобретения.The following is a brief description of the objects of the invention, described in detail in this document. This summary is not intended to limit the scope of the claims.
В настоящем изобретении предоставляется гидравлическая силовая система для скважинного устройства и скважинное устройство, которое может реализовывать эффективное управление усилием и скоростью при эксплуатации в скважине.The present invention provides a hydraulic power system for a downhole tool and a downhole tool that can realize efficient force and speed control in downhole operation.
В одном аспекте в настоящем изобретении предоставляется гидравлическая силовая система для скважинного устройства, которая содержит первый двигатель, первый гидравлический насос, второй гидравлический насос, первый основной масляный канал, второй основной масляный канал, модуль управления переключением и первый исполнительный модуль; первый двигатель содержит первый выходной вал и второй выходной вал, при этом первый выходной вал приводит в действие первый гидравлический насос, и выпуск масла первого гидравлического насоса соединен с входным концом первого основного масляного канала; второй выходной вал приводит в действие второй гидравлический насос, и выпуск масла второго гидравлического насоса соединен с входным концом второго основного масляного канала; первый исполнительный модуль соединен с выходным концом первого основного масляного канала; производительность первого гидравлического насоса меньше, чем у второго гидравлического насоса; модуль управления переключением подключен между первым основным масляным каналом и вторым основным масляным каналом, и выполнен с возможностью регулировки рабочего давления первого основного масляного канала и скорости движения первого исполнительного модуля путем управления открытием-закрытием между первым основным масляным каналом и вторым основным масляным каналом.In one aspect, the present invention provides a hydraulic power system for a downhole tool that includes a first motor, a first hydraulic pump, a second hydraulic pump, a first main oil passage, a second main oil passage, a shift control module, and a first execution module; the first engine includes a first output shaft and a second output shaft, the first output shaft drives the first hydraulic pump, and the first hydraulic pump oil outlet is connected to the input end of the first main oil passage; the second output shaft drives the second hydraulic pump, and the second hydraulic pump oil outlet is connected to the input end of the second main oil passage; the first executive module is connected to the output end of the first main oil channel; the performance of the first hydraulic pump is less than that of the second hydraulic pump; the switching control module is connected between the first main oil channel and the second main oil channel, and is configured to adjust the operating pressure of the first main oil channel and the speed of movement of the first actuating module by controlling the opening-closing between the first main oil channel and the second main oil channel.
В другом аспекте в настоящем изобретении предоставляется скважинное устройство, содержащее вышеописанную гидравлическую силовую систему.In another aspect, the present invention provides a downhole tool comprising the above-described hydraulic power system.
Гидравлическая силовая система, предоставляемая настоящим изобретением, может эффективно регулировать рабочее давление первого основного масляного канала и скорость движения первого исполнительного модуля при помощи технологии, в которой один двигатель приводит в действие два насоса совместно с модулем управления переключением, за счет чего поддерживается эффективное управление усилием и скоростью в соответствии с требованиями операций в скважине.The hydraulic power system provided by the present invention can effectively control the operating pressure of the first main oil passage and the traveling speed of the first actuating unit by a technology in which one motor drives two pumps together with the shift control unit, thereby maintaining efficient force control and speed in accordance with the requirements of operations in the well.
Другие аспекты станут очевидны при прочтении и понимании графических материалов и подробного описания.Other aspects will become apparent upon reading and understanding the graphics and the detailed description.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Сопроводительные графические материалы используются для обеспечения понимания технических решений настоящего изобретения и составляют часть описания. Они используются совместно с вариантами осуществления настоящего изобретения для разъяснения технических решений настоящего изобретения и не составляют ограничение в отношении технических решений настоящего изобретения.The accompanying drawings are used to provide an understanding of the technical solutions of the present invention and form part of the description. They are used in conjunction with embodiments of the present invention to explain the technical solutions of the present invention and do not constitute a limitation with respect to the technical solutions of the present invention.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение гидравлической силовой системы для скважинного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 is a schematic representation of a hydraulic power system for a downhole tool according to an embodiment of the present invention.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение гидравлической силовой системы для скважинного устройства согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 2 is a schematic representation of a hydraulic power system for a downhole tool according to an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 3 представлено схематическое изображение передачи мощности первого двигателя в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения.In FIG. 3 is a schematic representation of the power transmission of the first engine in an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 4 представлено схематическое изображение передачи мощности второго двигателя в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения.In FIG. 4 is a schematic representation of the power transmission of the second engine in an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 5 представлено схематическое изображение принципа действия гидравлической силовой системы согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 5 is a schematic representation of the principle of operation of a hydraulic power system according to an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 6 представлено схематическое изображение модуля управления переключением согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 6 is a schematic representation of a switch control module according to an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 7 представлено схематическое изображение модуля управления давлением согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 7 is a schematic representation of a pressure control module according to an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 8 представлено схематическое изображение принципа управления буровым гидравлическим цилиндром согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 8 is a schematic representation of the control principle of a drilling hydraulic cylinder according to an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 9 представлено схематическое изображение принципа управления упорным гидравлическим цилиндром согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 9 is a schematic representation of the control principle of a thrust hydraulic cylinder according to an exemplary embodiment of the present invention.
На фиг. 10 представлено схематическое изображение принципа управления скоростью вращения буровой коронки согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 10 is a schematic representation of the bit speed control principle according to an exemplary embodiment of the present invention.
Описание ссылочных позиций:Description of reference items:
10, M1 - первый двигатель; М2 - второй двигатель; М3 - гидравлический двигатель; 11, В1 - первый гидравлический насос; 12, В2 - второй гидравлический насос; В3 - третий гидравлический насос; А - первый основной масляный канал; В - второй основной масляный канал; 13 - модуль управления переключением; 14 - первый исполнительный модуль; 15 - второй исполнительный модуль; 16 - модуль управления давлением; K1-K16 - спускной предохранительный клапан; S1-S10 - обратный клапан; X1, Х2 - накопитель; R1-R10 - гидравлический регулирующий обратный клапан; G1, G2 - упорный гидравлический цилиндр; G3 - гидравлический цилиндр для введения буфера; G4 - гидравлический цилиндр для выталкивания керна; G5 - гидравлический цилиндр для реверса тяги; G6 - буровой гидравлический цилиндр; L1-L8 - датчик давления; Р1-Р3 - датчик перемещения; Q - подвижная направляющая; 101 - первый выходной вал; 102 - второй выходной вал;10, M1 - the first engine; M2 - the second engine; M3 - hydraulic motor; 11, B1 - the first hydraulic pump; 12, B2 - second hydraulic pump; В3 - the third hydraulic pump; A - the first main oil channel; B - the second main oil channel; 13 - switching control module; 14 - the first executive module; 15 - second executive module; 16 - pressure control module; K1-K16 - bleed safety valve; S1-S10 - check valve; X1, X2 - drive; R1-R10 - hydraulic control check valve; G1, G2 - thrust hydraulic cylinder; G3 - hydraulic cylinder for the introduction of the buffer; G4 - hydraulic cylinder for core ejection; G5 - hydraulic cylinder for thrust reverser; G6 - drilling hydraulic cylinder; L1-L8 - pressure sensor; P1-P3 - displacement sensor; Q - movable guide; 101 - the first output shaft; 102 - second output shaft;
NC-1, NC-2, NO-3, NC-4, NC-5, NC-6, NC-7, NC-8, NO-9, NC-10, NO-11, NC-12, NO-13, NO-14, NC-15, NO-16, NC-17, NC-18, NC-19 - электромагнитный реверсивный клапан.NC-1, NC-2, NO-3, NC-4, NC-5, NC-6, NC-7, NC-8, NO-9, NC-10, NO-11, NC-12, NO- 13, NO-14, NC-15, NO-16, NC-17, NC-18, NC-19 - solenoid reversing valve.
Подробное описаниеDetailed description
В настоящей заявке описан ряд вариантов осуществления, но это описание является иллюстративным, неограничивающим, и средним специалистам в данной области техники очевидно, что может существовать множество вариантов осуществления и схем реализации в пределах объема, охватываемого вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке. Несмотря на то, что многие возможные комбинации признаков представлены в графических материалах и обсуждены в вариантах осуществления, также возможными являются многие другие комбинации описанных признаков. Если это конкретно не ограничено, любой признак или элемент любого варианта осуществления можно использовать в комбинации с любым другим признаком или элементом любого другого варианта осуществления, или им можно заменить любой другой признак или элемент любого другого варианта осуществления.A number of embodiments are described in this application, but this description is illustrative, non-limiting, and those of ordinary skill in the art will appreciate that there may be many embodiments and implementation schemes within the scope of the embodiments described in this application. Although many possible combinations of features are shown in the drawings and discussed in the embodiments, many other combinations of the described features are also possible. Unless specifically limited, any feature or element of any embodiment may be used in combination with any other feature or element of any other embodiment, or may be substituted for any other feature or element of any other embodiment.
Настоящее изобретение содержит и предполагает комбинации признаков и элементов, известных средним специалистам в данной области техники. Описанные варианты осуществления, признаки и элементы настоящего изобретения также можно комбинировать с любым другим традиционным признаком или элементом с образованием уникального изобретательского решения, заданного формулой изобретения. Любой признак или элемент любого варианта осуществления также можно скомбинировать с признаком или элементом из другой изобретательской схемы с образованием еще одной уникальной изобретательской схемы, заданной формулой изобретения. Поэтому следует понимать, что любые признаки, представленные и/или обсужденные в настоящей заявке, можно реализовать по отдельности или в любой подходящей комбинации. Поэтому варианты осуществления не ограничены иначе, чем вариантами осуществления, выполненными в соответствии с приложенной формулой изобретения, и их эквивалентами. Кроме того, различные модификации и изменения можно осуществлять в пределах объема правовой охраны приложенной формулы изобретения.The present invention contains and contemplates combinations of features and elements known to those of ordinary skill in the art. The described embodiments, features and elements of the present invention can also be combined with any other traditional feature or element to form a unique inventive solution defined by the claims. Any feature or element of any embodiment may also be combined with a feature or element from another inventive scheme to form yet another unique inventive scheme as defined by the claims. Therefore, it should be understood that any of the features presented and/or discussed in this application can be implemented individually or in any suitable combination. Therefore, the embodiments are not limited other than the embodiments made in accordance with the appended claims and their equivalents. In addition, various modifications and changes may be made within the scope of the appended claims.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение гидравлической силовой системы для скважинного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, гидравлическая силовая система согласно этому варианту осуществления содержит первый двигатель 10, первый гидравлический насос 11, второй гидравлический насос 12, первый основной масляный канал А, второй основной масляный канал В, модуль 13 управления переключением и первый исполнительный модуль 14. Первый двигатель 10 содержит первый выходной вал 101 и второй выходной вал 102, при этом первый выходной вал 101 приводит в действие первый гидравлический насос 11, и второй выходной вал 102 приводит в действие второй гидравлический насос 12. Выпуск масла первого гидравлического насоса 11 соединен с входным концом первого основного масляного канала А, и выпуск масла второго гидравлического насоса 12 соединен с входным концом второго основного масляного канала В. Производительность первого гидравлического насоса 11 меньше, чем у второго гидравлического насоса 12. Модуль 13 управления переключением подключен между первым основным масляным каналом А и вторым основным масляным каналом В, и выполнен с возможностью регулировки рабочего давления первого основного масляного канала А и скорости движения первого исполнительного модуля 14 путем управления открытием-закрытием между первым основным масляным каналом А и вторым основным масляным каналом В.In FIG. 1 is a schematic representation of a hydraulic power system for a downhole tool according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hydraulic power system according to this embodiment includes a
В иллюстративном варианте осуществления максимальное рабочее давление первого гидравлического насоса 11 больше, чем у второго гидравлического насоса 12. Модуль 13 управления также может быть выполнен с возможностью регулировки рабочего давления второго основного масляного канала В путем управления открытием-закрытием между первым основным масляным каналом А и вторым основным масляным каналом В.In the exemplary embodiment, the maximum operating pressure of the first
В иллюстративном варианте осуществления модуль 13 управления переключением может содержать первый блок управления и второй блок управления. Первый блок управления подключен между первым основным масляным каналом А и вторым основным масляным каналом В, и выполнен с возможностью управления перетеканием жидкого масла из первого основного масляного канала А во второй основной масляный канал В, когда рабочее давление первого основного масляного канала А больше, чем второго основного масляного канала В. Второй блок управления подключен между первым основным масляным каналом А и вторым основным масляным каналом В, и выполнен с возможностью управления перетеканием жидкого масла из второго основного масляного канала В в первый основной масляный канал А, когда рабочее давление второго основного масляного канала В больше, чем первого основного масляного канала А.In an exemplary embodiment,
В иллюстративном варианте осуществления первый блок управления может содержать первый реверсивный клапан и первый обратный клапан, при этом первый масляный порт первого реверсивного клапана соединен с первым соединительным концом первого основного масляного канала, второй масляный порт первого реверсивного клапана соединен с впуском масла первого обратного клапана, и выпуск масла первого обратного клапана соединен с первым соединительным концом второго основного масляного канала. Первый реверсивный клапан выполнен с возможностью управления перетеканием жидкого масла из первого основного масляного канала во второй основной масляный канал последовательно через первый реверсивный клапан и первый обратный клапан;In an illustrative embodiment, the first control unit may include a first reversing valve and a first check valve, wherein the first oil port of the first reversing valve is connected to the first connecting end of the first main oil passage, the second oil port of the first reversing valve is connected to the oil inlet of the first check valve, and the oil outlet of the first check valve is connected to the first connecting end of the second main oil passage. The first reversing valve is configured to control the flow of liquid oil from the first main oil passage to the second main oil passage sequentially through the first reversing valve and the first check valve;
второй блок управления может содержать второй реверсивный клапан и второй обратный клапан, при этом первый масляный порт второго реверсивного клапана соединен с первым соединительным концом второго основного масляного канала, второй масляный порт второго реверсивного клапана соединен с впуском масла второго обратного клапана, и выпуск масла второго обратного клапана соединен с первым соединительным концом первого основного масляного канала. Второй реверсивный клапан выполнен с возможностью управления перетеканием жидкого масла из второго основного масляного канала в первый основной масляный канал последовательно через второй реверсивный клапан и второй обратный клапан;the second control unit may include a second reversing valve and a second check valve, wherein the first oil port of the second reversing valve is connected to the first connecting end of the second main oil passage, the second oil port of the second reversing valve is connected to the oil inlet of the second check valve, and the oil outlet of the second check valve valve is connected to the first connecting end of the first main oil passage. The second reversing valve is configured to control the flow of liquid oil from the second main oil passage to the first main oil passage sequentially through the second reversing valve and the second check valve;
при этом первый соединительный конец первого основного масляного канала может находиться в любом месте между входным концом и выходным концом первого основного масляного канала, и первый соединительный конец второго основного масляного канала может находиться в любом месте между входным концом и выходным концом второго основного масляного канала.wherein the first connecting end of the first main oil channel may be located anywhere between the inlet end and the outlet end of the first main oil channel, and the first connecting end of the second main oil channel may be located anywhere between the inlet end and the outlet end of the second main oil channel.
