石油鉆機(jī)液壓系統(tǒng)
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    石油鉆機(jī)液壓系統(tǒng)是通過控制鉸盤來控制鉆柱的轉(zhuǎn)動(dòng)和通過控制鉸車而控制鉆柱的升降。其液壓系統(tǒng)原理如圖4.9-1所示。系統(tǒng)動(dòng)作功能分3個(gè)部分：
    (1)鉆柱的提升和下降
    鉆柱提升由柴油機(jī)帶動(dòng)雙向變量泵2控制鉸車的雙向變量液壓馬達(dá)15和13轉(zhuǎn)動(dòng)。閥14可使液壓馬達(dá)15、13同時(shí)投入工作，以提高升力，也可使液壓馬達(dá)13浮動(dòng)。提升過程靠氣動(dòng)換向閥11使控制鉆柱旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)12浮動(dòng)。
    鉆柱下降靠其自重實(shí)現(xiàn)，帶動(dòng)鉸車和液壓馬達(dá)15、13反轉(zhuǎn)，此時(shí)雙向變量泵2的流量為零，靠閥10和閥6使液壓馬達(dá)15、13浮動(dòng)。若下降速度過大，通過節(jié)流閥6的減速后，再剎車減速。
    (2)鉆柱正常鉆探
    正常鉆探時(shí)，鉆柱靠雙向變量泵2使液壓馬達(dá)12轉(zhuǎn)動(dòng)，自重使鉆柱下鉆。
    圖4.9-1鉆機(jī)主液壓系統(tǒng)原理圖
1-低壓補(bǔ)油泵2-雙向變量泵3-液壓泵4-液壓缸5-氣動(dòng)伺服閥
  6-單向節(jié)流閥7-冷卻換油閥8-液動(dòng)換向閥9-測(cè)壓轉(zhuǎn)換閥
 10、11-氣動(dòng)換向閥12、13、15 -變量液壓馬達(dá)14-液壓閥
(3)其他輔助回路
換向閥8作用時(shí)，主油路中的高低壓對(duì)調(diào)，以保證一個(gè)安全閥對(duì)系統(tǒng)保護(hù)。
液壓泵3和伺服閥5、液壓缸4構(gòu)成雙向變量泵2的變量控制回路。
本系統(tǒng)因液壓泵和馬達(dá)均為可變量，故變速范圍大～總調(diào)速比可達(dá)30。為了安全，伺服閥和有關(guān)換向閥均用氣動(dòng)控制。
       頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置液壓系統(tǒng)
石油鉆機(jī)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置是現(xiàn)代鉆井技術(shù)裝備發(fā)展的重大成果。與常規(guī)轉(zhuǎn)盤方鉆桿鉆井相比，它是集機(jī)、電、液技術(shù)于一體的較為先進(jìn)裝備。采用頂驅(qū)鉆井，在提高鉆井效率、節(jié)約輔助時(shí)間、降低鉆井成本，確?？變?nèi)和人身安全方面有明顯優(yōu)點(diǎn)。液壓系統(tǒng)是該裝置的重要組成部分，發(fā)揮了其遠(yuǎn)距離傳動(dòng)與控制的優(yōu)勢(shì)，使頂驅(qū)的功能得以充分展現(xiàn)。
    DQ-60型頂驅(qū)裝置是用以取代轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)的陸上新型石油鉆井裝備。其主要功能有：主電動(dòng)機(jī)(GE752)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、主軸剎車，鉆桿的上卸扣，遙控內(nèi)防噴器( IBOP)啟閉，吊環(huán)的前傾、后傾與旋轉(zhuǎn)，平衡重量等。由于有這些功能使得機(jī)械化程度大為提高，大大方便了鉆井作業(yè)，減輕了工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了鉆井效率。
圖4.9-2 DQ-60型頂驅(qū)液壓系統(tǒng)原理圖
    DQ-60型頂驅(qū)裝置由5部分組成。
    1)頂驅(qū)裝置主體：由動(dòng)力水龍頭、剎車機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傾臂機(jī)構(gòu)、內(nèi)防噴器機(jī)構(gòu)和背鉗等組成；
    2)液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)；
    3)電氣傳動(dòng)及控制系統(tǒng)；