В этом иллюстративном варианте осуществления первый блок управления может дополнительно содержать первый спускной предохранительный клапан, при этом впуск масла первого спускного предохранительного клапана соединен с первым масляным портом первого реверсивного клапана, и выпуск масла первого спускного предохранительного клапана соединен с масляным резервуаром. Второй блок управления может дополнительно содержать второй спускной предохранительный клапан, при этом впуск масла второго спускного предохранительного клапана соединен с первым масляным портом второго реверсивного клапана, и выпуск масла второго спускного предохранительного клапана соединен с масляным резервуаром. За счет размещения спускного предохранительного клапана можно предотвратить повышение локального давления и повреждение гидравлического клапана вследствие теплового расширения гидравлического масла в герметичном гидравлическом трубопроводе.In this illustrative embodiment, the first control unit may further comprise a first bleed safety valve, wherein the oil inlet of the first bleed safety valve is connected to the first oil port of the first reversing valve, and the oil outlet of the first bleed safety valve is connected to the oil reservoir. The second control unit may further comprise a second bleed safety valve, wherein the oil inlet of the second bleed safety valve is connected to the first oil port of the second reversing valve, and the oil outlet of the second bleed safety valve is connected to the oil reservoir. By accommodating a bleed safety valve, it is possible to prevent local pressure build-up and damage to the hydraulic valve due to thermal expansion of the hydraulic oil in the sealed hydraulic piping.
В одном примере и первый реверсивный клапан, и второй реверсивный клапан могут представлять собой 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан. В этом случае первый масляный порт первого реверсивного клапана соединен с первым соединительным концом первого основного масляного канала, второй масляный порт первого реверсивного клапана соединен с впуском масла первого обратного клапана, и третий масляный порт первого реверсивного клапана соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла первого обратного клапана соединен с первым соединительным концом второго основного масляного канала. Первый масляный порт второго реверсивного клапана соединен с первым соединительным концом второго основного масляного канала, второй масляный порт второго реверсивного клапана соединен с впуском масла второго обратного клапана, и третий масляный порт второго реверсивного клапана соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла второго обратного клапана соединен с первым соединительным концом первого основного масляного канала.In one example, both the first reversing valve and the second reversing valve may be a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve. In this case, the first oil port of the first reversing valve is connected to the first connecting end of the first main oil passage, the second oil port of the first reversing valve is connected to the oil inlet of the first check valve, and the third oil port of the first reversing valve is connected to the oil reservoir. The oil outlet of the first check valve is connected to the first connecting end of the second main oil passage. The first oil port of the second reversing valve is connected to the first connecting end of the second main oil passage, the second oil port of the second reversing valve is connected to the oil inlet of the second check valve, and the third oil port of the second reversing valve is connected to the oil reservoir. The oil outlet of the second check valve is connected to the first connecting end of the first main oil passage.
Следует отметить, что в этом варианте осуществления первый масляный порт электромагнитного реверсивного клапана может служить в качестве впуска масла, соединяющего электромагнитный реверсивный клапан с каналом подачи масла системы, который отмечен как порт Р. Второй масляный порт может служить в качестве масляного порта, соединяющего электромагнитный реверсивный клапан с приводным элементом, и он отмечен как порт С.Третий масляный порт может служить в качестве порта возврата масла, соединяющего электромагнитный реверсивный клапан с каналом возврата масла системы, и он отмечен как порт R.It should be noted that in this embodiment, the first oil port of the solenoid reversing valve may serve as an oil inlet connecting the solenoid reversing valve to the oil supply port of the system, which is labeled port P. The second oil port may serve as an oil port connecting the solenoid reversing valve. valve with actuator, and it is marked port C. The third oil port can serve as an oil return port connecting the solenoid reversing valve to the oil return port of the system, and it is marked port R.
В иллюстративном варианте осуществления первый исполнительный модуль 14 может содержать первый гидравлический цилиндр и модуль управления для первого гидравлического цилиндра. Модуль управления для первого гидравлического цилиндра подключен между выходным концом первого основного масляного канала и первым гидравлическим цилиндром, и выполнен с возможностью управления перемещением поршневого штока первого гидравлического цилиндра под рабочим давлением первого основного масляного канала и регулировки скорости движения поршневого штока первого гидравлического цилиндра под управлением модуля 13 управления переключением.In an exemplary embodiment, the
Модуль управления для первого гидравлического цилиндра может содержать: 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан, 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан, первый гидравлический регулирующий обратный клапан и второй гидравлический регулирующий обратный клапан. Первый масляный порт 3/2-ходового нормально закрытого электромагнитного реверсивного клапана соединен с первым основным масляным каналом, второй масляный порт 3/2-ходового нормально закрытого электромагнитного реверсивного клапана соединен, соответственно, с выпуском масла первого гидравлического регулирующего обратного клапана, масляным каналом управления второго гидравлического регулирующего обратного клапана и бесштоковой камерой первого гидравлического цилиндра, и третий масляный порт 3/2-ходового нормально закрытого электромагнитного реверсивного клапана соединен с масляным резервуаром. Первый масляный порт 3/2-ходового нормально открытого электромагнитного реверсивного клапана соединен с первым основным масляным каналом, второй масляный порт 3/2-ходового нормально открытого электромагнитного реверсивного клапана соединен, соответственно, с выпуском масла второго гидравлического регулирующего обратного клапана, масляным каналом управления первого гидравлического регулирующего обратного клапана и штоковой камерой первого гидравлического цилиндра, и третий масляный порт 3/2-ходового нормально открытого электромагнитного реверсивного клапана соединен с масляным резервуаром. Впуск масла первого гидравлического регулирующего обратного клапана соединен с впуском масла второго гидравлического регулирующего обратного клапана, и оба они соединены с масляным резервуаром.The control module for the first hydraulic cylinder may include: a 3/2-way normally open solenoid reversing valve, a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve, a first hydraulic control check valve, and a second hydraulic control check valve. The first oil port of the 3/2-way normally closed solenoid reversing valve is connected to the first main oil passage, the second oil port of the 3/2-way normally closed solenoid reversing valve is connected respectively to the oil outlet of the first hydraulic control check valve, the oil control passage of the second hydraulic control check valve and the rodless chamber of the first hydraulic cylinder, and the third oil port of the 3/2-way normally closed solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir. The first oil port of the 3/2-way normally open solenoid reversing valve is connected to the first main oil passage, the second oil port of the 3/2-way normally open solenoid reversing valve is connected respectively to the oil outlet of the second hydraulic control check valve, the control oil passage of the first hydraulic control check valve and the stem chamber of the first hydraulic cylinder, and the third oil port of the 3/2-way normally open solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir. The oil inlet of the first hydraulic control check valve is connected to the oil inlet of the second hydraulic control check valve, and both are connected to the oil reservoir.
В иллюстративном варианте осуществления, когда рабочее давление второго основного масляного канала В (например, рабочее давление второго основного масляного канала В равно максимальному рабочему давлению второго гидравлического насоса 12) больше, чем первого основного масляного канала А, модуль 13 управления переключением управляет перетеканием жидкого масла из второго основного масляного канала В в первый основной масляный канал А, так как производительность первого гидравлического насоса 11 меньше, чем у второго гидравлического насоса 12, при этом расход масла первого основного масляного канала А увеличивается так, что скорость движения первого исполнительного модуля 14, соединенного с первым основным масляным каналом А, может увеличиваться. Когда рабочее давление первого основного масляного канала А (например, рабочее давление первого основного масляного канала А равно максимальному рабочему давлению первого гидравлического насоса 11) больше, чем второго основного масляного канала В (например, рабочее давление второго основного масляного канала В равно максимальному рабочему давлению второго гидравлического насоса 12), модуль 13 управления переключением управляет перетеканием жидкого масла из первого основного масляного канала А во второй основной масляный канал В, и в этот момент жидкое масло под высоким давлением в первом основном масляном канале А поступает во второй основной масляный канал В, и рабочее давление второго основного масляного канала В может повышаться.In the exemplary embodiment, when the operating pressure of the second main oil passage B (for example, the operating pressure of the second main oil passage B is equal to the maximum operating pressure of the second hydraulic pump 12) is greater than the first main oil passage A, the switching
В иллюстративном варианте осуществления модуль 13 управления переключением может быть дополнительно выполнен с возможностью управления перетеканием жидкого масла во втором основном масляном канале B в первый основной масляный канал А при отказе первого гидравлического насоса 11 с целью обеспечения рабочего давления для первого основного масляного канала А; или для управления перетеканием жидкого масла в первом основном масляном канале А во второй основной масляный канал В при отказе второго гидравлического насоса 12 с целью обеспечения рабочего давления для второго основного масляного канала В. Иначе говоря, первый гидравлический насос 11 и второй гидравлический насос 12 могут являться резервными друг для друга. Например, при повреждении первого гидравлического насоса 11 модуль 13 управления переключением может управлять перетеканием жидкого масла из второго основного масляного канала B в первый основной масляный канал А с целью обеспечения рабочего давления первого основного масляного канала А. При повреждении второго гидравлического насоса 12 модуль 13 управления переключением может управлять перетеканием жидкого масла из первого основного масляного канала А во второй основной масляный канал В с целью обеспечения рабочего давления второй группы масляных каналов В. Таким образом, даже при повреждении одного из гидравлических насосов может обеспечиваться нормальная работа скважинного устройства, в котором применяется гидравлическая силовая система согласно этому варианту осуществления, за счет чего повышается надежность и безопасность скважинного устройства.In an exemplary embodiment, the
На фиг. 2 представлено схематическое изображение гидравлической силовой системы для скважинного устройства согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. На основе гидравлической силовой системы, показанной на фиг. 1, как показано на фиг. 2, гидравлическая силовая система согласно этому варианту осуществления может дополнительно содержать модуль 16 управления давлением. Модуль 16 управления давлением соединен со вторым соединительным концом первого основного масляного канала А и выполнен с возможностью регулировки рабочего давления первого основного масляного канала А. Второй соединительный конец первого основного масляного канала А может находиться в любом месте между первым соединительным концом первого основного масляного канала А и выходным концом первого основного масляного канала А, и первый соединительный конец первого основного масляного канала А соединен с модулем 13 управления переключением.In FIG. 2 is a schematic representation of a hydraulic power system for a downhole tool according to an exemplary embodiment of the present invention. Based on the hydraulic power system shown in FIG. 1 as shown in FIG. 2, the hydraulic power system according to this embodiment may further comprise a
В иллюстративном варианте осуществления модуль 16 управления давлением может содержать ряд третьих реверсивных клапанов и спускные предохранительные клапаны во взаимно однозначном соответствии с третьими реверсивными клапанами, первый масляный порт каждого из третьих реверсивных клапанов соединен со вторым соединительным концом первого основного масляного канала, и второй масляный порт каждого из третьих реверсивных клапанов соединен с соответствующим спускным предохранительным клапаном. Третий реверсивный клапан выполнен с возможностью регулировки рабочего давления первого основного масляного канала путем управления открытием-закрытием между первым основным масляным каналом и соответствующим спускным предохранительным клапаном. В одном примере третьи реверсивные клапаны могут представлять собой 3/2-ходовые нормально закрытые электромагнитные реверсивные клапаны. Количество третьих реверсивных клапанов и спускных предохранительных клапанов, заключенных в модуле управления давлением, в настоящем изобретении не ограничено.In an exemplary embodiment, the
В этом иллюстративном варианте осуществления за счет управления открытием-закрытием между первым основным масляным каналом и спускными предохранительными клапанами через третьи реверсивные клапаны можно выбирать разные количества спускных предохранительных клапанов для сообщения с первым основным масляным каналом так, что рабочее давление первого основного масляного канала можно регулировать с целью выполнения управления рабочим давлением первого исполнительного модуля.In this exemplary embodiment, by controlling the open-close between the first main oil passage and the bleed safety valves through the third reversing valves, different numbers of bleed safety valves can be selected to communicate with the first main oil passage so that the operating pressure of the first main oil passage can be controlled with the purpose of performing control of the working pressure of the first executive module.
Как показано на фиг. 2, гидравлическая силовая система согласно этому варианту осуществления может дополнительно содержать второй исполнительный модуль 15, при этом второй исполнительный модуль 15 содержит второй гидравлический цилиндр и модуль управления для второго гидравлического цилиндра. Модуль управления для второго гидравлического цилиндра подключен между выходным концом второго основного масляного канала В и вторым гидравлическим цилиндром, и выполнен с возможностью управления перемещением поршневого штока второго гидравлического цилиндра под рабочим давлением второго основного масляного канала В. Реализация модуля управления для второго гидравлического цилиндра может ссылаться на реализацию модуля управления для первого гидравлического цилиндра.As shown in FIG. 2, the hydraulic power system according to this embodiment may further comprise a
В иллюстративном варианте осуществления гидравлическая силовая система может дополнительно содержать: второй двигатель, третий гидравлический насос и третий исполнительный модуль, соединенный с выпуском масла третьего гидравлического насоса, при этом второй двигатель приводит в действие третий гидравлический насос, и третий гидравлический насос приводит в действие третий исполнительный модуль. Гидравлическая силовая система согласно этому варианту осуществления может содержать три гидравлических насоса, которые приводятся в действие двумя независимыми двигателями, при этом, когда два независимых двигателя действуют совместно, обеспечивается возможность операций в скважине с управляемыми усилием и скоростью.In an exemplary embodiment, the hydraulic power system may further comprise: a second motor, a third hydraulic pump, and a third actuator connected to the oil outlet of the third hydraulic pump, wherein the second motor drives the third hydraulic pump and the third hydraulic pump drives the third actuator. module. The hydraulic power system according to this embodiment may include three hydraulic pumps that are driven by two independent motors, whereby when the two independent motors work together, downhole operations are possible with controlled force and speed.
В иллюстративном варианте осуществления первый двигатель и второй двигатель могут представлять собой бесщеточные двигатели постоянного тока, которые получают питание из независимых источников питания постоянного тока. За счет соответствующего питания двух двигателей с помощью двух независимых источников питания постоянного тока можно добиться независимого управления скоростью двух двигателей и, таким образом, повысить надежность управления скоростью.In an exemplary embodiment, the first motor and the second motor may be brushless DC motors that are powered by independent DC power supplies. By appropriately supplying two motors with two independent DC power supplies, independent speed control of the two motors can be achieved, and thus the reliability of speed control can be improved.
В следующем описании в качестве примера прибора для колонкового бурения взято скважинное устройство. В ходе колонкового бурения от прибора для колонкового бурения требуется выполнение таких действий, как закрепление упора, бурение буровой коронкой, отрыв керна, втягивание буровой коронки, выталкивание керна, введение буфера, втягивание стержня вытолкнутого керна, создание реверса тяги и т.д., и требуемые от них силовые характеристики являются весьма различными. Среди них, действия создания упора, втягивания буровой коронки, введения буфера, выталкивание керна и т.п.требует быстроты и энергичности, тогда как бурение буровой коронкой требует низкой скорости, но с возможностью точного управления усилием.In the following description, a downhole tool is taken as an example of a core drilling tool. During core drilling, the core drilling tool is required to perform actions such as fixing the stop, drilling with the drill bit, pulling off the core, retracting the drill bit, pushing the core, inserting a buffer, retracting the rod of the ejected core, creating a thrust reverser, etc., and the power characteristics required of them are quite different. Among them, the actions of abutting, retracting the drill bit, inserting the buffer, pushing the core, and the like require fast and vigorous action, while drilling with a drill bit requires low speed but fine force control.
В этом примере для повышения приспособляемости прибора для колонкового бурения к породам гидравлическая силовая система содержит три гидравлических насоса, которые, соответственно, приводятся в действие двумя независимыми двигателями (т.е. первым двигателем и вторым двигателем). Первый двигатель приводит в действие первый гидравлический насос и второй гидравлический насос, а второй двигатель приводит в действие третий гидравлический насос. Первый двигатель и второй двигатель могут представлять собой бесщеточные двигатели постоянного тока, такие как высокотемпературные бесщеточные двигатели постоянного тока с обратной связью на основе эффекта Холла. Дополнительно, за счет питания первого двигателя и второго двигателя с помощью двух независимых источников питания постоянного тока можно добиться независимого управления модуляцией двух двигателей, и, таким образом, два двигателя могут действовать скоординированным образом для выполнения операций колонкового бурения с высокой мощностью. Источниками питания для первого двигателя и второго двигателя можно управлять при помощи программного обеспечения, и, таким образом, значительно повысить тщательность и точность управления.In this example, in order to improve rock adaptability of the core drilling tool, the hydraulic power system comprises three hydraulic pumps, which are respectively driven by two independent motors (ie, a first motor and a second motor). The first motor drives the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, and the second motor drives the third hydraulic pump. The first motor and the second motor may be brushless DC motors such as high temperature Hall effect brushless DC motors. Further, by powering the first motor and the second motor with two independent DC power supplies, independent modulation control of the two motors can be achieved, and thus the two motors can operate in a coordinated manner to perform high power core drilling operations. The power supplies for the first motor and the second motor can be controlled by the software, and thus the thoroughness and accuracy of control can be greatly improved.
На фиг. 3 представлено схематическое изображение передачи мощности первого двигателя в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3, первый двигатель приводит в действие первый гидравлический насос и второй гидравлический насос. Первый гидравлический насос и второй гидравлический насос могут являться резервными друг для друга. Производительность первого гидравлического насоса меньше, чем у второго гидравлического насоса, и максимальное рабочее давление первого гидравлического насоса больше, чем второго гидравлического насоса. В этом случае второй гидравлический насос может быть выполнен с возможностью доставки мощности для таких действий, как закрепление упора, введение буфера, отвод буровой коронки, реверс тяги и выталкивание керна, а первый гидравлический насос может быть выполнен с возможностью доставки мощности для бурения. В ходе колонкового бурения за счет управления скоростью вращения первого двигателя можно управлять выходящим потоком первого гидравлического насоса, и тогда путем выбора разных давлений при бурении можно точно управлять скоростью бурения и усилием при бурении.In FIG. 3 is a schematic representation of the power transmission of the first engine in an exemplary embodiment of the present invention. As shown in Fig. 3, the first motor drives the first hydraulic pump and the second hydraulic pump. The first hydraulic pump and the second hydraulic pump may be redundant to each other. The capacity of the first hydraulic pump is less than that of the second hydraulic pump, and the maximum working pressure of the first hydraulic pump is greater than that of the second hydraulic pump. In this case, the second hydraulic pump may be configured to deliver power for actions such as stop stop, buffer insertion, drill bit retraction, thrust reverse, and core ejection, and the first hydraulic pump may be configured to deliver power for drilling. During core drilling, by controlling the rotation speed of the first motor, the output of the first hydraulic pump can be controlled, and then by selecting different drilling pressures, the drilling speed and drilling force can be accurately controlled.
На фиг. 4 представлено схематическое изображение передачи мощности второго двигателя в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, второй двигатель может приводить во вращение третий гидравлический насос и, таким образом, приводить в действие гидравлический двигатель для непосредственного приведения в действие кольцевой буровой коронки, что улучшает динамические характеристики буровой коронки. Кроме того, путем регулировки напряжения источника питания наземного источника питания постоянного тока может достигаться цель регулировки скорости вращения второго двигателя (бесщеточного двигателя постоянного тока) так, что скорость вращения кольцевой буровой коронки можно регулировать с целью повышения приспособляемости скважинного устройства к породе, и входная мощность второго двигателя является высокой, поэтому выходная мощность буровой коронки является достаточной.In FIG. 4 is a schematic representation of the power transmission of the second engine in an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the second motor can drive the third hydraulic pump and thus drive the hydraulic motor to directly drive the annular drill bit, which improves the dynamic performance of the drill bit. In addition, by adjusting the voltage of the power supply of the surface DC power supply, the purpose of adjusting the rotation speed of the second motor (brushless DC motor) can be achieved so that the rotation speed of the annular drill bit can be adjusted to improve the adaptability of the downhole tool to the formation, and the input power of the second motor is high, so the power output of the drill bit is sufficient.
В этом примере за счет совместного действия двух двигателей и трех гидравлических насосов можно выполнить управляемую операцию колонкового бурения и, таким образом, повысить коэффициент успешности операции колонкового бурения и удовлетворить требования к операциям в различных сложных породах. Принцип действия гидравлической силовой системы в ходе операции колонкового бурения более подробно описан ниже.In this example, by the combined action of two motors and three hydraulic pumps, it is possible to perform a controlled core drilling operation, and thus improve the success rate of the core drilling operation and meet the requirements of operations in various complex formations. The operating principle of the hydraulic power system during the core drilling operation is described in more detail below.
На фиг. 5 представлена схема принципа действия гидравлической силовой системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере первый исполнительный модуль содержит буровой гидравлический цилиндр G6, модуль управления для бурового гидравлического цилиндра и модуль управления накопителем, при этом первый основной масляный канал может называться просто буровым основным масляным каналом. Второй исполнительный модуль содержит: упорные гидравлические цилиндры G1, G2, модуль управления для упорных гидравлических цилиндров, гидравлический цилиндр G3 для введения буфера, модуль управления для гидравлического цилиндра для введения буфера, гидравлический цилиндр G4 для выталкивания керна, модуль управления для гидравлического цилиндра для выталкивания керна, гидравлический цилиндр G5 для реверса тяги и модуль управления для гидравлического цилиндра для реверса тяги, при этом второй основной масляный канал может называться просто упорным основным масляным каналом.In FIG. 5 is a diagram of the operating principle of a hydraulic power system according to an embodiment of the present invention. In this example, the first execution module comprises a drilling hydraulic cylinder G6, a control module for the drilling hydraulic cylinder, and a storage control module, wherein the first main oil passage may be simply referred to as the drilling main oil passage. The second actuating module contains: thrust hydraulic cylinders G1, G2, a control module for thrust hydraulic cylinders, a hydraulic buffer cylinder G3, a control module for a buffer injection hydraulic cylinder, a core ejection hydraulic cylinder G4, a control module for a core ejection hydraulic cylinder , the thrust reverser hydraulic cylinder G5, and the control module for the thrust reverser hydraulic cylinder, wherein the second main oil passage may simply be referred to as the thrust main oil passage.
Как показано на фиг. 5, первый двигатель M1 представляет собой двигатель с двумя выходными валами, и два его конца, соответственно, одновременно приводят в действие первый гидравлический насос В1 (также называемый сверхмалым насосом) и второй гидравлический насос В2 (также называемый малым насосом). Первый выходной вал первого двигателя М1 соединен с приводным валом первого гидравлического насоса В1, и второй выходной вал первого двигателя M1 соединен с приводным валом второго гидравлического насоса В2. Производительность первого гидравлического насоса В1 меньше, чем второго гидравлического насоса В2, а максимальное рабочее давление первого гидравлического насоса В1 больше, чем у второго гидравлического насоса В2. Впуски масла первого гидравлического насоса В1 и второго гидравлического насоса В2, соответственно, соединены с масляным резервуаром, выпуск масла первого гидравлического насоса В1 соединен с первым основным масляным каналом, и выпуск масла второго гидравлического насоса В2 соединен со вторым основным масляным каналом.As shown in FIG. 5, the first motor M1 is a dual output motor, and its two ends respectively drive the first hydraulic pump B1 (also referred to as the ultra-small pump) and the second hydraulic pump B2 (also referred to as the small pump), respectively. The first output shaft of the first motor M1 is connected to the drive shaft of the first hydraulic pump B1, and the second output shaft of the first motor M1 is connected to the drive shaft of the second hydraulic pump B2. The capacity of the first hydraulic pump B1 is less than that of the second hydraulic pump B2, and the maximum operating pressure of the first hydraulic pump B1 is greater than that of the second hydraulic pump B2. The oil inlets of the first hydraulic pump B1 and the second hydraulic pump B2 are respectively connected to the oil reservoir, the oil outlet of the first hydraulic pump B1 is connected to the first main oil passage, and the oil outlet of the second hydraulic pump B2 is connected to the second main oil passage.