    4)電纜及管路系統(tǒng)；
    5)控制操縱臺(tái)。
    DQ-60型頂驅(qū)裝置液壓系統(tǒng)由4部分組成：液壓源、閥組及蓄能器總成、執(zhí)行器（液壓缸及液壓馬達(dá)）和管路系統(tǒng)。其工作原理圖見圖4.9-2所示。
    為提高頂驅(qū)工作的可靠性，液壓泵站配置了2臺(tái)泵組，主泵出口有單向閥防止油液反流，并設(shè)有電氣控制聯(lián)鎖和異地操縱，通常只1臺(tái)泵組工作。
    主泵選用限壓式變量柱塞泵，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)定的壓力時(shí)，泵全排量輸出；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，排量近似為0，保持系統(tǒng)壓力不變。
    液壓油箱有液位、溫度自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。還設(shè)有獨(dú)立的風(fēng)冷裝置，對(duì)液壓油進(jìn)行循環(huán)冷卻。當(dāng)油溫超過65℃時(shí)，風(fēng)冷電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)，低于35℃時(shí)停止。
    主閥組為疊加式集成閥塊。每聯(lián)獨(dú)立控制一執(zhí)行器，不相互干擾。每支油路均設(shè)置有測(cè)壓點(diǎn)，便于檢測(cè)和故障診斷。
    蓄能器總成由皮囊式蓄能器、單向閥、直動(dòng)式減壓閥等組成。完成平衡油路保壓、安全保護(hù)和緩沖減震的作用。
    整個(gè)液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)滿足以下鉆井工藝要求：
    1)取、放單根或立根時(shí)，吊環(huán)的前傾或后傾速度可調(diào)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)并能在任意位置停留；
    2)回轉(zhuǎn)頭可作正反方向旋轉(zhuǎn)，速度可調(diào)；
    3)為防止鉆柱反彈釋放扭矩松脫鉆具需剎車機(jī)構(gòu)對(duì)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)；
    4)遇到井涌、井噴時(shí)能快速接上鉆桿，遙控內(nèi)防噴器關(guān)閉鉆柱通道；
    5)卸、接單根或立根螺紋時(shí)，背鉗液壓缸動(dòng)作夾緊鉆桿，主電動(dòng)機(jī)崩扣或上扣；
    6)平衡機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)主電動(dòng)機(jī)卸螺紋或上螺紋時(shí)，平衡液壓缸起液壓支撐作用托起頂驅(qū)裝置主體重量，以免在上、卸螺紋時(shí)由于主體重量而引
起螺紋的磨損。
    系統(tǒng)具有以下兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：
    (1)節(jié)能
    系統(tǒng)中各執(zhí)行回路設(shè)計(jì)為并聯(lián)回路，各回路單獨(dú)或并列間歇?jiǎng)幼?，又互相不干涉。另外操縱、剎車、平衡和背鉗夾緊各回路都用減壓閥降壓。由此，系統(tǒng)主壓力取決于傾臂液壓缸的推力，并以此作為限壓式變量柱塞泵的壓力設(shè)定值，有效地降低了系統(tǒng)的能量消耗，減少油溫升高。
  (2) PLC控制系統(tǒng)
    液壓控制系統(tǒng)采用可編程序控制器進(jìn)行控制，使各回路的動(dòng)作按工藝要求或安全性要求進(jìn)行邏輯互鎖，避免誤操作。互鎖功能為：
    1)環(huán)形液壓缸背鉗夾緊動(dòng)作和回轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)互鎖或與提升系統(tǒng)絞車動(dòng)作互鎖；
    2)內(nèi)防噴閥關(guān)閉狀態(tài)與泥漿泵開泵互鎖；
3)傾臂的前傾與后傾、回轉(zhuǎn)頭液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)互鎖等

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