Как показано на фиг. 5, выпуск масла первого гидравлического насоса В1 соединен с впуском масла спускного предохранительного клапана K2 (соответствующего вышеупомянутому третьему спускному предохранительному клапану), и выпуск масла спускного предохранительного клапана K2 соединен с масляным резервуаром. Рабочее давление первого гидравлического насоса В1 может быть установлено с помощью спускного предохранительного клапана K2. Выпуск масла второго гидравлического насоса В2 соединен с впуском масла спускного предохранительного клапана K1 (соответствующего четвертому спускному предохранительному клапану), и выпуск масла спускного предохранительного клапана K1 соединен с масляным резервуаром. Рабочее давление второго гидравлического насоса В2 может быть установлено с помощью спускного предохранительного клапана K1.As shown in FIG. 5, the oil outlet of the first hydraulic pump B1 is connected to the oil inlet of the bleed safety valve K2 (corresponding to the above-mentioned third bleed safety valve), and the oil outlet of the bleed safety valve K2 is connected to the oil reservoir. The operating pressure of the first hydraulic pump B1 can be set using the pressure relief valve K2. The oil outlet of the second hydraulic pump B2 is connected to the oil inlet of the bleed safety valve K1 (corresponding to the fourth bleed safety valve), and the oil outlet of the bleed safety valve K1 is connected to the oil reservoir. The operating pressure of the second hydraulic pump B2 can be set using the pressure relief valve K1.
Как показано на фиг. 5, выпуск масла первого гидравлического насоса В1 дополнительно соединен с датчиком L2 давления, выполненным с возможностью обнаружения рабочего давления, установленного при помощи спускного предохранительного клапана K2. Выпуск масла второго гидравлического насоса В2 дополнительно соединен с датчиком L1 давления, выполненным с возможностью обнаружения рабочего давления, установленного при помощи спускного предохранительного клапана K1.As shown in FIG. 5, the oil outlet of the first hydraulic pump B1 is further connected to a pressure sensor L2 configured to detect the operating pressure set by the relief relief valve K2. The oil outlet of the second hydraulic pump B2 is further connected to a pressure sensor L1 configured to detect the operating pressure set by the pressure relief valve K1.
Как показано на фиг. 5, выпуск масла первого гидравлического насоса В1 дополнительно соединен с впуском масла обратного клапана S4, и выпуск масла обратного клапана S4 соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла второго гидравлического насоса В2 дополнительно соединен с впуском масла обратного клапана S1, и выпуск масла обратного клапана S1 соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла первого гидравлического насоса В1 соединен с впуском масла обратного клапана S5 через фильтр. Выпуск масла обратного клапана S5 может быть соединен с модулем управления переключением, модулем управления давлением и первым исполнительным модулем. Выпуск масла второго гидравлического насоса В2 соединен с впуском масла обратного клапана S2 через фильтр, и выпуск масла обратного клапана S2 соединен с впуском масла обратного клапана S3. Впуск масла обратного клапана S3 также может быть соединен с модулем управления переключением, и выпуск масла обратного клапана S3 может быть соединен с накопителем X1 и вторым исполнительным модулем.As shown in FIG. 5, the oil outlet of the first hydraulic pump B1 is further connected to the oil inlet of the check valve S4, and the oil outlet of the check valve S4 is connected to the oil reservoir. The oil outlet of the second hydraulic pump B2 is further connected to the oil inlet of the check valve S1, and the oil outlet of the check valve S1 is connected to the oil reservoir. The oil outlet of the first hydraulic pump B1 is connected to the oil inlet of the check valve S5 through a filter. The oil outlet of check valve S5 can be connected to the switching control module, the pressure control module and the first actuating module. The oil outlet of the second hydraulic pump B2 is connected to the oil inlet of the check valve S2 through a filter, and the oil outlet of the check valve S2 is connected to the oil inlet of the check valve S3. The check valve oil inlet S3 can also be connected to the shift control module, and the check valve oil outlet S3 can be connected to the accumulator X1 and the second actuating module.
Как показано на фиг.5, когда первый двигатель M1 вращается в обратном направлении, второй гидравлический насос В2 может пополнять масло через обратный клапан S1, изолироваться от модуля управления переключением при помощи обратного клапана S2 и изолировать накопитель X1 при помощи обратного клапана S3 (что предотвращает поступление гидравлического масла из накопителя X1 в первый гидравлический насос В1 и влияние на втягивание упорного гидравлического цилиндра при освобождении накопителя X1); первый гидравлический насос В1 может пополнять масло через обратный клапан S4 и изолироваться от последующих масляных каналов при помощи обратного клапана S5.As shown in Fig. 5, when the first motor M1 rotates in the reverse direction, the second hydraulic pump B2 can replenish oil through the check valve S1, isolate from the shift control module by the check valve S2, and isolate the accumulator X1 by the check valve S3 (which prevents the flow of hydraulic oil from the accumulator X1 to the first hydraulic pump B1 and the effect on the retraction of the thrust hydraulic cylinder when the accumulator X1 is released); the first hydraulic pump B1 can replenish oil through check valve S4 and is isolated from subsequent oil passages by check valve S5.
Как показано на фиг. 5, когда первый двигатель M1 вращается в прямом направлении (т.е. в ходе нормальной эксплуатации) жидкое гидравлическое масло проходит через обратный клапан S2 и обратный клапан S3, и поступает в следующие масляные каналы (в том числе масляные каналы упорного гидравлического цилиндра, гидравлического цилиндра для введения буфера, гидравлического цилиндра для выталкивания керна и гидравлического цилиндра для реверса тяги) с целью управления действиями соответствующих гидравлических цилиндров, и гидравлическое масло поступает в следующие масляные каналы (в том числе масляный канал бурового гидравлического цилиндра) через обратный клапан S5.As shown in FIG. 5, when the first motor M1 rotates in the forward direction (i.e., during normal operation), the liquid hydraulic oil passes through the check valve S2 and the check valve S3, and enters the following oil passages (including the oil passages of the thrust hydraulic cylinder, hydraulic buffer insertion cylinder, core ejection hydraulic cylinder, and thrust reverser hydraulic cylinder) to control the respective hydraulic cylinders, and the hydraulic oil enters the following oil passages (including the oil passage of the drilling hydraulic cylinder) through check valve S5.
На фиг. 6 представлено схематическое изображение модуля управления переключением согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.6, модуль управления переключением содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-1, NC-2, обратные клапаны S6 и S7, и спускные предохранительные клапаны K3 и K4. Оба электромагнитных реверсивных клапана NC-1 и NC-2 представляют собой 3/2-ходовые нормально закрытые электромагнитные реверсивные клапаны, первый масляный порт (порт Р) электромагнитного реверсивного клапана NC-1 (соответствующего вышеупомянутому первому реверсивному клапану) соединен с первым соединительным концом первого основного масляного канала и выпуском масла спускного предохранительного клапана K3 (соответствующего вышеупомянутому первому спускному предохранительному клапану), второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NC-1 соединен с впуском масла обратного клапана S7 (соответствующего вышеупомянутому первому обратному клапану), и третий масляный порт (порт R) электромагнитного реверсивного клапана NC-1 соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла обратного клапана S7 соединен с первым соединительным концом второго основного масляного канала. Выпуск масла спускного предохранительного клапана K3 соединен с масляным резервуаром. Первый масляный порт (порт Р) электромагнитного реверсивного клапана NC-2 (соответствующего вышеупомянутому второму реверсивному клапану) соединен с первым соединительным концом второго основного масляного канала и впуском масла спускного предохранительного клапана K4 (соответствующего вышеупомянутому второму спускному предохранительному клапану), второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NC-2 соединен с впуском масла обратного клапана S6 (соответствующего вышеупомянутому второму обратному клапану), и третий масляный порт (порт R) электромагнитного реверсивного клапана NC-2 соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла обратного клапана S6 соединен с первым соединительным концом первого основного масляного канала, и выпуск масла спускного предохранительного клапана K4 соединен с масляным резервуаром.In FIG. 6 is a schematic representation of a switch control module according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in Fig. 6, the switching control module includes solenoid reversing valves NC-1, NC-2, check valves S6 and S7, and bleed safety valves K3 and K4. Both NC-1 and NC-2 solenoid reversing valves are 3/2-way normally closed solenoid reversing valves, the first oil port (P port) of the NC-1 solenoid reversing valve (corresponding to the above-mentioned first reversing valve) is connected to the first connecting end of the first main oil passage and the oil outlet of the bleed safety valve K3 (corresponding to the above-mentioned first bleed safety valve), the second oil port (port C) of the solenoid reversing valve NC-1 is connected to the oil inlet of check valve S7 (corresponding to the above-mentioned first check valve), and the third oil port port (port R) of the NC-1 solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir. The oil outlet of check valve S7 is connected to the first connecting end of the second main oil passage. The oil outlet of the relief valve K3 is connected to the oil reservoir. The first oil port (P port) of the NC-2 solenoid reversing valve (corresponding to the aforementioned second reversing valve) is connected to the first connecting end of the second main oil passage and the oil inlet of the K4 bleed safety valve (corresponding to the aforementioned second bleed safety valve), the second oil port (port C) the NC-2 solenoid reversing valve is connected to the oil inlet of check valve S6 (corresponding to the above-mentioned second check valve), and the third oil port (port R) of the NC-2 solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir. The oil outlet of the check valve S6 is connected to the first connecting end of the first main oil passage, and the oil outlet of the relief valve K4 is connected to the oil reservoir.
В этом случае рабочее давление второго гидравлического насоса В2 равно максимальному рабочему давлению второго гидравлического насоса В2 после завершения действия создания упора. При эксплуатации бурового гидравлического цилиндра G6 рабочее давление бурового основного масляного канала (первого основного масляного канала) ниже максимального рабочего давления второго гидравлического насоса В2. При подаче энергии на электромагнитный реверсивный клапан NC-2 масло под высоким давлением из упорного основного масляного канала (второго основного масляного канала) поступает в буровой основной масляный канал через электромагнитный реверсивный клапан NC-2. Так как производительность второго гидравлического насоса В2 больше, чем у первого гидравлического насоса В1, расход гидравлического масла бурового основного масляного канала увеличивается, и, таким образом, скорость движения поршневого штока бурового гидравлического цилиндра может увеличиваться, и может увеличиваться скорость бурения или отвода буровой коронки. Кроме того, вследствие изолирующей функции обратного клапана S3 и функции поддержания давления накопителя X1, усилие упора упорного гидравлического цилиндра не затрагивается.In this case, the operating pressure of the second hydraulic pump B2 is equal to the maximum operating pressure of the second hydraulic pump B2 after the end of the stop action. When the drilling hydraulic cylinder G6 is operated, the operating pressure of the drilling main oil passage (the first main oil passage) is lower than the maximum operating pressure of the second hydraulic pump B2. When power is applied to the NC-2 solenoid reversing valve, high pressure oil from the thrust main oil passage (second main oil passage) enters the drilling main oil passage through the NC-2 solenoid reversing valve. Since the output of the second hydraulic pump B2 is larger than that of the first hydraulic pump B1, the flow rate of the hydraulic oil of the drilling main oil passage increases, and thus the speed of the piston rod of the drilling hydraulic cylinder can increase, and the speed of drilling or retraction of the drill bit can increase. In addition, due to the isolating function of the check valve S3 and the pressure maintaining function of the accumulator X1, the stop force of the thrust hydraulic cylinder is not affected.
В этом случае, при включении тяги (поршневой шток бурового гидравлического цилиндра находится во втянутом состоянии), когда рабочее давление первого гидравлического насоса В1 равно максимальному рабочему давлению первого гидравлического насоса В1, и при подаче энергии на электромагнитный реверсивный клапан NC-1, масло под высоким давлением бурового основного масляного канала (первого основного масляного канала) поступает в упорный основной масляный канал через электромагнитный реверсивный клапан NC-1. Так как максимальное рабочее давление первого гидравлического насоса В1 больше, чем у второго гидравлического насоса В2, давление упора упорного гидравлического цилиндра равно максимальному рабочему давлению первого гидравлического насоса В1, и, таким образом, усилие упора упорного плеча увеличивается, и упорное плечо создает более устойчивый упор прибора. Вследствие изолирующей функции обратного клапана S5, буровой гидравлический цилиндр и накопитель Х2 не затрагиваются действиями упорного плеча. Поэтому в ходе операции колонкового бурения устройство прочно фиксируется при помощи упорного плеча, и трос можно ослабить.In this case, when the traction is turned on (the piston rod of the drilling hydraulic cylinder is in the retracted state), when the working pressure of the first hydraulic pump B1 is equal to the maximum working pressure of the first hydraulic pump B1, and when the NC-1 solenoid reversing valve is energized, the oil under high pressure of the drilling main oil channel (the first main oil channel) enters the thrust main oil channel through the NC-1 solenoid reversing valve. Since the maximum working pressure of the first hydraulic pump B1 is greater than that of the second hydraulic pump B2, the stop pressure of the thrust hydraulic cylinder is equal to the maximum working pressure of the first hydraulic pump B1, and thus the stop force of the stop arm is increased and the stop arm creates a more stable stop. device. Due to the isolating function of check valve S5, the drilling hydraulic cylinder and accumulator X2 are not affected by the action of the thrust arm. Therefore, during the core drilling operation, the device is firmly fixed by the thrust arm, and the cable can be loosened.
В этом варианте осуществления за счет переключения электромагнитного реверсивного клапана NC-1 может выполняться высокоскоростной упор, давление упора является относительно высоким, а потребление энергии первым двигателем является относительно небольшим. В ходе операции колонкового бурения скважинное устройство может прочно фиксироваться за счет обеспечения большего усилия упора так, что трос можно ослабить полностью. В ходе бурения, за счет управления скоростью вращения первого двигателя и выбора давления при бурении, скоростью вращения буровой коронки можно точно управлять с целью предотвращения прихватывания буровой коронки. В этом случае, когда требуется высокоскоростное бурение, под управлением при помощи электромагнитного реверсивного клапана NC-2 можно выполнять высокоскоростное бурение. Когда буровую коронку необходимо быстро втянуть, максимальное рабочее давление первого гидравлического насоса В1 используется для быстрого втягивания буровой коронки, усилие для втягивания буровой коронки является высоким, и, таким образом, можно предотвратить повреждение скважинного устройства. Кроме того, достижимым является то, что первый гидравлический насос В1 и второй гидравлический насос В2 могут являться резервными друг для друга при помощи модуля управления переключением. При повреждении первого гидравлического насоса В1 или второго гидравлического насоса В2 электромагнитный реверсивный клапан NC-1 или NC-2 может выполнять переключение с целью обеспечения надлежащей эксплуатации скважинного устройства и обеспечения надежности и безопасности скважинного устройства.In this embodiment, by switching the electromagnetic reversing valve NC-1, a high-speed stop can be performed, the stop pressure is relatively high, and the power consumption of the first motor is relatively small. During the core drilling operation, the downhole tool can be firmly fixed by providing a greater abutment force so that the cable can be released completely. During drilling, by controlling the rotation speed of the first motor and selecting the drilling pressure, the rotation speed of the drill bit can be accurately controlled to prevent the bit from sticking. In this case, when high-speed drilling is required, high-speed drilling can be performed under the control of the NC-2 solenoid reversing valve. When the drill bit needs to be quickly retracted, the maximum working pressure of the first hydraulic pump B1 is used to quickly retract the drill bit, the force to retract the drill bit is high, and thus damage to the downhole tool can be prevented. Furthermore, it is achievable that the first hydraulic pump B1 and the second hydraulic pump B2 can be redundant to each other by means of a changeover control module. When the first hydraulic pump B1 or the second hydraulic pump B2 fails, the NC-1 or NC-2 solenoid reversing valve can switch to ensure proper operation of the downhole tool and ensure the reliability and safety of the downhole tool.
На фиг. 7 представлено схематическое изображение модуля управления давлением согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом случае положение соединения модуля управления давлением в первом основном масляном канале может находиться в любом месте между положением соединения модуля управления переключением с первым основным масляным каналом и выходным концом первого основного масляного канала. Как показано на фиг. 7, модуль управления давлением содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 и NC-19 и спускные предохранительные клапаны K10, K11, K12, K13, K14 и K15. В этом случае электромагнитный реверсивный клапан (соответствующий вышеупомянутому третьему реверсивному клапану) соответствующим образом соединен с одним спускным предохранительным клапаном. Все электромагнитные реверсивные клапаны NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 и NC-19 представляют собой 3/2-ходовые нормально закрытые электромагнитные реверсивные клапаны. Беря в качестве примера электромагнитный реверсивный клапан NC-5, первый масляный порт (порт Р) электромагнитного реверсивного клапана NC-5 соединен с первым основным масляным каналом, второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NC-5 соединен с впуском масла спускного предохранительного клапана K10, и третий масляный порт (порт R) электромагнитного реверсивного клапана NC-5 соединен с масляным резервуаром. Выпуск масла спускного предохранительного клапана K10 соединен с масляным резервуаром. При прекращении подачи энергии на электромагнитный реверсивный клапан NC-5 масло под высоким давлением на впуске электромагнитного реверсивного клапана NC-5 выключается и перекрывается. При подаче энергии на электромагнитный реверсивный клапан NC-5 жидкое масло в первом основном масляном канале поступает в спускной предохранительный клапан K10 через электромагнитный реверсивный клапан NC-5 и возвращается в масляный резервуар. Следует отметить, что количество электромагнитных реверсивных клапанов и спускных предохранительных клапанов, заключенных в модуле управления давлением, в настоящем изобретении не ограничено.In FIG. 7 is a schematic representation of a pressure control module according to an exemplary embodiment of the present invention. In this case, the connection position of the pressure control module in the first main oil passage may be anywhere between the connection position of the switch control module with the first main oil passage and the outlet end of the first main oil passage. As shown in FIG. 7, the pressure control module contains NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18, and NC-19 solenoid reversing valves and K10, K11, K12, K13, K14, and K15 bleed relief valves. In this case, the solenoid reversing valve (corresponding to the aforementioned third reversing valve) is suitably connected to one bleed safety valve. All NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 and NC-19 solenoid reversing valves are 3/2-way normally closed solenoid reversing valves. Taking the NC-5 solenoid reversing valve as an example, the first oil port (port P) of the NC-5 solenoid reversing valve is connected to the first main oil passage, the second oil port (port C) of the NC-5 solenoid reversing valve is connected to the oil inlet of the bleed safety valve K10, and the third oil port (port R) of the solenoid reversing valve NC-5 is connected to the oil reservoir. The oil outlet of the relief valve K10 is connected to the oil reservoir. When the power supply to the NC-5 solenoid reversing valve is interrupted, the high pressure oil inlet of the NC-5 solenoid reversing valve is turned off and shut off. When the NC-5 solenoid reversing valve is energized, the liquid oil in the first main oil passage enters the K10 bleed relief valve through the NC-5 solenoid reversing valve and returns to the oil reservoir. It should be noted that the number of solenoid reversing valves and bleed safety valves included in the pressure control module is not limited in the present invention.
В этом варианте осуществления за счет выбора одного или более из электромагнитных реверсивных клапанов NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 и NC-19 можно выбрать сообщение первого основного масляного канала с разными спускными предохранительными клапанами, и, таким образом, можно управлять рабочим давлением первого основного масляного канала, что, в свою очередь, управляет давлением при бурении, доставляемым для бурового гидравлического цилиндра так, чтобы удовлетворять требованиям операций колонкового бурения в разных породах. Например, когда требуется большее усилие при бурении или усилие отвода буровой коронки, подача энергии на все электромагнитные реверсивные клапаны NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 и NC-19 может прекращаться, и для бурения или отвода буровой коронки можно использовать максимальное рабочее давление первого гидравлического насоса.In this embodiment, by selecting one or more of the solenoid reversing valves NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 and NC-19, communication of the first main oil passage with different relief relief valves can be selected, and thus, it is possible to control the operating pressure of the first main oil passage, which in turn controls the drilling pressure delivered to the drilling hydraulic cylinder so as to meet the requirements of core drilling operations in different formations. For example, when more drilling force or drill bit retraction force is required, power to all NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18, and NC-19 solenoid reversing valves can be cut off and drilling or retraction of the drill bit, the maximum working pressure of the first hydraulic pump can be used.
На фиг. 8 представлено схематическое изображение принципа действия бурового гидравлического цилиндра в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.8, модуль управления накопителем содержит обратные клапаны S8, S9 и S10 и электромагнитный реверсивный клапан NO-14. В этом случае электромагнитный реверсивный клапан NO-14 представляет собой 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан.In FIG. 8 is a schematic representation of the principle of operation of a drilling hydraulic cylinder in an exemplary embodiment of the present invention. As shown in Fig. 8, the accumulator control module includes check valves S8, S9 and S10 and a solenoid reversing valve NO-14. In this case, the NO-14 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally open solenoid reversing valve.
Как показано на фиг. 8, первый масляный порт (порт Р) электромагнитного реверсивного клапана NO-14 соединен с накопителем Х2 и выпуском масла обратного клапана S9, второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NO-14 соединен с впуском масла обратного клапана S10, и третий масляный порт (порт R) электромагнитного реверсивного клапана NO-14 соединен с масляным резервуаром. Впуск масла обратного клапана S9 соединен с выпуском масла обратного клапана S8, и впуск масла обратного клапана S8 соединен с выходным концом первого основного масляного канала через фильтр. Выпуск масла обратного клапана S9 дополнительно соединен с накопителем Х2. Выпуск масла обратного клапана S10 соединен с выпуском масла обратного клапана S8.As shown in FIG. 8, the first oil port (port P) of the NO-14 solenoid reversing valve is connected to the accumulator X2 and the oil outlet of the check valve S9, the second oil port (port C) of the NO-14 solenoid reversing valve is connected to the oil inlet of the S10 check valve, and the third oil port port (port R) of the NO-14 solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir. The oil inlet of the check valve S9 is connected to the oil outlet of the check valve S8, and the oil inlet of the check valve S8 is connected to the outlet end of the first main oil passage through a filter. The oil outlet of the check valve S9 is additionally connected to the accumulator X2. The oil outlet of check valve S10 is connected to the oil outlet of check valve S8.
В этом случае перед операцией колонкового бурения масло под высоким давлением в первом основном масляном канале может поступать в накопитель Х2 через обратный клапан S8 и обратный клапан S9. Когда давление достигает максимального рабочего давления первого гидравлического насоса В1, накопитель Х2 полностью заполняется гидравлическим маслом, и на электромагнитный реверсивный клапан NO-14 подается энергия. Когда необходимо использовать накопитель Х2, подача энергии на электромагнитный реверсивный клапан NO-14 прекращается, и масло под высоким давлением в накопителе Х2 проходит через электромагнитный реверсивный клапан NO-14, а затем поступает в модуль управления для бурового гидравлического цилиндра через обратный клапан S10 с целью реализации аварийного втягивания бурового гидравлического цилиндра.In this case, before the core drilling operation, the high-pressure oil in the first main oil passage may enter the accumulator X2 through the check valve S8 and the check valve S9. When the pressure reaches the maximum operating pressure of the first hydraulic pump B1, reservoir X2 is completely filled with hydraulic oil and the NO-14 solenoid reversing valve is energized. When the X2 accumulator needs to be used, the power supply to the NO-14 solenoid reversing valve is cut off, and the high pressure oil in the X2 accumulator passes through the NO-14 solenoid reversing valve, and then enters the drilling hydraulic cylinder control module through the S10 check valve to implementation of emergency retraction of the drilling hydraulic cylinder.
Как показано на фиг. 8, модуль управления для бурового гидравлического цилиндра содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-15, NO-16, гидравлические регулирующие обратные клапаны R9, R10 и спускной предохранительный клапан K9. В этом случае электромагнитный реверсивный клапан NC-15 представляет собой 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан, и электромагнитный реверсивный клапан NO-16 представляет собой 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан.As shown in FIG. 8, the control module for the drilling hydraulic cylinder contains NC-15, NO-16 solenoid reversing valves, R9, R10 hydraulic control check valves, and K9 bleed safety valve. In this case, the NC-15 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve, and the NO-16 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally open solenoid reversing valve.
Как показано на фиг. 8, первый масляный порт (порт Р) электромагнитного реверсивного клапана NC-15 соединен с выпусками масла обратных клапанов S8 и S10, второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NC-15 соединен с выпуском масла гидравлического регулирующего обратного клапана R9, масляным каналом управления гидравлического регулирующего обратного клапана R10 и бесштоковой камерой бурового гидравлического цилиндра G6, и третий масляный порт (порт R) электромагнитного реверсивного клапана NC-15 соединен с масляным резервуаром. Первый масляный порт (порт Р) электромагнитного реверсивного клапана NO-16 соединен с выпусками масла обратных клапанов S8 и S10, второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NO-16 соединен с выпуском масла гидравлического регулирующего обратного клапана R10, масляным каналом управления гидравлического регулирующего обратного клапана R9 и штоковой камерой бурового гидравлического цилиндра G6, и третий масляный порт (порт R) электромагнитного реверсивного клапана NO-16 соединен с масляным резервуаром.As shown in FIG. 8, the first oil port (port P) of the NC-15 solenoid reversing valve is connected to the oil outlets of the S8 and S10 check valves, the second oil port (port C) of the NC-15 solenoid reversing valve is connected to the oil outlet of the R9 hydraulic control check valve, oil passage control of the R10 hydraulic control check valve and the G6 rodless chamber of the drilling hydraulic cylinder, and the third oil port (port R) of the NC-15 solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir. The first oil port (port P) of the NO-16 solenoid reversing valve is connected to the oil outlets of the S8 and S10 check valves, the second oil port (port C) of the NO-16 solenoid reversing valve is connected to the oil outlet of the hydraulic control check valve R10, the oil control channel of the hydraulic control check valve R9 and the rod chamber of the drilling hydraulic cylinder G6, and the third oil port (port R) of the NO-16 solenoid reversing valve is connected to the oil reservoir.
Впуск масла гидравлического регулирующего обратного клапана R9 соединен с впуском масла гидравлического регулирующего обратного клапана R10, и оба они соединены с масляным резервуаром. Впуск масла спускного предохранительного клапана K9 соединен с выпусками масла обратных клапанов S8 и S10, а его выпуск масла соединен с масляным резервуаром.The oil inlet of the hydraulic control check valve R9 is connected to the oil inlet of the hydraulic control check valve R10, and both of them are connected to the oil reservoir. The oil inlet of the relief valve K9 is connected to the oil outlets of check valves S8 and S10, and its oil outlet is connected to the oil reservoir.
В этом случае, когда подача питания на электромагнитные реверсивные клапаны NO-16 и NC-15 прекращается (в нормальном положении), масло под высоким давлением поступает в первый масляный порт и поступает в штоковую камеру бурового гидравлического цилиндра G6 (камера на правой стороне бурового гидравлического цилиндра G6) через электромагнитный реверсивный клапан NO-16. В то же время, масло под высоким давлением, проходящее через электромагнитный реверсивный клапан NO-16, открывает гидравлический регулирующий обратный клапан R9, и гидравлическое масло в бесштоковой камере бурового гидравлического цилиндра G6 (камера на левой стороне бурового гидравлического цилиндра G6) возвращается в масляный резервуар через гидравлический регулирующий обратный клапан R9. Таким образом буровой гидравлический цилиндр может втягиваться. Для электромагнитного реверсивного клапана NC-15 впуск масла под высоким давлением закрывается, и часть гидравлического масла в бесштоковой камере бурового гидравлического цилиндра поступает во второй масляный порт электромагнитного реверсивного клапана NC-15 и возвращается в масляный резервуар.In this case, when the power supply to the NO-16 and NC-15 solenoid reversing valves is cut off (in the normal position), high-pressure oil enters the first oil port and enters the rod chamber of the G6 drilling hydraulic cylinder (the chamber on the right side of the drilling hydraulic cylinder G6) through the solenoid reversing valve NO-16. At the same time, the high pressure oil passing through the NO-16 solenoid reversing valve opens the R9 hydraulic control check valve, and the hydraulic oil in the rodless chamber of the G6 drilling hydraulic cylinder (the chamber on the left side of the G6 drilling hydraulic cylinder) returns to the oil reservoir through the hydraulic control check valve R9. Thus, the drilling hydraulic cylinder can be retracted. For the NC-15 solenoid reversing valve, the high pressure oil inlet is closed, and part of the hydraulic oil in the rodless chamber of the drilling hydraulic cylinder enters the second oil port of the NC-15 solenoid reversing valve and returns to the oil reservoir.
В этом случае, когда на электромагнитные реверсивные клапаны NO-16 и NC-15 одновременно подается энергия, электромагнитные реверсивные клапаны NO-16 и NC-15 действуют в обратном направлении, и масло под высоким давлением поступает в первый масляный порт и поступает в бесштоковую камеру бурового гидравлического цилиндра G6 через электромагнитный реверсивный клапан NC-15. В то же время, масло под высоким давлением, проходящее через электромагнитный реверсивный клапан NC-15, открывает гидравлический регулирующий обратный клапан R10, и гидравлическое масло в штоковой камере бурового гидравлического цилиндра G6 возвращается в масляный резервуар через гидравлический регулирующий обратный клапан R10. Дополнительно, масло под высоким давлением на впуске электромагнитного реверсивного клапана NO-16 выключается и закрывается, и часть гидравлического масла в штоковой камере бурового гидравлического цилиндра возвращается в масляный резервуар через второй масляный порт электромагнитного реверсивного клапана NO-16. Таким образом можно управлять действиями при бурении.In this case, when the NO-16 and NC-15 solenoid reversing valves are energized at the same time, the NO-16 and NC-15 solenoid reversing valves act in the opposite direction, and high pressure oil enters the first oil port and enters the rodless chamber drilling hydraulic cylinder G6 through the solenoid reversing valve NC-15. At the same time, the high pressure oil passing through the NC-15 solenoid reversing valve opens the R10 hydraulic control check valve, and the hydraulic oil in the rod chamber of the G6 drilling hydraulic cylinder returns to the oil reservoir through the R10 hydraulic control check valve. Additionally, the high pressure oil at the inlet of the NO-16 solenoid reversing valve is turned off and closed, and a part of the hydraulic oil in the rod chamber of the drilling hydraulic cylinder is returned to the oil reservoir through the second oil port of the NO-16 solenoid reversing valve. In this way, you can control the actions during drilling.
Дополнительно, при подаче энергии на электромагнитный реверсивный клапан NO-16 и прекращении подачи энергии на электромагнитный реверсивный клапан NC-15 гидравлические регулирующие обратные клапаны R9 и R10 закрываются в обратном направлении, и поступление масла на левую и правую стороны бурового гидравлического цилиндра G6 прекращается. За счет сообщения масляных резервуаров с электромагнитными реверсивными клапанами NO-16 и NC-15, поршневой шток бурового гидравлического цилиндра G6 останавливается так, что бурение можно остановить. Поршневой шток бурового гидравлического цилиндра G6 приводит в действие выполнение подвижной направляющей Q останова продвижения буровой коронки.Additionally, when power is applied to the NO-16 solenoid reversing valve and power is cut off to the NC-15 solenoid reversing valve, the hydraulic control check valves R9 and R10 are closed in the opposite direction, and oil flow to the left and right sides of the drilling hydraulic cylinder G6 is stopped. By communicating the oil reservoirs with the NO-16 and NC-15 solenoid reversing valves, the piston rod of the G6 drilling hydraulic cylinder is stopped so that drilling can be stopped. The piston rod of the drilling hydraulic cylinder G6 drives the execution of the movable guide Q to stop advancing the drill bit.
Как показано на фиг. 8, спускной предохранительный клапан K9 может играть защитную роль. В этом случае, когда буровой гидравлический цилиндр не действует в течение длительного времени, гидравлическое масло, которое заключено в гидравлическом трубопроводе, будет испытывать тепловое расширение, приводящее к повышению давления. Путем разгрузки непосредственно из спускного предохранительного клапана K9 можно осуществлять защиту от избыточного давления.As shown in FIG. 8, K9 relief valve can play a protective role. In this case, when the drilling hydraulic cylinder is not operated for a long time, the hydraulic oil which is enclosed in the hydraulic pipe will experience thermal expansion, resulting in pressure increase. By unloading directly from the safety relief valve K9, overpressure protection can be realized.
Как показано на фиг. 8, датчик L7 давления соединен с впуском бесштоковой камеры бурового гидравлического цилиндра G6, и он может обнаруживать давление при бурении в буровом гидравлическом цилиндре G6. Датчик Р3 перемещения соединен с поршневым штоком бурового гидравлического цилиндра G6, он может перемещаться вместе с поршневым штоком и обнаруживать глубину бурения.As shown in FIG. 8, the pressure sensor L7 is connected to the rodless chamber inlet of the drilling hydraulic cylinder G6, and it can detect drilling pressure in the drilling hydraulic cylinder G6. The movement sensor P3 is connected with the piston rod of the drilling hydraulic cylinder G6, it can move with the piston rod and detect the drilling depth.
Прибор для колонкового бурения, в котором используется гидравлическая силовая система согласно этому иллюстративному варианту осуществления, может эффективно управлять усилием и скоростью бурового гидравлического цилиндра при помощи технологии, в которой один двигатель приводит в действие два насоса и модуль управления переключением, и скорость переключения является высокой. За счет использования бесщеточного двигателя постоянного тока может выполняться бесступенчатая регулировка скорости в широком масштабе, и эффективность регулировки скорости является высокой. При помощи модуля управления давлением, давление при бурении можно регулировать в широком диапазоне и, таким образом, значительно повышать приспособляемость прибора для колонкового бурения к породам.The core drilling tool using the hydraulic power system according to this exemplary embodiment can effectively control the force and speed of the drilling hydraulic cylinder by a technology in which one motor drives two pumps and a switching control unit, and the switching speed is high. By using a brushless DC motor, stepless speed regulation can be performed on a large scale, and the efficiency of speed regulation is high. By using the pressure control module, the drilling pressure can be adjusted in a wide range, and thus greatly improve the rock adaptability of the core drilling tool.
Далее будут, соответственно, разъяснены масляные каналы упорного гидравлического цилиндра, гидравлический цилиндр для введения буфера, гидравлический цилиндр для выталкивания керна и гидравлический цилиндр для реверса тяги на втором основном масляном канале.Next, the oil passages of the thrust hydraulic cylinder, the buffer insertion hydraulic cylinder, the core ejection hydraulic cylinder, and the thrust reverser hydraulic cylinder on the second main oil passage will be explained, respectively.
На фиг. 9 представлено схематическое изображение принципа упорного гидравлического цилиндра согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 9, модуль управления для упорного гидравлического цилиндра содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-4, NO-3, гидравлические регулирующие обратные клапаны R1, R2 и спускной предохранительный клапан K5. Электромагнитный реверсивный клапан NC-4 представляет собой 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан, и электромагнитный реверсивный клапан NO-3 представляет собой 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан.In FIG. 9 is a schematic representation of the principle of a thrust hydraulic cylinder according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the control module for the thrust hydraulic cylinder contains the solenoid reversing valves NC-4, NO-3, the hydraulic control check valves R1, R2, and the bleed safety valve K5. The NC-4 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve, and the NO-3 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally open solenoid reversing valve.
Как показано на фиг. 5 и фиг. 9, при прекращении подачи энергии на электромагнитные реверсивные клапаны NO-3 и NC-4 (в нормальном положении) масло под высоким давлением поступает во впуск масла под высоким давлением из второго основного масляного канала (гидравлического маслопровода), поступает в регулирующий выпуск 2 через электромагнитный реверсивный клапан NO-3, и масло под высоким давлением на регулирующем выпуске 2 поступает в штоковые камеры упорных гидравлических цилиндров (камеру в верхней части упорного гидравлического цилиндра G1 и камеру на правой стороне упорного гидравлического цилиндра G2). В то же время, масло под высоким давлением, проходящее через электромагнитный реверсивный клапан NO-3, открывает гидравлический регулирующий обратный клапан R1, и гидравлическое масло в бесштоковых камерах упорных гидравлических цилиндров (камере в нижней части упорного гидравлического цилиндра G1 и камере на левой стороне упорного гидравлического цилиндра G2) возвращается в масляный резервуар через гидравлический регулирующий обратный клапан R1. Таким образом, можно втягивать два упорных гидравлических цилиндра и втягивать упорные плечи. Для электромагнитного реверсивного клапана NC-4 впуск масла под высоким давлением закрывается, и часть гидравлического масла в штоковых камерах упорных гидравлических цилиндров поступает во второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NC-4 через регулирующий выпуск 1 и возвращается в масляный резервуар.As shown in FIG. 5 and FIG. 9, when power is cut off to the NO-3 and NC-4 solenoid reversing valves (in the normal position), high pressure oil enters the high pressure oil inlet from the second main oil channel (hydraulic oil pipeline), enters the
Как показано на фиг. 5 и фиг. 9, при одновременной подаче энергии на электромагнитные реверсивные клапаны NO-3 и NC-4, электромагнитные реверсивные клапаны NO-3 и NC-4 действуют в обратном направлении, и масло под высоким давлением поступает во впуск масла под высоким давлением из гидравлического маслопровода, поступает в регулирующий выпуск 1 через электромагнитный реверсивный клапан NC-4, и масло под высоким давлением на регулирующем выпуске 1 поступает в бесштоковые камеры упорных гидравлических цилиндров (камеру в нижней части упорного гидравлического цилиндра G1 и камеру на левой стороне упорного гидравлического цилиндра G2). В то же время, масло под высоким давлением, проходящее через электромагнитный реверсивный клапан NC-4, открывает гидравлический регулирующий обратный клапан R2, и гидравлическое масло в штоковых камерах упорных гидравлических цилиндров возвращается в масляный резервуар через гидравлический регулирующий обратный клапан R2. Дополнительно, масло под высоким давлением на впуске электромагнитного реверсивного клапана NO-3 выключается и закрывается, и часть гидравлического масла в штоковых камерах упорных гидравлических цилиндров поступает во второй масляный порт (порт С) электромагнитного реверсивного клапана NO-3 через регулирующий выпуск 2 и возвращается в масляный резервуар. Таким образом поршни двух упорных гидравлических цилиндров могут приводиться в действие для выдвижения, и упорные плечи могут упираться в стенку скважины для завершения действия создания упора и закрепления.As shown in FIG. 5 and FIG. 9, when the NO-3 and NC-4 solenoid reversing valves are simultaneously energized, the NO-3 and NC-4 solenoid reversing valves operate in the opposite direction, and the high pressure oil enters the high pressure oil inlet from the hydraulic oil pipeline, enters into
Как показано на фиг. 9, спускной предохранительный клапан K5 может играть защитную роль. В этом случае, когда упорные гидравлические цилиндры не действуют в течение длительного времени, гидравлическое масло, которое заключено в гидравлическом трубопроводе, будет испытывать тепловое расширение, приводящее к повышению давления, и путем разгрузки непосредственно из спускного предохранительного клапана K5 можно осуществлять защиту от избыточного давления.As shown in FIG. 9, K5 relief valve can play a protective role. In this case, when the thrust hydraulic cylinders are not operated for a long time, the hydraulic oil which is enclosed in the hydraulic pipe will experience thermal expansion resulting in pressure increase, and by unloading directly from the relief relief valve K5, overpressure protection can be realized.
Как показано на фиг. 5 и фиг. 9, датчик L3 давления соединен с регулирующим выпуском 1 и может обнаруживать опорное усилие упорного плеча с целью определения того, может ли упорное плечо прочно создавать прочный упор. Датчик Р1 положения соединен с поршнем упорного гидравлического цилиндра G2. В этом случае в процессе развертывания или выдвижения упорного плеча поршень упорного гидравлического цилиндра G2 толкает датчик Р1 перемещения для его перемещения, при этом датчик Р1 перемещения может обнаруживать увеличивающееся расстояние упорного плеча, при помощи которого обнаруживается размер диаметра скважины.As shown in FIG. 5 and FIG. 9, the pressure sensor L3 is connected to the
Как показано на фиг. 5, модуль управления для гидравлического цилиндра для введения буфера содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-8, NO-9, гидравлические регулирующие обратные клапаны R3, R4 и спускной предохранительный клапан K6. В этом случае электромагнитный реверсивный клапан NC-8 представляет собой 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан, и электромагнитный реверсивный клапан NO-9 представляет собой 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан.As shown in FIG. 5, the control module for the buffer injection hydraulic cylinder comprises NC-8, NO-9 solenoid reversing valves, R3, R4 hydraulic regulating check valves, and K6 bleed safety valve. In this case, the NC-8 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve, and the NO-9 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally open solenoid reversing valve.
Как показано на фиг. 5, когда подача энергии на электромагнитные реверсивные клапаны NC-8 и NO-9 прекращается (в нормальном положении), масло под высоким давлением поступает во впуск масла под высоким давлением из гидравлического маслопровода и поступает в штоковую камеру гидравлического цилиндра G3 для введения буфера (камера на правой стороне гидравлического цилиндра G3 для введения буфера) через электромагнитный реверсивный клапан NO-9. В то же время, гидравлический регулирующий обратный клапан R3 открывается маслом под высоким давлением, проходящим через электромагнитный реверсивный клапан NO-9. Дополнительно, масло под высоким давлением на впуске электромагнитного реверсивного клапана NC-8 выключается и закрывается, при этом гидравлическое масло в бесштоковой камере гидравлического цилиндра G3 для введения буфера возвращается в масляный резервуар через электромагнитный реверсивный клапан NC-8. Гидравлический регулирующий обратный клапан R4 закрывается, и гидравлическое масло в бесштоковой камере гидравлического цилиндра для введения буфера возвращается в масляный резервуар через гидравлический регулирующий обратный клапан R3 так, что поршневой шток гидравлического цилиндра для введения буфера втягивается.As shown in FIG. 5, when the power supply to the NC-8 and NO-9 solenoid reversing valves is cut off (in the normal position), the high pressure oil enters the high pressure oil inlet from the hydraulic oil pipeline, and enters the rod chamber of the hydraulic cylinder G3 to introduce the buffer (chamber on the right side of the hydraulic cylinder G3 for introducing the buffer) through the NO-9 solenoid reversing valve. At the same time, the R3 hydraulic regulating check valve is opened by high pressure oil flowing through the NO-9 solenoid reversing valve. Additionally, the high pressure oil at the inlet of the NC-8 solenoid reversing valve is turned off and closed, while the hydraulic oil in the rodless chamber of the hydraulic cylinder G3 for buffering is returned to the oil reservoir through the NC-8 solenoid reversing valve. The hydraulic control check valve R4 closes, and the hydraulic oil in the rodless chamber of the buffer cylinder is returned to the oil reservoir through the hydraulic control check valve R3, so that the piston rod of the buffer cylinder is retracted.
Как показано на фиг. 5, когда энергия одновременно подается на электромагнитные реверсивные клапаны NO-9 и NC-8, электромагнитные реверсивные клапаны NO-9 и NC-8 действуют в обратном направлении, и масло под высоким давлением поступает во впуск масла под высоким давлением из гидравлического маслопровода и поступает в бесштоковую камеру гидравлического цилиндра G3 для введения буфера (камера на левой стороне гидравлического цилиндра G3 для введения буфера) через электромагнитный реверсивный клапан NC-8. В то же время, гидравлический регулирующий обратный клапан R4 открывается маслом под высоким давлением, проходящим через электромагнитный реверсивный клапан NC-8, и гидравлическое масло в штоковой камере гидравлического цилиндра G3 для введения буфера возвращается в масляный резервуар через гидравлический регулирующий обратный клапан R4. Дополнительно, масло под высоким давлением на впуске электромагнитного реверсивного клапана NO-9 выключается и закрывается, при этом гидравлическое масло в штоковой камере гидравлического цилиндра G3 для введения буфера возвращается в масляный резервуар через электромагнитный реверсивный клапан NO-9, и гидравлический регулирующий обратный клапан R3 закрывается так, что поршневой шток гидравлического цилиндра G3 для введения буфера выдвигается и выполняется действие введения буфера.As shown in FIG. 5, when power is applied to the NO-9 and NC-8 solenoid reversing valves at the same time, the NO-9 and NC-8 solenoid reversing valves operate in the opposite direction, and the high pressure oil enters the high pressure oil inlet from the hydraulic oil pipeline and enters into the rodless chamber of the G3 hydraulic cylinder for introducing the buffer (chamber on the left side of the G3 hydraulic cylinder for introducing the buffer) through the NC-8 solenoid reversing valve. At the same time, the R4 hydraulic control check valve is opened by high pressure oil flowing through the NC-8 solenoid reversing valve, and the hydraulic oil in the rod chamber of the G3 hydraulic buffer cylinder is returned to the oil reservoir through the R4 hydraulic control check valve. Additionally, the high pressure oil at the inlet of the NO-9 solenoid reversing valve is turned off and closed, while the hydraulic oil in the rod chamber of the hydraulic cylinder G3 for buffering is returned to the oil reservoir through the NO-9 solenoid reversing valve, and the hydraulic control check valve R3 is closed so that the piston rod of the buffering hydraulic cylinder G3 extends and the buffering action is performed.
Как показано на фиг. 5, спускной предохранительный клапан K6 может играть защитную роль. Когда гидравлический цилиндр G3 для введения буфера не действует в течение длительного времени, при изменении температуры окружающей среды гидравлическое масло, которое заключено в гидравлическом трубопроводе, будет испытывать тепловое расширение, приводящее к повышению давления. Путем разгрузки непосредственно из спускного предохранительного клапана K6 можно осуществлять защиту от избыточного давления.As shown in FIG. 5, K6 relief valve can play a protective role. When the buffering hydraulic cylinder G3 is not operated for a long time, when the ambient temperature changes, the hydraulic oil which is contained in the hydraulic pipe will experience thermal expansion, resulting in an increase in pressure. By unloading directly from the safety relief valve K6, overpressure protection can be realized.
Как показано на фиг. 5, датчик L4 давления соединен с впуском бесштоковой камеры гидравлического цилиндра G3 для введения буфера и выполнен с возможностью обнаружения усилия поршневого штока гидравлического цилиндра G3 для введения буфера с целью определения введения буфера на место.As shown in FIG. 5, a pressure sensor L4 is connected to the inlet of the rodless chamber of the hydraulic cylinder G3 to introduce the buffer, and is configured to detect the force of the piston rod of the hydraulic cylinder G3 to introduce the buffer to determine the injection of the buffer into place.
Как показано на фиг. 5, модуль управления для гидравлического цилиндра для выталкивания керна содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-10, NO-11, гидравлические регулирующие обратные клапаны R5, R6 и спускной предохранительный клапан K7. Электромагнитный реверсивный клапан NC-10 представляет собой 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан, и электромагнитный реверсивный клапан NO-11 представляет собой 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан. Зависимость соединений и принцип управления модуля управления для гидравлического цилиндра для выталкивания керна являются такими же, как для модуля управления для упорного гидравлического цилиндра, и они не будут здесь повторяться.As shown in FIG. 5, the control module for the hydraulic core extrusion cylinder contains NC-10, NO-11 solenoid reversing valves, R5, R6 hydraulic control check valves, and K7 bleed safety valve. The NC-10 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve, and the NO-11 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally open solenoid reversing valve. The connection relationship and control principle of the control module for the core pushing hydraulic cylinder are the same as for the control module for the thrust hydraulic cylinder, and they will not be repeated here.
Как показано на фиг. 5, датчик Р2 перемещения соединен с поршневым штоком гидравлического цилиндра G4 для выталкивания керна и выполнен с возможностью измерения положения движения поршневого штока гидравлического цилиндра G4 для выталкивания керна. Датчик L5 давления соединен с впуском бесштоковой камеры гидравлического цилиндра G4 для выталкивания керна и выполнен с возможностью обнаружения давления бесштоковой камеры так, что можно вычислить усилие выталкивания керна, и, таким образом, в соответствии с амплитудой и изменением усилия выталкивания керна можно определить, является ли колонковое бурение успешным.As shown in FIG. 5, the displacement sensor P2 is connected to the piston rod of the core ejection hydraulic cylinder G4, and is configured to sense the movement position of the piston rod of the core ejection hydraulic cylinder G4. The pressure sensor L5 is connected to the rodless chamber inlet of the core ejection hydraulic cylinder G4, and is configured to detect the pressure of the rodless chamber so that the core ejection force can be calculated, and thus, according to the amplitude and change of the core ejection force, it can be determined whether core drilling successful.
Как показано на фиг. 5, модуль управления для гидравлического цилиндра для реверса тяги содержит электромагнитные реверсивные клапаны NC-12, NO-13, гидравлические регулирующие обратные клапаны R7, R8 и спускной предохранительный клапан K8. Электромагнитный реверсивный клапан NC-12 представляет собой 3/2-ходовой нормально закрытый электромагнитный реверсивный клапан, и электромагнитный реверсивный клапан NO-13 представляет собой 3/2-ходовой нормально открытый электромагнитный реверсивный клапан. Зависимость соединений и принцип управления модуля управления для гидравлического цилиндра для реверса тяги являются такими же, как для модуля управления для упорного гидравлического цилиндра, и они не будут здесь повторяться.As shown in FIG. 5, the control module for the hydraulic thrust reversing cylinder contains NC-12, NO-13 solenoid reversing valves, R7, R8 hydraulic control check valves, and K8 bleed relief valve. The NC-12 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally closed solenoid reversing valve, and the NO-13 solenoid reversing valve is a 3/2-way normally open solenoid reversing valve. The connection relationship and control principle of the control module for the thrust reversing hydraulic cylinder are the same as for the control module for the thrust hydraulic cylinder, and they will not be repeated here.
Как показано на фиг. 5, датчик L6 давления соединен с впуском бесштоковой камеры гидравлического цилиндра G5 для реверса тяги и выполнен с возможностью обнаружения давления бесштоковой камеры.As shown in FIG. 5, a pressure sensor L6 is connected to the rodless chamber inlet of the hydraulic thrust reversal cylinder G5, and configured to detect the pressure of the rodless chamber.
Как показано на фиг. 5, второй основной масляный канал снабжен накопителем X1. В случае аварии подача энергии в гидравлическую силовую систему полностью прекращается, первый двигатель M1 прекращает работу, и прекращается подача энергии на все электромагнитные реверсивные клапаны, затем обратный клапан S3 может изолировать масляный канал накопителя X1 от второго основного масляного канала, и масло под высоким давлением в накопителе X1 может поступать в основные масляные каналы упорного гидравлического цилиндра, гидравлического цилиндра для выталкивания керна, гидравлического цилиндра для введения буфера и гидравлического цилиндра для реверса тяги так, что все гидравлические цилиндры втягиваются.As shown in FIG. 5, the second main oil passage is provided with an accumulator X1. In the event of an accident, the power supply to the hydraulic power system is completely cut off, the first motor M1 stops working, and the power supply to all the solenoid reversing valves is cut off, then the check valve S3 can isolate the oil passage of the accumulator X1 from the second main oil passage, and the high pressure oil in accumulator X1 can enter the main oil passages of thrust hydraulic cylinder, core ejection hydraulic cylinder, buffer insertion hydraulic cylinder and thrust reverser hydraulic cylinder so that all hydraulic cylinders are retracted.
На фиг. 10 представлено схематическое изображение принципа управления скоростью вращения буровой коронки согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 10, гидравлическая силовая система согласно этому иллюстративному варианту осуществления может дополнительно содержать второй двигатель М2 и третий гидравлический насос В3, при этом выходной вал второго двигателя М2 соединен с приводным валом третьего гидравлического насоса В3, и выпуск масла третьего гидравлического насоса В3 соединен с гидравлическим двигателем М3. Второй двигатель М2 приводит в действие третий гидравлический насос В3, и масло под высоким давлением из третьего гидравлического насоса В3 непосредственно приводит гидравлический двигатель М3 во вращение, и выходной вал гидравлического двигателя М3 может приводить во вращение буровую коронку. Скоростью вращения буровой коронки можно управлять путем регулировки скорости вращения второго двигателя.In FIG. 10 is a schematic representation of the bit speed control principle according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the hydraulic power system according to this exemplary embodiment may further comprise a second motor M2 and a third hydraulic pump B3, wherein the output shaft of the second motor M2 is connected to the drive shaft of the third hydraulic pump B3, and the oil outlet of the third hydraulic pump B3 is connected to the hydraulic motor M3. . The second motor M2 drives the third hydraulic pump B3, and the high pressure oil from the third hydraulic pump B3 directly drives the hydraulic motor M3, and the output shaft of the hydraulic motor M3 can drive the drill bit. The rotation speed of the drill bit can be controlled by adjusting the rotation speed of the second motor.
В этом случае выпуск масла третьего гидравлического насоса В3 дополнительно соединен с впуском масла спускного предохранительного клапана K16, и выпуск масла спускного предохранительного клапана K16 соединен с масляным резервуаром. Спускной предохранительный клапан K16 выполнен с возможностью установки рабочего давления третьего гидравлического насоса В3. Датчик L8 давления также соединен с выпуском масла третьего гидравлического насоса В3 и выполнен с возможностью обнаружения рабочего давления третьего гидравлического насоса, установленного спускным предохранительным клапаном K16.In this case, the oil outlet of the third hydraulic pump B3 is further connected to the oil inlet of the bleed safety valve K16, and the oil outlet of the bleed safety valve K16 is connected to the oil reservoir. Drain safety valve K16 is configured to set the working pressure of the third hydraulic pump B3. The pressure sensor L8 is also connected to the oil outlet of the third hydraulic pump B3 and is configured to detect the operating pressure of the third hydraulic pump installed by the relief relief valve K16.
В этом варианте осуществления, так как второй двигатель М2 независимо приводит в действие третий гидравлический насос В3, и масло под высоким давлением непосредственно приводит в действие гидравлический двигатель М3 и приводит во вращение буровую коронку, мощность второго двигателя больше не шунтируется, мощность буровой коронки является относительно достаточной, и скоростью вращения буровой коронки можно независимо управлять в соответствии с требованиями операций колонкового бурения. Кроме того, второй двигатель может представлять собой бесщеточный двигатель постоянного тока, путем регулировки напряжения большого наземного источника питания постоянного тока можно достигнуть цели регулировки скорости вращения бесщеточного двигателя постоянного тока так, что скорость вращения кольцевой буровой коронки можно регулировать с целью повышения приспособляемости к породам, и входная мощность второго двигателя является высокой, а выходная мощность буровой коронки является достаточной.In this embodiment, since the second motor M2 independently drives the third hydraulic pump B3, and the high pressure oil directly drives the hydraulic motor M3 and drives the drill bit, the power of the second motor is no longer shunted, the power of the drill bit is relatively sufficient, and the rotation speed of the drill bit can be independently controlled according to the requirements of core drilling operations. In addition, the second motor may be a brushless DC motor, by adjusting the voltage of the large ground DC power supply, the purpose of adjusting the rotation speed of the brushless DC motor can be achieved so that the rotation speed of the annular drill bit can be adjusted to improve adaptability to formations, and the input power of the second motor is high and the output power of the drill bit is sufficient.
В этом варианте осуществления давление бурения, скорость бурения и скорость вращения буровой коронки управляются независимо. В этом случае за счет управления подачей энергии на электромагнитные реверсивные клапаны NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 и NC-19 для управления рабочим давлением бурового гидравлического цилиндра выбираются разные спускные предохранительные клапаны. Поршневой шток бурового гидравлического цилиндра генерирует разные упоры для толкания буровой подвижной направляющей, которая может прикладывать разные давления при бурении к буровой коронке для удовлетворения требований колонкового бурения в отношении разных пород. Путем регулировки скорости вращения первого двигателя можно регулировать скорость движения поршневого штока бурового гидравлического цилиндра, и дополнительно можно управлять скоростью перемещения буровой коронки вперед и назад при помощи подвижной направляющей, а путем управления открытием-закрытием электромагнитного реверсивного клапана NC-2 в модуле управления переключением скорость движения поршневого штока бурового гидравлического цилиндра можно переключать между высокой скоростью и низкой скоростью. За счет использования второго двигателя для независимого управления скоростью вращения буровой коронки можно добиться независимого и точного управления скоростью вращения буровой коронки, и мощность является достаточной. Кроме того, в гидравлической силовой системе согласно этому варианту осуществления спускные предохранительные клапаны рассчитаны и установлены в замкнутых гидравлических трубопроводах. Таким образом, в высокотемпературных условиях в скважине гидравлическое масло, которое заключено в гидравлических трубопроводах, испытывает тепловое расширение, при этом его давление можно сбросить из спускных предохранительных клапанов, что, таким образом, предотвращает повышение локального давления и повреждение гидравлических клапанов вследствие теплового расширения гидравлического масла внутри изолированных гидравлических трубопроводов.In this embodiment, drilling pressure, drilling speed, and bit rotation speed are controlled independently. In this case, by controlling the power supply to the NC-5, NC-6, NC-7, NC-17, NC-18 and NC-19 solenoid reversing valves, different bleed relief valves are selected to control the operating pressure of the drilling hydraulic cylinder. The piston rod of the drilling hydraulic cylinder generates different thrusts to push the drilling movable guide, which can apply different drilling pressures to the drill bit to meet the requirements of core drilling for different formations. By adjusting the rotation speed of the first motor, the piston rod speed of the drilling hydraulic cylinder can be adjusted, and additionally, the forward and reverse speed of the drill bit can be controlled by the movable guide, and by controlling the opening-closing of the NC-2 solenoid reversing valve in the travel speed switching control module The piston rod of the drilling hydraulic cylinder can be switched between high speed and low speed. By using the second motor to independently control the rotation speed of the drill bit, independent and accurate control of the rotation speed of the drill bit can be achieved, and the power is sufficient. In addition, in the hydraulic power system according to this embodiment, relief relief valves are designed and installed in closed hydraulic pipelines. Thus, under high temperature downhole conditions, the hydraulic oil that is contained in the hydraulic lines experiences thermal expansion and can be depressurized from the relief relief valves, thus preventing local pressure build-up and damage to the hydraulic valves due to the thermal expansion of the hydraulic oil. inside insulated hydraulic lines.
Дополнительно, в варианте осуществления настоящего изобретения предоставляется скважинное устройство, такое как прибор для колонкового бурения, содержащий вышеописанную гидравлическую силовую систему.Additionally, in an embodiment of the present invention, a downhole tool, such as a core drilling tool, is provided, comprising the above-described hydraulic power system.
В описании настоящего изобретения следует отметить, что взаимосвязи ориентаций или положений, указанные терминами «верхний», «нижний», «одна сторона», «другая сторона», «один конец», «другой конец», «сторона», «относительно», «четыре угла», «периферия», «прямоугольная конструкция» и т.п. основаны на взаимосвязях ориентаций или положений, представленных в графических материалах, которые приведены только для удобства описания, а не указания или предположения того, что упомянутая конструкция имеет конкретную ориентацию, выполнена и эксплуатируется в конкретной ориентации, и, таким образом, их нельзя интерпретировать как ограничение в отношении настоящего изобретения.In the description of the present invention, it should be noted that the relationships of orientations or positions indicated by the terms "upper", "lower", "one side", "other side", "one end", "other end", "side", "relative to" , "four corners", "periphery", "rectangular structure", etc. are based on the relationship of orientations or positions presented in the drawings, which are provided for convenience of description only, and not an indication or suggestion that the said structure is oriented in a particular orientation, is made and operated in a particular orientation, and, therefore, they should not be interpreted as limiting with respect to the present invention.
В описании вариантов осуществления настоящего изобретения, если иное в явном виде не обусловлено и не ограничено, термины «соединение», «прямое соединение», «косвенное соединение», «неподвижное соединение», «установка» и «сборка» следует понимать в широком смысле, например соединение может представлять собой непрерывное соединение, разъемное соединение или интегрированное соединение; и термины «установка», «соединение» или «неподвижное соединение» могут относиться к прямому соединению или косвенному соединению посредством промежуточных элементов, или могут представлять собой внутреннюю связь между двумя элементами. Для средних специалистов в данной области техники значения приведенных выше терминов в настоящей заявке могут быть поняты в соответствии с ситуациями.In the description of embodiments of the present invention, unless otherwise expressly stipulated and limited, the terms "connection", "direct connection", "indirect connection", "fixed connection", "installation" and "assembly" should be understood in a broad sense. , for example, the connection may be a continuous connection, a detachable connection, or an integrated connection; and the terms "installation", "connection" or "fixed connection" may refer to a direct connection or an indirect connection through intermediate elements, or may represent an internal connection between two elements. For those of ordinary skill in the art, the meanings of the above terms in this application can be understood according to situations.
Несмотря на то, что выше описаны реализации, раскрытые в настоящем изобретении, описанное содержимое представляет собой лишь реализации, используемые для облегчения понимания настоящей заявки, и они не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Не отступая от сущности и объема, раскрытых в настоящей заявке, любой специалист в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, может вносить любые модификации и изменения в форму и подробности реализации, но объем патентной охраны настоящего изобретения по-прежнему должен быть определен по приложенной формуле изобретения.Although the implementations disclosed in the present invention are described above, the described contents are only implementations used to facilitate understanding of the present application, and they are not intended to limit the present invention. Without departing from the spirit and scope disclosed in this application, any person skilled in the art to which the present invention pertains may make any modifications and changes in the form and details of implementation, but the scope of patent protection of the present invention should still be determined by the attached claims.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911060617.1 | 2019-11-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784633C1 true RU2784633C1 (en) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203113417U (en) * | 2012-12-28 | 2013-08-07 | 龙工(上海)机械制造有限公司 | Univariate hydraulic system of loading machine |
| RU160236U1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-03-10 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | CLOSED HYDRAULIC SYSTEM AND INCLUDING ITS DRILLING RIG |
| RU2579540C2 (en) * | 2011-09-14 | 2016-04-10 | Сюйчжоу Хэви Мачинери Ко., Лтд. | Water plunger pump and its fluid control system |
| WO2018179863A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日立建機株式会社 | Construction machine |
| RU2700971C2 (en) * | 2015-04-14 | 2019-09-24 | Кейтерпиллар (Цинчжоу) Лтд. | Hydraulic system, control method and machine comprising said hydraulic system |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579540C2 (en) * | 2011-09-14 | 2016-04-10 | Сюйчжоу Хэви Мачинери Ко., Лтд. | Water plunger pump and its fluid control system |
| CN203113417U (en) * | 2012-12-28 | 2013-08-07 | 龙工(上海)机械制造有限公司 | Univariate hydraulic system of loading machine |
| RU160236U1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-03-10 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | CLOSED HYDRAULIC SYSTEM AND INCLUDING ITS DRILLING RIG |
| RU2700971C2 (en) * | 2015-04-14 | 2019-09-24 | Кейтерпиллар (Цинчжоу) Лтд. | Hydraulic system, control method and machine comprising said hydraulic system |
| WO2018179863A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日立建機株式会社 | Construction machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2544927C1 (en) | Underwater drive system | |
| US9068578B2 (en) | Hydraulic system having flow combining capabilities | |
| US9057389B2 (en) | Meterless hydraulic system having multi-actuator circuit | |
| CN110762071B (en) | Hydraulic power system for underground equipment and underground equipment | |
| RU2605106C2 (en) | Hydraulic assembly | |
| CN107620762B (en) | Rock drill and hydraulic automatic control system thereof | |
| DK180176B1 (en) | Borehulstraktor omfattende to eller flere hydrauliske forsyningsledninger | |
| CN112983907B (en) | Hydraulic control system for rock drilling impact | |
| CN112727818B (en) | Hydraulic control system of rock drill | |
| US11186967B2 (en) | Hydraulic systems for construction machinery | |
| US20130098459A1 (en) | Closed-Loop Hydraulic System Having Flow Combining and Recuperation | |
| US8966892B2 (en) | Meterless hydraulic system having restricted primary makeup | |
| US3799200A (en) | Flow and pressure regulating control for hydraulic motors | |
| US10550547B2 (en) | Hydraulic systems for construction machinery | |
| RU2784633C1 (en) | Hydraulic power system for a downhole apparatus and downhole apparatus | |
| CN211039203U (en) | Multi-way reversing valve of multifunctional tunnel drilling machine | |
| CN104373399B (en) | Hydraulic system capable of realizing multi-torque output and rotary drilling rig | |
| US3565170A (en) | Control apparatus for well tools | |
| CN209278231U (en) | Rock drilling propulsion hydraulic system | |
| CN104747512A (en) | Hydraulic system and drilling machine | |
| CN216666061U (en) | Prevent solution cavity card borer hydraulic system and drill jumbo | |
| KR100559289B1 (en) | hydraulic circuit of having float function | |
| CN203756623U (en) | Hydraulic system and drilling machine | |
| CN216842455U (en) | Multi-way reversing valve of multifunctional tunnel drilling machine | |
| EP3744945A1 (en) | Subsea bop control system |